一种反渗透膜结晶处理设备及反渗透结晶处理方法与流程

1.本发明涉及一种反渗透膜结晶处理设备及反渗透结晶处理方法。


背景技术：

2.在石油化工、煤化工、电力、钢铁以及海水淡化等生产过程中，会产生大量的含盐废水。为了降低外排水量，提高水的使用效率，目前含盐废水一般使用以反渗透为主的膜法处理后回用，在一定程度上提高了水的使用效率。
3.cn208071390u公开了反渗透系统，该系统包括：第一反渗透单元(1-1)和第二反渗透单元(2-1)，所述第一反渗透单元(1-1)包括反渗透进口a1、浓水出口b1和产水出口c1，所述第二反渗透单元(2-1)包括反渗透进口a2、浓水出口b2和产水出口c2；其中，所述第一反渗透单元(1-1)的反渗透进口a1与原水管线连通，所述第一反渗透单元(1-1)的产水出口c1与所述第二反渗透单元(2-1)的反渗透进口a2连通，所述第二反渗透单元(2-1)的浓水出口b2与所述第一反渗透单元(1-1)的反渗透进口a1连通，以使得从所述第一反渗透单元(1-1)出来的产水进入到所述第二反渗透单元(2-1)中进行处理，而从所述第二反渗透单元(2-1)出来的浓水循环回用至所述第一反渗透单元(1-1)中进行处理；其中，所述第一反渗透单元(1-1)的表观截留率小于所述第二反渗透单元(2-1)的表观截留率。但是该系统主要用于对含盐量相对较低的原料液进行浓缩处理(盐度1％-7％)，无法实现对无机盐组分的结晶分离。
[0004]“高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析”熊日华,何灿,等人,《煤炭科学技术》,第46卷第9期,2018年9月,其公开了关于膜法分盐结晶工艺设计，为了提高分盐结晶工艺的盐回收率，减少杂盐固废的产生量和处置成本，采用纳滤-低温结晶路线对上述预处理后的废水进行了工艺设计。但是该技术路线采用热法蒸发结晶，存在设备易腐蚀，投资运行成本高等问题。
[0005]“膜浓缩技术在高盐废水零排放处理中的应用”何灿,刘兆峰,等人,《现代化工》,第29卷第10期,2019年10月,其公开了反渗透、正渗透和电渗析3种膜浓缩技术的特点。但是这些膜浓缩技术主要针对高盐废水进行浓缩处理，需要配合蒸发结晶处理才能实现对无机盐组分的结晶分离。
[0006]“蒸发结晶技术在高含盐废水零排放领域的应用”王丹,等人,《中国井矿盐》，第45卷,其公开了蒸发结晶技术。但是其存在设备易腐蚀、投资、运行成本高等问题。
[0007]
因此，在要求零液体排放的场合，高含盐废水最终通过蒸发结晶处理，得到蒸馏水和固体杂盐。然而，蒸发结晶装置的投资和运行成本极其高昂，给企业造成了很大的负担。


技术实现要素：

[0008]
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种新的反渗透膜结晶处理设备及反渗透结晶处理方法，采用该设备能够实现在较高盐度下将待处理含盐料液(待结晶料液)进一步浓缩，以及实现了常温条件下的结晶反应，而且能够降低运行成本。
[0009]
本发明第一方面提供了一种反渗透膜结晶处理设备，包括：依次连通的料液箱、输料泵、高压泵、反渗透膜组件、结晶装置和脱水装置，以及与料液箱连通的加药装置，其中，
[0010]
所述加药装置，用于将无机盐稳定剂加入至料液箱；
[0011]
所述料液箱，用于储存待处理含盐料液，并在料液箱内，将无机盐稳定剂与料液进行混合；
[0012]
所述输料泵，用于将料液输送至高压泵；
[0013]
所述高压泵，用于将料液进行增压，并将增压后的料液送入至反渗透膜组件；
[0014]
所述反渗透膜组件，用于对料液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水，其中，反渗透膜组件的表观截留率为10-50％；
[0015]
所述结晶装置，用于使反渗透浓水饱合态无机盐组分结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；
[0016]
所述脱水装置，用于对所述外排液进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。
[0017]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述反渗透膜组件包括反渗透膜元件或纳滤膜元件。
[0018]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述反渗透膜组件参数包括：操作压力为4mpa-12mpa，优选为5.5mpa-8.5mpa；更优选地，当操作压力为4-7mpa时，表观截留率为5％-20％；更优选地，当操作压力大于7mpa且不大于12mpa时，表观截留率大于20％且不大于40％。
[0019]
在本发明中，术语“表观截留率”是指原水溶质被反渗透单元截留的部分，占原水总量的比例。表观截留率常用定义为，r＝(1-c1/c0)
×
100％。式中，r是表观截留率，c1是透过液浓度，c0是进料液浓度。
[0020]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述反渗透膜结晶处理装置还包括预处理装置，用于将待处理含盐料液进行预处理，得到预处理后的待处理含盐料液。然后通入料液箱。
