[0001]
本实用新型涉及一种基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，属于废水处理技术领域。
背景技术：
[0002]
废水零排放领域分质提取硫酸钠和氯化钠的方案有多种，纳滤分盐是应用最广泛的一种方案，经过纳滤分盐将废水中的氯化钠和硫酸钠初步分离，得到以硫酸钠为主的纳滤浓水和氯化钠为主的纳滤产水，以硫酸钠为主的纳滤浓水再采用冷冻结晶的方式得到纯净的硫酸钠产品。
[0003]
现阶段，为了提高纳滤浓水中硫酸钠的收率，出现了将冷冻结晶的母液经升温并再经过纳滤浓缩，浓缩后的纳滤浓水再经冷冻结晶器冷冻结晶产出硫酸钠的纳滤和冷冻结晶耦合方案。现有技术中，纳滤膜仅能实现将硫酸钠质量浓度浓缩至10%～15%，纳滤浓水降温至冷冻结晶温度消耗大量能量，同时在使用纳滤和冷冻结晶耦合方案时，为了提高硫酸钠的收率，冷冻结晶母液经纳滤循环浓缩处理量大，循环过程中的升温和降温将消耗大量的能量。
技术实现要素：
[0004]
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，有效降低硫酸钠冷冻结晶的能耗。
[0005]
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，包括第一平板纳滤膜组件、预冷器、冷冻结晶器和芒硝离心机；所述第一平板纳滤膜组件经第一输送管路连接所述预冷器，第一输送管路用于将第一平板纳滤膜组件分离出的以硫酸钠为主的平板纳滤浓水输送至所述预冷器；第一平板纳滤膜组件还连接有第二输送管路，第二输送管路用于输出第一平板纳滤膜组件分离出的以氯化钠为主的平板纳滤产水；所述预冷器经第三输送管路连接所述冷冻结晶器，第三输送管路用于将预冷器预冷后的平板纳滤浓水输送至所述冷冻结晶器；所述冷冻结晶器经第四输送管路连接所述芒硝离心机，所述第四输送管路用于将冷冻结晶器冷冻处理后的芒硝浆料输送至所述芒硝离心机，所述芒硝离心机用于对接收的芒硝浆料进行离心固液分离。
[0006]
作为基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统优选方案，所述芒硝离心机经第五输送管路连接所述预冷器，第五输送管路用于将芒硝离心机分离出的芒硝结晶母液输送至预冷器，利用芒硝结晶母液作为预冷器冷源。
[0007]
作为基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统优选方案，还包括预热组件，所述预冷器经第六输送管路连接所述预热组件，第六输送管路用于将预冷器中与平板纳滤浓水换热后的芒硝结晶母液输送至预热组件预热。
[0008]
作为基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统优选方案，还包括第二平板纳滤膜组件，所述预热组件经第七输送管路连接所述第二平板纳滤膜组件，所述第
七输送管路用于将预热后的芒硝结晶母液输送至第二平板纳滤膜组件进行二次氯化钠和硫酸钠分离。
[0009]
作为基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统优选方案，所述第二平板纳滤膜组件连接有第八输送管路，所述第八输送管路与第二输送管路汇集，第八输送管路用于输送第二平板纳滤膜组件分离出的以氯化钠为主的平板纳滤产水。
[0010]
作为基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统优选方案，所述第二平板纳滤膜组件经第九输送管路连接所述冷冻结晶器，所述第九输送管路用于将第二平板纳滤膜组件分离出的以硫酸钠为主的平板纳滤浓水输送至所述冷冻结晶器。
[0011]
作为基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统优选方案，所述第一平板纳滤膜组件和第二平板纳滤膜组件的运行压力为40～80 bar。
[0012]
本实用新型可将硫酸钠质量浓度浓缩至20%～30%，与现有技术方案仅能实现将硫酸钠质量浓度浓缩至10%～15%相比提高1倍；平板纳滤浓水量是现有方案的50%，降温所消耗的能量为现有方案的50%；同时冷冻结晶母液经超高浓缩倍率平板纳滤二次循环浓缩处理量仅为现有方案的30%～40%，循环过程中的升温和降温消耗的能量仅为现有方案的35%～45%，本技术方案实现了硫酸钠的超高浓缩，硫酸钠冷冻结晶能耗可降至现有方案的40%～50%。
附图说明
[0013]
为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0014]
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0015]
图1为本实用新型实施例中提供的基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统示意图。
[0016]
