一种废水深度浓缩耦合蒸发结晶的低能耗零排放处理方法及系统

本发明涉及分离，特别涉及废水分离纯化。

背景技术：

1、电力、煤化工、化学品、钢铁、石油冶炼、纺织品等行业每年产生大量工业废水，这些工业废水中污染物种类复杂，含有大量无机离子（na+、cl-、scn-、cn-、s2-、ca2+、mg2+、重金属等）和难降解有机物（苯系物、酚类、多环芳烃类、杂环类化合物等），具有一定生物毒性和腐蚀性。因此，需要复杂组合工艺将废水处理达标排放或回用。

2、然而，对于经过前期处理的浓缩废水再进一步基于膜深度浓缩以及末端蒸发结晶所需能耗极高，用水量大，且会产生高浓度、高毒性、极难处理的蒸发残液或母液，这些问题一直未得到有效解决。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中对高浓度工业废水再处理能耗高、末端蒸发结晶装置处理水量大以及残液难处理的问题，本发明之一提供了工业废水的处理方法，其包括如下步骤：

2、步骤1）将工业废水进行生化处理，得到生化处理液；

3、步骤2）将所述生化处理液进行初始反渗透处理，得到初始反渗透淡水和初始浓缩液；

4、步骤3）将所述初始浓缩液依次进行至少一级低压高倍反渗透处理，得到各级反渗透水和各级浓缩液；

5、步骤4）将步骤3）中的最后一级浓缩液进行蒸发，得到结晶盐和蒸发残液；

6、步骤5）将步骤4）得到的蒸发残液回流至步骤3）的各级低压高倍反渗透处理的产水侧，与其中产生的相应级别的反渗透水混合，形成各级反渗透产水，将所述各级反渗透产水回流至与所述生化处理液汇合形成生化-反渗透混合水以共同进行后续处理；或

7、将步骤4）得到的蒸发残液回流至步骤3）的最后一级低压高倍反渗透处理的产水侧，与其中产生的反渗透水混合，形成最后一级反渗透产水；将后一级反渗透产水依次回流至相邻前一级反渗透处理的产水侧；最后，在第一级低压高倍反渗透处理的产水侧形成一级反渗透产水，将所述一级反渗透产水回流至与所述生化处理液汇合形成生化-反渗透混合水以共同进行后续处理。

8、在一个具体实施方式中，所述处理方法还包括：将步骤4）得到的蒸发残液进行有机物和/或硬度的去除，得到处理残液；将所述处理残液代替步骤5）中述及的蒸发残液。

9、在一个具体实施方式中，在步骤1）中，包括：对所述工业废水进行氧化处理、有机物去除处理和脱氮处理。

10、在一个具体实施方式中，对所述生化处理液或所述生化-反渗透混合水在进行初始反渗透处理之前进行絮凝除硬处理和大分子有机物去除处理。

11、在一个具体实施方式中，在步骤4）中，先将步骤3）中最后一级的浓缩液进行蒸发结晶，至少得到蒸发产生的淡水和蒸发浓缩液；将所述蒸发浓缩液进行盐结晶，产生所述结晶盐和所述蒸发残液。

12、在一个具体实施方式中，初始反渗透淡水可以转入第一淡水储存单元中。

13、在一个具体实施方式中，所述结晶盐可以转入储盐单元中，例如通过人工操作进行转移。

14、本发明之二提供了一种工业废水处理系统，其包括

15、工业废水生化处理装置，工业废水经过其处理得到生化处理液；

16、初始反渗透处理单元，其入口与所述工业废水生化处理装置的出口相连接，以使所述生化处理液经过其处理后得到初始反渗透淡水和初始浓缩液；

17、第一淡水储存单元，其用于接收来自所述初始反渗透处理单元中产生的初始反渗透淡水；

18、至少一级低压高倍反渗透装置；其中，

19、对于一级低压高倍反渗透装置，其仅包括

20、第一级低压高倍反渗透装置，其浓缩液侧入口与所述初始反渗透处理单元的初始浓缩液出口相连接，以使所述初始浓缩液经过其处理后得到一级反渗透水和一级浓缩液；

21、对于多级串联的低压高倍反渗透装置，其还包括

22、第二级低压高倍反渗透装置，其浓缩液侧入口与所述第一级低压高倍反渗透装置的一级浓缩液出口相连接，以使所述一级浓缩液经过其处理后得到二级反渗透水和二级浓缩液；

23、各级低压高倍反渗透装置的浓缩液侧进出口依次连接，直至连接到最后一级低压高倍反渗透装置，以使上一级反渗透装置中产生的上一级浓缩液经过其处理后得到最后一级反渗透水和最后一级浓缩液；