[0021]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述预处理装置包括氧化装置、混凝装置、絮凝装置、沉淀装置、砂滤装置、多孔介质过滤装置、脱气装置、抑菌装置、活性炭过滤装置、微滤装置、超滤装置和还原装置中的一种或多种。在本发明中，用于预处理装置对反渗透组件进水进行处理，去除原水中的悬浮颗粒、有机物、微生物、重金属、溶解性气体、氧化剂等影响反渗透组件运行的物质。
[0022]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述脱水装置的上清液出口与预处理装置的入口连通，用于对所述上清液进行预处理。
[0023]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述结晶装置的结晶母液出口与预处理装置的入口连通。
[0024]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述反渗透膜结晶处理装置还包括预浓缩装置，用于将预处理后的待处理含盐料液进行预浓缩。然后通入料液箱。
[0025]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述预浓缩装置包括纳滤装置、电渗析装置、常规反渗透装置、超高压反渗透装置、正渗透装置、膜蒸馏装置、电吸附装置、扩散渗析装置和蒸发装置中的一种或多种。
[0026]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，反渗透膜组件的反渗透产水的
出口与预浓缩装置和/或预浓缩装置的入口连通，用于对所述反渗透产水进行预处理和/或提浓处理。优选地，反渗透膜组件的反渗透产水的出口与预浓缩装置的入口连通，用于对所述反渗透产水进行提浓处理。
[0027]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述反渗透膜结晶处理装置还包括能量回收装置，用于回收反渗透浓水的压力能。在本发明中，能量回收装置可以为水力涡轮式或功交换式。
[0028]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述高压泵为柱塞泵或多级离心泵。
[0029]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述结晶装置为dtb结晶器或oslo结晶器。
[0030]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述脱水装置为离心脱水机、板框压滤机、带式过滤机、真空过滤机或造粒脱水机。
[0031]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，优选地，所述反渗透膜组件为平板膜式组件、蝶管式组件、中空纤维式组件、管网式组件或卷式组件。
[0032]
根据本发明所述的设备的一些实施方式，含有待处理含盐料液的原水供应源与料液箱连通。在设置预处理装置和预浓缩装置的优选情况下，含有待处理含盐料液的原水供应源与预处理装置连通，并依次通入预浓缩装置、料液箱、输料泵、高压泵、反渗透膜组件、结晶装置和脱水装置等。
[0033]
本发明第二方面提供了一种反渗透结晶处理方法，包括以下步骤：
[0034]
(1)将待处理含盐料液与无机盐稳定剂混合，并经输送和增压至反渗透膜组件进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水；
[0035]
(2)在结晶装置内，将反渗透浓水进行结晶处理，过饱和的无机盐组分在晶种作用下结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；
[0036]
(3)对所述外排液进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。
[0037]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，所述反渗透膜组件的操作条件包括：操作压力为4mpa-12mpa，优选为5.5mpa-8.5mpa；更优选地，当操作压力为4-7mpa时，表观截留率为5％-20％；更优选地，当操作压力大于7mpa且不大于12mpa时，表观截留率大于20％且不大于40％。
[0038]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，反渗透膜组件的进水温度在5℃-45℃，更优选为20℃-30℃。
[0039]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，结晶装置内的固体含量为2％-10％。
[0040]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，待结晶无机盐质量浓度为该无机盐在25℃条件下饱和条件下质量浓度的70％-100％。