图中，1、第一平板纳滤膜组件；2、预冷器；3、冷冻结晶器；4、芒硝离心机；5、第一输送管路；6、第二输送管路；7、第三输送管路；8、第四输送管路；9、第五输送管路；10、第六输送管路；11、第二平板纳滤膜组件；12、预热组件；13、第七输送管路；14、第八输送管路；15、第九输送管路。
具体实施方式
[0017]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公
开的具体实施例的限制。
[0018]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0019]
参见图1，提供一种基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，包括第一平板纳滤膜组件1、预冷器2、冷冻结晶器3和芒硝离心机4；所述第一平板纳滤膜组件1经第一输送管路5连接所述预冷器2，第一输送管路5用于将第一平板纳滤膜组件1分离出的以硫酸钠为主的平板纳滤浓水输送至所述预冷器2；第一平板纳滤膜组件1还连接有第二输送管路6，第二输送管路6用于输出第一平板纳滤膜组件1分离出的以氯化钠为主的平板纳滤产水；所述预冷器2经第三输送管路7连接所述冷冻结晶器3，第三输送管路7用于将预冷器2预冷后的平板纳滤浓水输送至所述冷冻结晶器3；所述冷冻结晶器3经第四输送管路8连接所述芒硝离心机4，所述第四输送管路8用于将冷冻结晶器3冷冻处理后的芒硝浆料输送至所述芒硝离心机4，所述芒硝离心机4用于对接收的芒硝浆料进行离心固液分离。
[0020]
具体的，芒硝离心机4经第五输送管路9连接所述预冷器2，第五输送管路9用于将芒硝离心机4分离出的芒硝结晶母液输送至预冷器2，还包括预热组件12，所述预冷器2经第六输送管路10连接所述预热组件12，第六输送管路10用于将预冷器2中与平板纳滤浓水换热后的芒硝结晶母液输送至预热组件12预热。
[0021]
具体的，还包括第二平板纳滤膜组件11，所述预热组件12经第七输送管路13连接所述第二平板纳滤膜组件11，所述第七输送管路13用于将预热后的芒硝结晶母液输送至第二平板纳滤膜组件11进行二次氯化钠和硫酸钠分离。所述第二平板纳滤膜组件11连接有第八输送管路14，所述第八输送管路14与第二输送管路6汇集，第八输送管路14用于输送第二平板纳滤膜组件11分离出的以氯化钠为主的平板纳滤产水。所述第二平板纳滤膜组件11经第九输送管路15连接所述冷冻结晶器3，所述第九输送管路15用于将第二平板纳滤膜组件11分离出的以硫酸钠为主的平板纳滤浓水输送至所述冷冻结晶器3。
[0022]
基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的一个实施例中，所述第一平板纳滤膜组件1和第二平板纳滤膜组件11的运行压力为40～80 bar。本技术方案中的第一平板纳滤膜组件1和第二平板纳滤膜组件11最高运行压力控制为80 bar，浓缩倍率是传统纳滤工艺的2～3倍，具有较高的耐cod污染等优点。
[0023]
本技术方案的运行流程及原理如下：
[0024]
1）高盐废水先经过平板纳滤前处理系统处理，达到第一平板纳滤膜组件1合适的进水条件，温度控制在25～40℃；
[0025]
2）第一平板纳滤膜组件1将废水中的氯化钠和硫酸钠进行高效分离，得到以硫酸钠为主的平板纳滤浓水和以氯化钠为主的平板纳滤产水，第一平板纳滤膜组件1可将硫酸钠质量浓度浓缩至20%～30%；
[0026]
3）第一平板纳滤膜组件1浓水经进水预冷器2与芒硝结晶母液进行换热，将平板纳滤浓水降温的同时将芒硝结晶母液升温；
[0027]
4）第一平板纳滤膜组件1浓水经进水预冷器2预冷后进入冷冻结晶器3冷冻结晶产出芒硝，冷冻结晶器3控制温度在-5～5℃，冷冻结晶器3排除芒硝浆料至芒硝离心机4进行
固液分离，产出芒硝产品，芒硝离心机4分离出的芒硝结晶母液经预冷器2与第一平板纳滤膜组件1产生的浓水进行换热；
[0028]
5）经预冷器2与第一平板纳滤膜组件1浓水进行换热，初步升温后的芒硝结晶母液再经纳滤进水预热器进行预热至25-40℃，然后经第二平板纳滤膜组件11将废水中的氯化钠和硫酸钠进行高效分离，得到以硫酸钠为主的平板纳滤浓水和氯化钠为主的平板纳滤产水，第二平板纳滤膜组件11可将硫酸钠质量浓度浓缩至20%～30%；
[0029]
6）第二平板纳滤膜组件11产生的浓水进入冷冻结晶器3冷冻结晶产出芒硝；
[0030]
7）第一平板纳滤膜组件1和第二平板纳滤膜组件11的产水送至平板纳滤产水处理系统处理，最终产出氯化钠产品。
[0031]
本实用新型可将硫酸钠质量浓度浓缩至20%～30%，与现有技术方案仅能实现将硫酸钠质量浓度浓缩至10%～15%相比提高1倍；平板纳滤浓水量是现有方案的50%，降温所消耗的能量为现有方案的50%；同时冷冻结晶母液经超高浓缩倍率平板纳滤二次循环浓缩处理量仅为现有方案的30%～40%，循环过程中的升温和降温消耗的能量仅为现有方案的35%～45%，本技术方案实现了硫酸钠的超高浓缩，硫酸钠冷冻结晶能耗可降至现有方案的40%～50%。
