一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统及方法与流程

本发明涉及高盐废水处理，尤其涉及一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统及方法。

背景技术：

1、目前，目前化工、造纸、冶金、脱硫等工业领域中存在大量的硫酸钠废水问题，活性炭行业中存在大量的磷酸钠废水排放问题，这些硫酸钠和磷酸钠废水如果不加处理，直接排放会造成水体污染，不利于动植物的生长，破坏生态环境等问题。

2、传统的硫酸钠、磷酸钠废水的处理方法主要有沉淀法、膜法、蒸发冷冻结晶法、生物法。各种方法都存在一定的缺点，有的技术难度高，有的经济效益低，有的适用领域窄，在实际应用中需要几种方法结合使用。

3、沉淀中和法采用药剂反应使硫酸钠、磷酸钠废水中和沉淀，达到ph中性排放要求。

4、沉淀法的药剂消耗量大，固废产量高，存在二次污染，适用范围窄。膜法使淡盐水通过膜，利用膜只允许水分子通过，过滤掉部分水，得到排放量小的高浓度盐水溶液，透析水回用。膜法浓缩低盐水有技术和成本优势，但处理高盐废水存在渗透压力高和产水率过低的问题，投资成本高，不能处理高cod的废水。蒸发冷冻结晶法通过多效蒸发或机械热压缩技术将淡盐水浓缩至饱和结晶或再冷冻结晶，得到纯度低的副产工业盐。蒸发冷冻结晶法存在能耗大，运行成本高，处理不完全以及二次污染问题，副产产品品质低，产品附加值低。生物法通过微生物生化处理盐水中的cod、氨氮等有机物，使低浓度工业废盐水达到cod排放要求。生物法可处理低浓度盐水，不能处理高盐废水，微生物活性低的技术难题，且投资成本高，占地费用大，适用范围窄。由此可见，如何对高盐废水进行处理，不产生二次污染的前提下，提升副产产品品质和附加值，是业内需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统及方法；能够有效去除高浓盐废水中的氟离子和二氧化硅，从而促进高浓盐废水的后期回收利用。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统，包含高效处理高盐废水系统和循环系统；

4、所述高效处理高盐废水系统包含第一反应池、第二反应池以及第三反应池；循环系统包含盐水一次精制装置、浓缩处理装置、盐水二次精制装置以及双极膜电解装置；

5、第一反应池，用于对废水中的微生物进行杀菌；

6、第二反应池，用于去除所述第一反应池处理过的废水中的氟离子；

7、第三反应池，用于去除所述第二反应池处理过的废水中的二氧化硅；

8、盐水一次精制装置，用于对高盐废水进行盐水一次精制，得到较高纯度的盐水溶液；

9、浓缩处理装置，用于对所述较高纯度的盐水溶液采用膜法浓缩，再采用物理方法使盐分和水分离，得到较高纯度的盐水浓缩液；

10、盐水二次精制装置，用于对所述较高纯度的盐水浓缩液进行盐水二次精制，得到高纯度母液；

11、所述双极膜电解装置，用于对所述高纯度母液进行双极膜电解。

12、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统的进一步优选方案，所述第一反应池、所述第二反应池和所述第三反应池中均设置有搅拌机，所述第二反应池和所述第三反应池上均设置有ph计。

13、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统的进一步优选方案，所述双极膜电解装置和定频调压装置，所述定频调压装置与双极膜电解装置连接，用于提供定频稳定电压；所述定频调压装置包含mcu处理器、解调模块、调压模块、全桥驱动器、功率发射线圈和电源模块，所述电源模块的输出端分别连接与mcu处理器的输入端、解调模块的输入端，所述调压模块的输出端连接全桥驱动器的输入端和调压模块的输入端，所述全桥驱动器的输出端分别连接功率发射线圈的输入端和解调模块的输入端，所述解调模块的输出端连接mcu处理器的输入端，所述mcu处理器的输出端连接调压模块的输入端。