[0041]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的浓水中，待结晶无机盐质量浓度为该无机盐在25℃条件下饱和条件下质量浓度的100-120％。
[0042]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，含有氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化锂、硫酸锂、硝酸锂、碳酸锂、碳酸氢锂、氯化钾、氯化镁、氯化钙和氯化铵中的一种或多种。
[0043]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，氯化钠质量浓度为15％-28％。
[0044]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，硫酸钠质量浓度为10％-30％。
[0045]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，硝酸钠质量浓度为35％-50％。
[0046]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，氯化锂质量浓度为35％-50％。
[0047]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，硫酸锂质量浓度为15％-25％。
[0048]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，硝酸锂质量浓度为35％-55％。
[0049]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，氯化钾质量浓度为15％-25％。
[0050]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在反渗透浓缩处理的进水中，氯化铵质量浓度为20％-30％。
[0051]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，反渗透浓缩处理的产水循环回预处理单元。
[0052]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在将待处理含盐料液与无机盐稳定剂混合之前，所述处理方法还包括对待处理含盐料液进行预处理，得到预处理后的待处理含盐料液。
[0053]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，所述预处理包括氧化处理、絮凝处理、沉淀处理、砂滤处理、多介质过滤处理、脱气处理、抑菌处理、活性炭吸附处理、微滤处理、超滤处理和还原处理中的一种或多种。在本发明中，用于预处理对反渗透组件进水进行处理，去除原水中的悬浮颗粒、有机物、微生物、重金属、溶解性气体、氧化剂等影响反渗透组件运行的物质。
[0054]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，将所述上清液与待处理含盐料液混合，并进行预处理。
[0055]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，将所述结晶母液与待处理含盐料液混合，并进行预处理。
[0056]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，在得到预处理后的待处理含盐料液之后，且与无机盐稳定剂混合之前，所述处理方法还包括预浓缩处理。
[0057]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，将所述反渗透产水与待处理含盐料液和/或预处理后的待处理含盐料液混合，进行预处理和/或浓缩处理。优选地，将所述反渗透产水与预处理后的待处理含盐料液混合。
[0058]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，所述预浓缩处理包括纳滤浓缩处理、电渗析浓缩处理、反渗透浓缩处理、超高压反渗透浓缩、正渗透浓缩处理、膜蒸馏浓缩处理、电吸附浓缩处理、扩散渗析浓缩处理和蒸发浓缩处理中的一种或多种。
[0059]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，所述无机盐稳定剂选自铁
氰化钾、亚铁氰化钾、铁氰化钠、亚铁氰化钠、酞胺化合物、聚马来酸、聚丙烯酸、磷酸基羧酸共聚物、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、抗坏血酸、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、氨基三亚甲基膦酸、单宁酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、多元醇磷酸酯和膦酰基羟基乙酸中的一种或多种。
[0060]
根据本发明所述的处理方法的一些实施方式，优选地，所述无机盐稳定剂的投加量为100ppm-10000ppm。