24、蒸发结晶装置，其入口与最后一级低压高倍反渗透装置的浓缩液出口相连接，以使所述最后一级浓缩液经过其处理后得到结晶盐和蒸发残液；

25、各级低压高倍反渗透装置的产水侧入口均与所述蒸发结晶装置的蒸发残液出口相连接，以使所述蒸发残液与其中产生的所在级别的反渗透水混合，形成所在级别的反渗透产水；各级低压高倍反渗透装置的产水侧出口均与所述工业废水生化处理装置的出口相连接，使各级反渗透产水与所述生化处理液汇合形成生化-反渗透混合水以共同进行后续处理；或

26、最后一级低压高倍反渗透装置的产水侧入口与所述蒸发结晶装置的蒸发残液出口相连接，以使所述蒸发残液与其中产生的最后一级反渗透水混合，形成最后一级反渗透产水；各级低压高倍反渗透装置的在后的产水侧出口与相邻前一级的反渗透装置产水侧入口相连接；第一级低压高倍反渗透装置的产水侧出口与所述工业废水生化处理装置的出口相连接，使在第一级低压高倍反渗透装置产水侧形成的一级反渗透产水与所述生化处理液汇合形成生化-反渗透混合水共同进行后续处理。

27、在一个具体实施方式中，所述工业废水处理系统还包括残液处理装置，其入口与所述蒸发结晶装置的蒸发残液出口相连接，以使所述蒸发残液经过其处理去除有机物和/或硬度，得到处理残液；将“各级低压高倍反渗透装置的产水侧入口均与所述蒸发结晶装置的蒸发残液出口相连接”替换为“各级低压高倍反渗透装置的产水侧入口均与所述残液处理装置的处理残液出口相连接”；和/或将“最后一级低压高倍反渗透装置的产水侧入口与所述蒸发结晶装置的蒸发残液出口相连接”替换为“最后一级低压高倍反渗透装置的产水侧入口与所述残液处理装置的处理残液出口相连接”。

28、在一个具体实施方式中，所述工业废水生化处理装置包括

29、氧化单元，工业废水经过其处理得到预氧化处理液；

30、有机物去除单元，其入口与所述氧化单元的出口相连接，以使所述预氧化处理液经过其处理后得到有机物去除液；

31、脱氮单元，其入口与所述有机物去除单元的出口相连接，以使所述有机物去除液经过其处理后得到生化处理液。

32、在一个具体实施方式中，所述工业废水处理系统还包括

33、絮凝除硬单元，其入口与所述脱氮单元的出口相连接，以使所述生化处理液经过其处理后得到絮凝除硬液；

34、超滤单元，其入口与所述絮凝除硬单元的出口相连接，以使所述絮凝除硬液经过其处理后得到超滤液；

35、所述初始反渗透处理单元的入口与所述超滤单元的出口相连接，以使所述超滤液经过其处理后得到初始反渗透淡水和初始浓缩液。

36、在一个具体实施方式中，所述蒸发结晶装置包括

37、蒸发单元，其入口与最后一级低压高倍反渗透装置的浓缩液出口相连接，以使所述最后一级浓缩液经过其处理后得到产生的淡水和蒸发浓缩液；

38、第二淡水储存单元，其用于接收来自蒸发单元产生的淡水；

39、结晶单元，其入口与所述蒸发单元的蒸发浓缩液出口相连接，以使所述蒸发浓缩液经过其处理后得到所述结晶盐和所述蒸发残液；

40、储盐单元，其用于接收来自结晶单元产生的结晶盐。

41、本发明的有益效果：1）本发明通过将经过整个系统处理后最后产生的高浓度、高毒性蒸发残液或将蒸发残液经过处理后回流至上游，解决了有毒有害高危险性蒸发残液排放和后续转移处理的问题，不但实现了废水零排放，还降低了危险废物的处理费用；2）通过将最后产生的蒸发残液回流至上游，可以适当提高蒸发后剩余残液的产生量，从而降低蒸发结晶阶段的处理负荷和能耗；3）通过将最后产生的高浓度残液回流至反渗透装置产水侧中，可以降低反渗透膜两侧的浓缩液和产水之间的渗透压，降低膜运行压力和浓缩能耗，避免了施加超高压力进行反渗透浓缩，并可在常规压力下产生更多的再生水；4）通过将残液回流降低多级反渗透膜两侧的渗透压，可在相同压力下提高反渗透浓缩液的浓缩倍数和出水浓度，降低反渗透浓缩液产生量，从而降低末端蒸发结晶负荷和能耗；5）由于通过回流可适当增加蒸发残液产生量，因此在蒸发结晶负荷一定的条件下，可适当增加进入蒸发结晶阶段的进水负荷，即可提高整个系统的零排放处理能力。