本发明涉及一种石墨废水处理装置及其使用方法，属于废水环保工艺技术领域。
背景技术：
现有的石墨废水处理是膨胀石墨废水首先在调节池中进行水量调节后进入反应三联箱，在反应三联箱第一反应箱中投加石灰，与含盐废水中的镁离子、氟离子及碳酸氢根反应，在第二反应箱中投加碳酸钠，将废水中的钙离子沉淀，然后进入澄清池进行固液分离，去除水中的悬浮物，澄清池出水经多介质过滤器和超滤装置后进入膨胀石墨反渗透（回收率75%），膨胀石墨反渗透产水进入二级反渗透。膨胀石墨反渗透浓水进入碟管式反渗透。
三酸法废水首先在调节池中进行水量调节后进入反应三联箱，在反应三联箱第一反应箱中投加石灰，与含盐废水中的镁离子、氟离子及碳酸氢根反应，在第二反应箱中投加碳酸钠，将废水中的钙离子沉淀，然后进入澄清池进行固液分离，去除水中的悬浮物，澄清池出水经多介质过滤器和超滤装置后与膨胀石墨反渗透浓水混合后进入碟管式反渗透（回收率50%），碟管式反渗透产水与膨胀石墨反渗透产水混合后进入二级反渗透，产水回用到石墨生产工艺。
综上所述一般企业将氯化钙、硝酸钙作为建筑材料。但是实际操作中，产生这么多废盐，无法处理。只好堆放处理。长久以后该固废还是需要处理，因此该技术存在缺陷。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供石墨废水处理装置，本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种石墨废水处理装置，该装置包括依次连接的预处理系统、超滤系统、软化系统、纳滤系统、电渗析系统、反渗透系统和蒸发系统，所述预处理系统包括依次连接的原水池、一级反应池、二级反应池、板框压滤机、沉淀池，沉淀池底部设有一条通向一级反应池的底泥回流管道，清水进入后续管道中；所述预处理系统处理后清水进水超滤系统，超滤系统中的反洗水和浓缩液通过回管道流至一级反应池，产水进水后续管道中；所述软化系统设有一根通向一级反应池的再生液回流管道，软化后软水进入后续管道中；所述纳滤系统实现一二价离子分离，其中一价盐水通过管道进入电渗析系统，二价盐水通过管道进入反渗透系统；所述电渗析系统中分别由均相膜电渗析池和双极膜电渗析池组成，所述电渗析系统是对一级盐水进行浓缩，双极膜系统是将电渗析浓缩盐水制酸碱，电渗析系统淡水进入反渗透系统进行浓缩，产水回用，浓水回电渗析系统再淡化处理；所述反渗透系统是对二价盐水进行浓缩，淡水回用。
作为优选：所述纳滤系统的一侧设有高压反渗透系统，该反渗透系统将浓水通向蒸发系统中通过蒸发得到结晶盐和冷凝水，结晶盐向外排除，冷凝水通过管道流向产水箱中，产水通过管道通向反渗透系统进行深度处理。
一种石墨废水处理装置处理废水的方法，所述该方法为：
步骤1预处理:将原水池的水流入一级反应池中，在一级反应池和二级反应池之间放入氧化钙，通过在二级反应池中反应后，将大块氟化钙污泥通过板框压滤机压出后运走，在将剩下的水溶液加入碳酸钠后流入沉淀池中存放沉淀，将沉淀后的底泥回流至一级反应池中循环反应；
步骤2超滤过滤：将沉淀池中的部分溶液加入酸调节ph值后，通入超滤池中进行超滤反应，将反应后的溶液一部分浓液回流至一级反应池中进一步反应，另一部分流入下方的软化池中。
步骤3软化处理：从超滤系统中产水流入软化系统中，软化系统采用树脂软化，树脂吸附饱和后再用酸碱再生，再生液流入至一级反应池中进行在处理反应；
步骤4纳滤系统：从超滤系统产水再经过纳滤系统进行一二价盐分离，二级盐水通过管道流入中压反渗透池中进行反渗透，一级盐水分流入底部的电渗析系统中，在中压反渗透的浓水经过政法系统的蒸发一部分变成结晶盐排除，另一部分变成冷凝水，冷凝水流入底部设置的产水箱中存储。在中压反渗透的清水流入反渗透系统中进一步的处理。
步骤5：电渗析系统，从纳滤系统产一级盐水经过电渗析浓缩后浓盐水流入双极膜电渗析系统进一步处理，淡水流入高压渗透系统再处理，高压反渗透产水再进入低压反渗透，最后流入清水箱中存放，低压反渗透浓水回高压反渗透再处理。
步骤6：双极膜电渗析系统，通过电渗析系统浓缩浓盐水进入双极膜电渗析处理，最后得到的产物为盐酸和氢氧化钠。
本发明采用零排放，资源化工艺。将石墨废水中得废盐纯化制成酸、碱。石墨废水处理固废、危废无法处置，环保成本投入大，同时导致盐资源浪费。本发明针对石墨矿加工生产过程中产生的高盐高酸废水进行深度综合利用，使其转化成高附加值氢氧化钠、盐酸。无其他副产品和废物产生，实现资源回收利用和零排放。较mvr蒸发产生废盐的处理方式有了巨大的进步。
附图说明
图1是原有工艺流程图。