[0061]
根据本发明所述的处理方法的一些具体的实施方式，采用所述的反渗透膜结晶设备进行反渗透膜结晶处理方法，包括以下步骤：
[0062]
(1)待处理含盐料液经预处理和预浓缩处理后，进入料液箱；
[0063]
(2)在料液箱内，待处理料液与无机盐稳定剂混合，随后经输料泵输送和高压泵增压，进入反渗透膜组件进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水；
[0064]
(3)将反渗透产水送至预处理装置和/或预浓缩装置进行预处理和/或浓缩处理，优选地，将反渗透产水送至预浓缩装置进行浓缩处理；将反渗透浓水送入结晶装置进行结晶处理；
[0065]
(4)在结晶装置中，达到过饱和的无机盐组分在晶种的促进作用下结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；当结晶器内的固体含量过多时，外排固体，控制固含量为2-10质量％，将得到的外排液送入脱水装置进行脱水处理，将得到的结晶母液送至预处理装置进行预处理；
[0066]
(5)外排液经过脱水装置的脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品；将得到的上清液循环至预处理装置循环处理，将得到的脱水晶体产品作为产品收集。
[0067]
本发明的有益效果：
[0068]
(1)本发明通过采用具有特定截留率的反渗透膜组件，用于对升压后的料液进行部分脱盐处理形成反渗透产水和反渗透浓水，原料液中的盐分部分被反渗透膜所截留，形成反渗透产水，由于原料液中溶解的离子被反渗透膜部分截留，产水中盐度低于原料液中盐度；原料液经反渗透膜组件处理后，浓水盐度升高，当溶解盐浓度达过饱和后，结晶析出，获得结晶盐产品。本发明的反渗透膜组件中装配具有特定截留率的反渗透膜元件或纳滤膜元件，在优选地情况下，当操作压力为4-7mpa时，表观截留率为5％-20％；更优选地，当操作压力大于7mpa且不大于12mpa时，表观截留率大于20％且不大于40％，实现在较高盐度下对待结晶料液进一步浓缩。
[0069]
(2)本发明由于在进水中投加了无机盐稳定剂，经反渗透浓缩至饱和的料液在反渗透过程中不结晶，而在晶种诱导下在结晶器中析出，实现了常温条件下的结晶反应。
附图说明
[0070]
图1为本发明实施例1提供的反渗透膜结晶处理设备的示意图。
[0071]
图2为本发明实施例3提供的反渗透膜结晶处理设备的示意图。
[0072]
附图标记说明
[0073]
1、预处理装置
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2、预浓缩装置
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3、料液箱
[0074]
4、加药装置
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5、输料泵
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6、高压泵
[0075]
7、反渗透膜组件
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8、结晶装置
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9、脱水装置
具体实施方式
[0076]
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
[0077]
【实施例1】
[0078]
1、采用图1所示的反渗透膜结晶处理设备，用于对富nacl盐水进行结晶处理，其中nacl质量浓度7％，微量硫酸钙杂质量浓度为260ppm。反渗透膜结晶处理设备，设备为依次连通的预处理装置(多孔介质过滤装置和超滤装置，图1中标号为1)、预浓缩装置(电渗析反渗透耦合装置，即电渗析装置，图1中标号为2)、料液箱(图1中标号为3)、输料泵(图1中标号为5)、高压泵(图1中标号为6)、反渗透膜组件(碟管式反渗透膜组件，图1中标号为7)、结晶装置(dtb结晶器，图1中标号为8)和脱水装置(离心脱水机，图1中标号为9)，以及与料液箱连通的加药装置(图1中标号为4)，其中，加药装置，用于将无机盐稳定剂加入至料液箱；料液箱，用于储存待处理含盐料液，并在料液箱内，将无机盐稳定剂与料液进行混合；输料泵，用于将料液输送至高压泵；高压泵，用于将料液进行增压，并将增压后的料液送入至反渗透膜组件；反渗透膜组件，用于对料液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水，其中，反渗透膜组件在6.9mpa，表观截留率为19％；结晶装置，用于使反渗透浓水饱合态无机盐组分结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；脱水装置，用于对所述外排液进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。
[0079]
2、反渗透结晶处理方法：
[0080]