14、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统的进一步优选方案，所述解调模块包含电压输入vin端、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r7、电容c1、电容c2、电容c3、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电感l1、芯片fr9885、电压输出vdcdc端、电压输出vcontrol端；电压输入vin端分别连接电容c1的一端、电容c2的一端和芯片fr9885的vin端，电容c1的另一端分别连接电容c2的另一端、电容c3的一端和芯片fr9885的gnd端并接地，电容c3的另一端连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接芯片fr9885的shdn端，芯片fr9885的bst端连接电容c9的一端，电容c9的另一端分别连接芯片fr9885的lx端和电感l1的一端，电感l1的另一端分别连接电阻r2的一端、电容c5的一端、电容c6的一端、电容c7的一端、电容c8的一端和电压输出vdcdc端，电容c5的另一端分别连接电阻r2的另一端、电阻r3的一端、电阻r7的一端和芯片fr9885的fb端，电阻r7的另一端连接电压输出vcontrol端，电阻r3的另一端接地，电容c6的另一端分别连接电容c7的另一端和电容c8的另一端并接地

15、一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统的方法，具体包含如下步骤；

16、步骤1，采用所述一级反应池对所述废水中的微生物进行微生物杀菌；

17、步骤2，采用所述二级反应池去除所述一级反应池处理过的废水中的氟离子；

18、步骤3，采用所述三级反应池去除所述二级反应池处理过的废水中的二氧化硅；

19、步骤4，对高盐废水进行盐水一次精制，得到较高纯度的盐水溶液；

20、步骤5，对所述较高纯度的盐水溶液采用膜法浓缩，再采用物理方法使盐分和水分离，得到较高纯度的盐水浓缩液；

21、步骤6，对所述较高纯度的盐水浓缩液进行盐水二次精制，得到高纯度母液；

22、步骤7，对所述高纯度母液进行双极膜电解。

23、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的方法的进一步优选方案，在步骤1中，向所述第一反应池内的废水中加入次氯酸钠。

24、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的方法的进一步优选方案，在步骤4中，对高盐废水自动添加液碱和精制药剂调节ph；经多级过滤精制提纯，得到较高纯度的盐水溶液。

25、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的方法的进一步优选方案，在步骤5中，对所述较高纯度的盐水溶液采用膜法浓缩，再采用物理方法使盐分和水分离，得到较高纯度的盐水浓缩液，具体如下：

26、步骤5.1，先采用膜法浓缩，再采用物理方法使盐分和水分离，分离为高浓度盐水浓缩液和高纯度透析水；

27、步骤5.2，盐水浓缩液经精密过滤净化，得到较高纯度的盐水浓缩液。

28、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的方法的进一步优选方案，在步骤6中，盐水二次精制由离子交换树脂塔组成的离子交换系统组成，用于进一步除去盐水中钙、镁、铁重金属离子；处理后的二次精制盐水再次精密过滤净化，得到高纯度母液。

29、作为本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的方法的进一步优选方案，在步骤7中，当电流通过电极时，双极膜能够在水解离催化层中发生水解离，使得水分子在线地转化为h+和oh-，并在电场的驱动下分别透过阳离子交换膜层及阴离子交换膜层，定向迁移至与双极膜接触的两侧溶液中；na+以水合离子形式穿过阴离子交换膜定向迁移至阴极室，与在双极膜产生的oh-离子结合生成氢氧化钠，从阴极液管排出，在阴极室得到naoh溶液；阴离子穿过阳离子交换膜定向迁移至阳极室，与在双极膜产生的h+离子结合，生成硫酸从阳极液管排出，在阳极室得到酸溶液。

30、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

31、1、本发明一种基于循环利用的高效处理高盐废水的系统及方法，包含高效处理高盐废水系统和循环系统；高效反应系统，所述高效反应系统包含第一反应池，用于对废水中的微生物进行杀菌；第二反应池，用于去除所述第一反应池处理过的废水中的氟离子；第三反应池，用于去除所述第二反应池处理过的废水中的二氧化硅；通过自主研发高浓度盐水溶液的一次、二次精制净化技术，工艺简化，高效，使电解前盐水满足进电解槽的高纯度要求；通过自主开发高效电流转化的双极膜及应用技术，通过增强双极膜的跨膜电压降、水解离速率、膜层稳定性、耐酸碱及耐温性等性能，使双极膜结构紧密、具有极好的化学稳定性和机械稳定性，而且制作成本较低；

32、2、本发明双极膜电解装置基于定频调压装置，通过控制调压模块的调压精度及调压范围，并且及时处理解调模块反馈的接收功率请求，根据需求输出控制信号给调压模块，进而实现多档位的电压精准调节；其无需采用高主频的mcu，只需要通过mcu产生控制信号控制调压模块从而实现精准可靠的电压调节；避免输出级直接受到输入电压的影响。