[發(fā)明專利]一種降低濃縮液中一價(jià)離子濃度的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011213717.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN112607828A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛飛;馬躍華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京朗新明環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/44
• 分類號(hào): C02F1/44;C02F9/10;C02F101/10;C02F101/12
• 代理公司: 北京巨弘知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11673
• 代理人: 趙洋

本發(fā)明提供一種降低濃縮液中一價(jià)離子濃度的系統(tǒng)和方法，包括一級(jí)納濾裝置，與一級(jí)納濾裝置分別連接的二級(jí)納濾裝置和高壓反滲透裝置，一級(jí)納濾裝置濃水口與二級(jí)納濾裝置進(jìn)水管相連，一級(jí)納濾裝置產(chǎn)水口與高壓反滲透裝置進(jìn)水管相連，高壓反滲透裝置部分產(chǎn)水回流至二級(jí)納濾裝置進(jìn)水管。本發(fā)明是為了大幅度降低二價(jià)離子濃縮液中的一價(jià)離子濃度，提升分鹽效果，利于二價(jià)結(jié)晶鹽產(chǎn)量和純度的提高而對(duì)納濾膜分鹽技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，通過本系統(tǒng)中各裝置的產(chǎn)水和濃水的連接設(shè)計(jì)，大幅度降低了二價(jià)離子濃縮液中殘留的一價(jià)離子濃度，提升分鹽效果，同時(shí)，提高一價(jià)結(jié)晶鹽產(chǎn)量，并且減少蒸發(fā)母液排放量和雜鹽產(chǎn)生量。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及技術(shù)水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低濃縮液中一價(jià)離子濃度的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

廢水零排放是指工業(yè)企業(yè)對(duì)企業(yè)內(nèi)的廢水處理后進(jìn)行全部回收再利用，無任何廢液排出工廠，廢水中的鹽類和污染物經(jīng)過濃縮結(jié)晶以固體形式排出,回收用于化工原料或送垃圾處理廠填埋。

廢水零排放處理技術(shù)主要可分為熱法和膜法，熱法是采用熱源 (如蒸汽、高溫?zé)煔獾?對(duì)廢水進(jìn)行濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶，膜法是采用納濾膜、反滲透膜等對(duì)廢水進(jìn)行濃縮，然后進(jìn)入蒸發(fā)器(MVR、MED等) 進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。廢水零排放處理技術(shù)也可分為污染物轉(zhuǎn)移型和資源回收型，污染物轉(zhuǎn)移型是將廢水噴入高溫?zé)煔飧苫舭l(fā)，廢水中的鹽類和污染物形成固體物質(zhì)，混入煙氣中的灰塵一起處理；資源回收型是從廢水中提取一種或幾種高純度的結(jié)晶鹽，回用作為化工原料，同時(shí)回收清水。由于資源回收型處理技術(shù)的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性，資源回收型已成為廢水零排放的主要技術(shù)路線。

資源回收型處理技術(shù)的關(guān)鍵是分鹽，現(xiàn)有的分鹽技術(shù)主要有納濾膜分鹽、熱法分鹽、選擇性電滲析分鹽等，其中，與本發(fā)明最相近似的是納濾膜分鹽。納濾膜分鹽是利用納濾膜的選擇透過性，實(shí)現(xiàn)溶液中一價(jià)離子和二價(jià)離子有效分離的一種處理工藝。納濾膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期問世的一種新型分離膜，其截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，約為200-2000，由此推測納濾膜可能擁有l(wèi)納米左右的微孔結(jié)構(gòu)，故稱之為“納濾”。納濾膜的過濾機(jī)理十分復(fù)雜，與膜的荷電性、膜制造的工藝過程等有關(guān)，一般的納濾膜對(duì)一價(jià)離子的截留率比較低，能使90％以上的NaCl 透析，而對(duì)二價(jià)離子的截留率比較高，能達(dá)到80％-98％，因此，多組分高鹽溶液在壓力作用下通過納濾膜時(shí)，一價(jià)離子能基本自由透過，而溶液中的有機(jī)物和二價(jià)離子則有較高的截留率，在納濾膜濃水側(cè)富集，從而實(shí)現(xiàn)溶液中一價(jià)離子和二價(jià)離子的有效分離。

現(xiàn)有的廢水零排放分鹽技術(shù)主要有納濾膜分鹽、熱法分鹽、選擇性電滲析分鹽等。其中，納濾膜分鹽可將溶液中的一價(jià)離子和二價(jià)離子進(jìn)行有效分離，分別制取一價(jià)結(jié)晶鹽(例如：NaCl)和二價(jià)結(jié)晶鹽 (例如：Na₂SO₄)，但是納濾膜對(duì)一價(jià)離子的截留率比較低，一價(jià)離子基本能自由透過納濾膜，因此，納濾膜不能對(duì)一價(jià)離子進(jìn)行濃縮，導(dǎo)致納濾濃水中的一價(jià)離子濃度基本與進(jìn)水中的一價(jià)離子濃度相同，即使多級(jí)納濾，納濾濃水中殘留的一價(jià)離子濃度還是較高，對(duì)后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶提取二價(jià)結(jié)晶鹽的產(chǎn)量和純度有較大影響。熱法分鹽是指利用溶液中各成分在不同溫度下溶解度的差異，在不同的溫度下結(jié)晶出不同的結(jié)晶鹽。因此，熱法分鹽受來料影響明顯，各成分不穩(wěn)定時(shí)結(jié)晶容易受到影響，甚至形成共混鹽析出，降低結(jié)晶鹽的純度和產(chǎn)量。選擇性電滲析分鹽是在外加直流電場的驅(qū)動(dòng)下，利用離子交換膜的選擇透過性，即一價(jià)陽離子可以透過一價(jià)陽離子選擇透過膜，一價(jià)陰離子可以透過一價(jià)陰離子選擇透過膜，一價(jià)陰離子和一價(jià)陽離子分別向陽極和陰極移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)一價(jià)離子的富集。因此，選擇性電滲析分鹽需要后續(xù)配套納濾和反滲透才能富集二價(jià)鹽離子，分離一價(jià)離子，而且選擇性電滲析設(shè)備造價(jià)昂貴，不能廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容