料液箱内的待处理含盐料液的nacl质量浓度7％，进料流量10t/hr。调节料液箱亚铁氰化钾(无机盐稳定剂)浓度为0.025mol/l，然后经化学沉淀、树脂除杂和多孔介质过滤和超滤的预处理和电渗析和反渗透(预浓缩处理单元反渗透为多级多段工艺设计，沿原料液到系统浓水方向反渗透膜组件脱盐率逐渐降低；沿原料液到系统产水方向，反渗透膜组件的脱盐率逐渐升高)的预浓缩处理后，nacl浓度达到25.9％，通过进入反渗透组件进行浓缩处理，其中，反渗透膜组件的进水温度为20℃；在反渗透浓缩处理的进水中，待结晶无机盐质量浓度为该无机盐在25℃条件下饱和条件下质量浓度的97％；在反渗透浓缩处理的进水中，氯化钠质量浓度为25.8％。经过反渗透组件在6.9mpa，表观截留率为16％的反渗透浓缩处理后，得到反渗透产水和反渗透浓水。反渗透产水的盐度为21.7％，并将反渗透产水循环至预浓缩装置再次浓缩处理。反渗透浓水的浓度达到27.1％，将反渗透浓水通入结晶装置进行氯化钠结晶反应，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液。控制结晶装置内的固体含量为5-6质量％，将结晶母液循环至预处理装置，将外排液通入脱水装置进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。将上清液循环至预处理装置进行预处理，脱水晶体产品的盐产量582kg/hr。
[0081]
【实施例2】
[0082]
按照实施例1的设备和处理方法，不同的是，预浓缩装置进行预浓缩的浓缩倍率较低。
[0083]
1、采用图1所示的反渗透膜结晶处理设备，用于对富nacl盐水进行结晶处理，其中nacl质量浓度7％，微量硫酸钙杂质量浓度为260ppm。反渗透膜结晶处理设备，设备为依次连通的预处理装置(多孔介质过滤装置和超滤装置，图1中标号为1)、预浓缩装置(电渗析反渗透耦合装置，即电渗析装置，图1中标号为2)、料液箱(图1中标号为3)、输料泵(图1中标号
为5)、高压泵(图1中标号为6)、反渗透膜组件(碟管式反渗透膜组件，图1中标号为7)、结晶装置(dtb结晶器，图1中标号为8)和脱水装置(离心脱水机，图1中标号为9)，以及与料液箱连通的加药装置(图1中标号为4)，其中，加药装置，用于将无机盐稳定剂加入至料液箱；料液箱，用于储存待处理含盐料液，并在料液箱内，将无机盐稳定剂与料液进行混合；输料泵，用于将料液输送至高压泵；高压泵，用于将料液进行增压，并将增压后的料液送入至反渗透膜组件；反渗透膜组件，用于对料液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水，其中，反渗透膜组件在11mpa，表观截留率为25％；结晶装置，用于使反渗透浓水饱合态无机盐组分结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；脱水装置，用于对所述外排液进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。
[0084]
2、反渗透结晶处理方法：
[0085]
料液箱内的待处理含盐料液的nacl质量浓度为7％，进料流量10t/hr。加入0.05mol/kg亚铁氰化钾(无机盐稳定剂)加入至料液箱，然后经化学沉淀、树脂除杂和多孔介质过滤和超滤的预处理和电渗析和反渗透(预浓缩处理单元反渗透为多级多段工艺设计，沿原料液到系统浓水方向反渗透膜组件脱盐率逐渐降低；沿原料液到系统产水方向，反渗透膜组件的脱盐率逐渐升高)的预浓缩处理后，nacl浓度达到23％，通过进入反渗透组件进行浓缩处理，其中，反渗透膜组件的进水温度为20℃；在反渗透浓缩处理的进水中，待结晶无机盐质量浓度为该无机盐在25℃条件下饱和条件下质量浓度的93％；在反渗透浓缩处理的进水中，氯化钠质量浓度为25％。经过反渗透组件在11mpa，表观截留率为24％的反渗透浓缩处理后，得到反渗透产水和反渗透浓水。反渗透产水的盐度为19％。反渗透浓水的浓度达到27.2％，将反渗透浓水通入结晶装置进行氯化钠结晶反应，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液。控制结晶装置内的固体含量为5％，将结晶母液循环至预处理装置，将外排液通入脱水装置，进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。脱水晶体产品的盐产量583kg/hr。
[0086]
【实施例3】
[0087]
按照实施例1的设备和处理方法，不同的是，不采用化学沉淀和树脂除杂处理预处理，同时，预浓缩装置进行预浓缩的浓缩倍率较低。
[0088]