[0032]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0033]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。技术特征：
1.基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，其特征在于，包括第一平板纳滤膜组件（1）、预冷器（2）、冷冻结晶器（3）和芒硝离心机（4）；所述第一平板纳滤膜组件（1）经第一输送管路（5）连接所述预冷器（2），第一输送管路（5）用于将第一平板纳滤膜组件（1）分离出的以硫酸钠为主的平板纳滤浓水输送至所述预冷器（2）；第一平板纳滤膜组件（1）还连接有第二输送管路（6），第二输送管路（6）用于输出第一平板纳滤膜组件（1）分离出的以氯化钠为主的平板纳滤产水；所述预冷器（2）经第三输送管路（7）连接所述冷冻结晶器（3），第三输送管路（7）用于将预冷器（2）预冷后的平板纳滤浓水输送至所述冷冻结晶器（3）；所述冷冻结晶器（3）经第四输送管路（8）连接所述芒硝离心机（4），所述第四输送管路（8）用于将冷冻结晶器（3）冷冻处理后的芒硝浆料输送至所述芒硝离心机（4），所述芒硝离心机（4）用于对接收的芒硝浆料进行离心固液分离。2.根据权利要求1所述的基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，其特征在于，所述芒硝离心机（4）经第五输送管路（9）连接所述预冷器（2），第五输送管路（9）用于将芒硝离心机（4）分离出的芒硝结晶母液输送至预冷器（2），利用芒硝结晶母液作为预冷器冷源。3.根据权利要求2所述的基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，其特征在于，还包括预热组件（12），所述预冷器（2）经第六输送管路（10）连接所述预热组件（12），第六输送管路（10）用于将预冷器（2）中与平板纳滤浓水换热后的芒硝结晶母液输送至预热组件（12）预热。4.根据权利要求3所述的基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，其特征在于，还包括第二平板纳滤膜组件（11），所述预热组件（12）经第七输送管路（13）连接所述第二平板纳滤膜组件（11），所述第七输送管路（13）用于将预热后的芒硝结晶母液输送至第二平板纳滤膜组件（11）进行二次氯化钠和硫酸钠分离。5.根据权利要求4所述的基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，其特征在于，所述第二平板纳滤膜组件（11）连接有第八输送管路（14），所述第八输送管路（14）与第二输送管路（6）汇集，第八输送管路（14）用于输送第二平板纳滤膜组件（11）分离出的以氯化钠为主的平板纳滤产水。6.根据权利要求4所述的基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，其特征在于，所述第二平板纳滤膜组件（11）经第九输送管路（15）连接所述冷冻结晶器（3），所述第九输送管路（15）用于将第二平板纳滤膜组件（11）分离出的以硫酸钠为主的平板纳滤浓水输送至所述冷冻结晶器（3）。7.根据权利要求6所述的基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，其特征在于，所述第一平板纳滤膜组件（1）和第二平板纳滤膜组件（11）的运行压力为40～80 bar。
技术总结
基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统，第一平板纳滤膜组件经第一输送管路连接预冷器，第一输送管路用于将第一平板纳滤膜组件分离出的以硫酸钠为主的平板纳滤浓水输送至预冷器；第一平板纳滤膜组件还连接有第二输送管路，第二输送管路用于输出第一平板纳滤膜组件分离出的以氯化钠为主的平板纳滤产水；预冷器经第三输送管路连接冷冻结晶器，第三输送管路用于将预冷器预冷后的平板纳滤浓水输送至冷冻结晶器；冷冻结晶器经第四输送管路连接芒硝离心机，第四输送管路用于将冷冻结晶器冷冻处理后的芒硝浆料输送至芒硝离心机，芒硝离心机用于对接收的芒硝浆料进行离心固液分离。本技术方案有效降低硫酸钠冷冻结晶的能耗。晶的能耗。晶的能耗。
技术研发人员：李越彪 林会杰 马景国 李国亮 李洋 张卓
受保护的技术使用者：烟台金正环保科技有限公司
技术研发日：2020.06.23
技术公布日：2021/2/28
声明：
“基于纳滤膜技术的废水分盐提取硫酸钠和氯化钠的系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：烟台金正环保科技有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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