1、采用图2所示的反渗透膜结晶处理设备，用于对nacl盐水进行结晶处理。反渗透膜结晶处理设备，设备为依次连通的预浓缩装置(电渗析反渗透耦合装置，即电渗析装置，图2中标号为2)、料液箱(图2中标号为3)、输料泵(图2中标号为5)、高压泵(图2中标号为6)、反渗透膜组件(反渗透膜组件包括反渗透膜元件，管网式组件，图2中标号为7)、结晶装置(oslo结晶器，图2中标号为8)和脱水装置(板框压滤机，图2中标号为9)，以及与料液箱连通的加药装置(图2中标号为4)，其中，加药装置，用于将无机盐稳定剂加入至料液箱；料液箱，用于储存待处理含盐料液，并在料液箱内，将无机盐稳定剂与料液进行混合；输料泵，用于将料液输送至高压泵；高压泵，用于将料液进行增压，并将增压后的料液送入至反渗透膜组件；反渗透膜组件，用于对料液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水，其中，反渗透膜组件在7.1mpa，表观截留率为27.8％；结晶装置，用于将反渗透浓水进行饱合态无机盐组分结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；脱水装置，用于对所述外排液进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。
[0089]
2、反渗透结晶处理方法：
[0090]
料液箱内的待处理含盐料液的nacl的质量浓度为7％，进料流量10t/hr。加入0.05mol/kg亚铁氰化钾(无机盐稳定剂)加入至料液箱，预浓缩处理单元反渗透为多级多段工艺设计，沿原料液到系统浓水方向反渗透膜组件脱盐率逐渐降低；沿原料液到系统产水方向，反渗透膜组件的脱盐率逐渐升高，nacl浓度达到23％，通过进入反渗透组件进行浓缩处理，其中，反渗透膜组件的进水温度为20℃；在反渗透浓缩处理的进水中，待结晶无机盐质量浓度为该无机盐在25℃条件下饱和条件下质量浓度的93％；在反渗透浓缩处理的进水中，氯化钠质量浓度为25％。经过反渗透组件在11mpa，表观截留率为29％的反渗透浓缩处理后，得到反渗透产水和反渗透浓水。反渗透产水的盐度为18.1％。反渗透浓水的浓度达到27.2％，将反渗透浓水通入结晶装置进行氯化钠结晶反应，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液。控制结晶装置内的固体含量为5％，将结晶母液循环至预处理装置，将外排液通入脱水装置，进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。脱水晶体产品的盐产量390kg/hr。
[0091]
【实施例4】
[0092]
按照实施例1的装置和方法，不同的是，料液箱内的待处理含盐料液从含有nacl的料液替换为含有的kcl的料液，kcl的质量浓度为7％。最终脱水晶体产品的盐产量552kg/hr。
[0093]
【对比例1】
[0094]
按照实施例1的装置和处理方法，仅不同的是，未添加无机盐稳定剂，结果造成反渗透膜阻塞，设备故障停机。
[0095]
【对比例2】
[0096]
在实施例实施过程中，采用常规反渗透膜组件(苦咸水膜的操作压力《4mpa、海水淡化膜的操作压力《7mpa)进行浓缩处理，由于常规反渗透膜组件标准测试条件下截留率为99％以上，反渗透分层致密，在实施例进水条件下无法克服膜两侧渗透压，膜通量极小。反渗透组件进水盐度20％，浓水盐度20％，无浓缩效果。反渗透组件浓水进入结晶器后由于未达到氯化钠饱和状态，因此无结晶反应发生。
[0097]
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种反渗透膜结晶处理设备，包括：依次连通的料液箱、输料泵、高压泵、反渗透膜组件、结晶装置和脱水装置，以及与料液箱连通的加药装置，其中，所述加药装置，用于将无机盐稳定剂加入至料液箱；所述料液箱，用于储存待处理含盐料液，并在料液箱内，将无机盐稳定剂与料液进行混合；所述输料泵，用于将料液输送至高压泵；所述高压泵，用于将料液进行增压，并将增压后的料液送入至反渗透膜组件；所述反渗透膜组件，用于对料液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水，其中，反渗透膜组件的表观截留率为10-50％；所述结晶装置，用于使反渗透浓水饱合态无机盐组分结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；所述脱水装置，用于对所述外排液进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反渗透膜组件包括反渗透膜元件或纳滤膜元件；优选地，所述反渗透膜组件参数包括：操作压力为4mpa-12mpa，优选为5.5mpa-8.5mpa；更优选地，当操作压力为4-7mpa时，表观截留率为5％-20％；更优选地，当操作压力大于7mpa且不大于12mpa时，表观截留率大于20％且不大于40％。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反渗透膜结晶处理装置还包括预处理装置，用于将待处理含盐料液进行预处理，得到预处理后的待处理含盐料液；优选地，所述预处理装置包括氧化装置、混凝装置、絮凝装置、沉淀装置、砂滤装置、多孔介质过滤装置、脱气装置、抑菌装置、活性炭过滤装置、微滤装置、超滤装置和还原装置中的一种或多种；优选地，所述脱水装置的上清液出口与预处理装置的入口连通；优选地，所述结晶装置的结晶母液出口与预处理装置的入口连通。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述反渗透膜结晶处理装置还包括预浓缩装置，用于将预处理后的待处理含盐料液进行预浓缩；优选地，所述预浓缩装置包括纳滤装置、电渗析装置、常规反渗透装置、超高压反渗透装置、正渗透装置、膜蒸馏装置、电吸附装置、扩散渗析装置和蒸发装置中的一种或多种；优选地，反渗透膜组件的反渗透产水的出口与预处理装置和/或预浓缩装置的入口连通。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的设备，其特征在于，所述高压泵为柱塞泵或多级离心泵；和/或，所述结晶装置为dtb结晶器或oslo结晶器；和/或，所述脱水装置为离心脱水机、板框压滤机、带式过滤机、真空过滤机或造粒脱水机；和/或，所述反渗透膜组件为平板膜式组件、蝶管式组件、中空纤维式组件、管网式组件或卷式组件。6.一种反渗透结晶处理方法，包括以下步骤：
(1)将待处理含盐料液与无机盐稳定剂混合，并经输送和增压至反渗透膜组件进行反渗透浓缩处理，得到反渗透产水和反渗透浓水；(2)在结晶装置内，将反渗透浓水进行结晶处理，过饱和的无机盐组分在晶种作用下结晶析出，并使已析出的晶体颗粒成长，得到固体、外排液和结晶母液；(3)对所述外排液进行脱水处理，得到上清液和脱水晶体产品。7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述反渗透膜组件的操作条件包括：操作压力为4mpa-12mpa，优选为5.5mpa-8.5mpa；更优选地，当操作压力为4-7mpa时，表观截留率为5％-20％；更优选地，当操作压力大于7mpa且不大于12mpa时，表观截留率大于20％且不大于40％；和/或，反渗透膜组件的进水温度为5℃-45℃，优选为20℃-30℃；结晶装置内的固体含量为2％-10％；和/或，在反渗透浓缩处理的进水中，待结晶无机盐质量浓度为该无机盐在25℃条件下饱和条件下质量浓度的70％-100％；和/或，在反渗透浓缩处理的浓水中，待结晶无机盐质量浓度为该无机盐在25℃条件下饱和条件下质量浓度的100-120％；和/或，在反渗透浓缩处理的进水中，含有氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化锂、硫酸锂、硝酸锂、碳酸锂、碳酸氢锂、氯化钾、氯化镁、氯化钙和氯化铵中的一种或多种；更优选地，氯化钠的质量浓度为15％-28％；硫酸钠的质量浓度为10％-30％；硝酸钠的质量浓度为35％-50％；氯化锂的质量浓度为35％-50％；硫酸锂的质量浓度为15％-25％；硝酸锂的质量浓度为35％-55％；氯化钾的质量浓度为15％-25％；氯化铵的质量浓度为20％-30％；和/或，反渗透浓缩处理的产水循环回预处理单元。8.根据权利要求6和7所述的处理方法，其特征在于，在将待处理含盐料液与无机盐稳定剂混合之前，所述处理方法还包括对待处理含盐料液进行预处理，得到预处理后的待处理含盐料液；优选地，所述预处理包括氧化处理、絮凝处理、沉淀处理、砂滤处理、多介质过滤处理、脱气处理、抑菌处理、活性炭吸附处理、微滤处理、超滤处理和还原处理中的一种或多种；优选地，将所述上清液与待处理含盐料液混合，并进行预处理；优选地，将所述结晶母液与待处理含盐料液混合，并进行预处理。9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，在得到预处理后的待处理含盐料液之后，且与无机盐稳定剂混合之前，所述处理方法还包括预浓缩处理；优选地，将所述反渗透产水与待处理含盐料液和/或预处理后的待处理含盐料液混合；优选地，所述预浓缩处理包括纳滤浓缩处理、电渗析浓缩处理、反渗透浓缩处理、超高压反渗透浓缩、正渗透浓缩处理、膜蒸馏浓缩处理、电吸附浓缩处理、扩散渗析浓缩处理和蒸发浓缩处理中的一种或多种。10.根据权利要求6-9中任意一项所述的处理方法，其特征在于，所述无机盐稳定剂选自铁氰化钾、亚铁氰化钾、铁氰化钠、亚铁氰化钠、酞胺化合物、聚马来酸、聚丙烯酸、磷酸基羧酸共聚物、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、抗坏血酸、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、氨基三亚甲基膦酸、单宁酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、多元醇磷酸酯和膦酰基羟基乙酸中的一种或多种；
优选地，所述无机盐稳定剂的投加量为100ppm-10000ppm。

技术总结
本发明公开了一种反渗透膜结晶处理设备及反渗透结晶处理方法。该反渗透膜结晶处理设备包括依次连通的料液箱、输料泵、高压泵、反渗透膜组件、结晶装置和脱水装置，以及与料液箱连通的加药装置。采用本发明的设备进行的反渗透结晶处理，能够实现在较高盐度下将待处理含盐料液的进一步浓缩，以及常温条件下的结晶反应，而且能够降低运行成本。而且能够降低运行成本。而且能够降低运行成本。


技术研发人员：何灿 孙剑宇 杨雪 熊日华
受保护的技术使用者：中国神华煤制油化工有限公司 北京低碳清洁能源研究院 国能包头煤化工有限责任公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2023/10/11