图2是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图2所示，一种石墨废水处理装置，该装置包括依次连接的预处理系统1、超滤系统2、软化系统3、纳滤系统4、电渗析系统5、反渗透系统6和蒸发系统7，所述预处理系统包括依次连接的原水池8、一级反应池9、二级反应池10、板框压滤机11、沉淀池12，沉淀池12底部设有一条通向一级反应池的底泥回流管道13，清水进入后续管道中；所述预处理系统1处理后清水进水超滤系统2，超滤系统2中的反洗水和浓缩液通过回管道14流至一级反应池9，产水进水后续管道中；所述软化系统3设有一根通向一级反应池的再生液回流管道15，软化后软水进入后续管道中；所述纳滤系统4实现一二价离子分离，其中一价盐水通过管道进入电渗析系统5，二价盐水通过管道进入反渗透系统6；所述电渗析系统5中分别由均相膜电渗析池16和双极膜电渗析池17组成，所述电渗析系统5是对一级盐水进行浓缩，双极膜系统17是将电渗析浓缩盐水制酸碱，电渗析系统5淡水进入反渗透系统6进行浓缩，产水回用，浓水回电渗析系统5再淡化处理；所述反渗透系统6是对二价盐水进行浓缩，淡水回用。
所述纳滤系统4的一侧设有高压反渗透系统18，该反渗透系统18将浓水通向蒸发系统7中通过蒸发得到结晶盐和冷凝水，结晶盐向外排除，冷凝水通过管道20流向产水箱19中，产水通过管道21通向反渗透系统6进行深度处理。
所述的石墨废水处理装置处理废水的方法为：
步骤1预处理:将原水池的水流入一级反应池中，在一级反应池和二级反应池之间放入氧化钙，通过在二级反应池中反应后，将大块氟化钙污泥通过板框压滤机压出后运走，在将剩下的水溶液加入碳酸钠后流入沉淀池中存放沉淀，将沉淀后的底泥回流至一级反应池中循环反应；
步骤2超滤过滤：将沉淀池中的部分溶液加入酸调节ph值后，通入超滤池中进行超滤反应，将反应后的溶液一部分浓液回流至一级反应池中进一步反应，另一部分流入下方的软化池中。
步骤3软化处理：从超滤系统中产水流入软化系统中，软化系统采用树脂软化，树脂吸附饱和后再用酸碱再生，再生液流入至一级反应池中进行在处理反应；
步骤4纳滤系统：从超滤系统产水再经过纳滤系统进行一二价盐分离，二级盐水通过管道流入中压反渗透池中进行反渗透，一级盐水分流入底部的电渗析系统中，在中压反渗透的浓水经过政法系统的蒸发一部分变成结晶盐排除，另一部分变成冷凝水，冷凝水流入底部设置的产水箱中存储。在中压反渗透的清水流入反渗透系统中进一步的处理。
步骤5：电渗析系统，从纳滤系统产一级盐水经过电渗析浓缩后浓盐水流入双极膜电渗析系统进一步处理，淡水流入高压渗透系统再处理，高压反渗透产水再进入低压反渗透，最后流入清水箱中存放，低压反渗透浓水回高压反渗透再处理。
步骤6：双极膜电渗析系统，通过电渗析系统浓缩浓盐水进入双极膜电渗析处理，最后得到的产物为盐酸和氢氧化钠。
本发明排水收集于原水池，在原水池里均匀水质水量，经原水池提升水泵提升至一级反应池、二级反应池，在反应池投加氧化钙、后经过板框压滤机将氟化钙去除，上清液投入纯碱、混凝剂、助凝剂，在迅速混合后，自流至沉淀池进行沉淀反应，沉淀池底泥回收到一级反应池。上清液进入膜系统。
由泵输送至钠床进行再次软化处理，主要为了去除水中钙离子、镁离子等容易结垢的二价离子，钠床再生水排至调节池循环处理。钠床出水输送至nf系统，将二价盐等去除后，一价盐nacl进入电渗析系统。二价盐进入dtro浓缩后进入蒸发系统。冷凝水回用。一价盐nacl进入电渗析系统，经过浓缩（nf产水混合）到14%后进入双极膜系统，制成酸、碱。电渗析淡水用海水淡化膜和反渗透膜淡化到中水回用指标。
本发明的优势：
1、本发明预处理与原预处理相同。将排水收集于原水池，在原水池里均匀水质水量，经原水池提升水泵提升至一级反应池、二级反应池，在反应池投加氧化钙、后经过板框压滤机将氟化钙去除。
2、本发明增加了将氯化钙转化为氯化钠过程，即:预处理后的上清液投入纯碱，反应结束钙盐转化为钠盐；反应后的清野进入钠床进行再次软化处理，将剩余钙离子、镁离子转化成钠离子，转化后的nacl溶液进入电渗析系统浓缩。
3、本发明采用电渗析技术替代原工艺中浓缩的碟管式（dtro）反渗透装置，将盐浓缩浓度90g/l提升到200g/l。
4、本发明采用双极膜技术替代mvr系统，采用双极膜技术将氯化钠制成盐酸与氢氧化钠；资源化利用氯化钠，彻底解决盐的处理问题。制备的盐酸和氢氧化钠可返回石墨加工工艺，降低整体的运行成本。
本发明将工业企业生产过程中所产生的废水经过处理后全部回用，对外界不排放废水。本发明的最终产水全部回用至企业用户，使得企业用户在生产过程中可使用本项目的回用水代替自来水，这样可以大大降低生产成本。此外，废水得到有效处理和控制达到污染物零排放，可显著改善环境质量，保护珍贵的水资源量，由此产生的间接经济效益将是巨大的。
本发明经过电渗析装置分离出来的浓盐水经过双极膜电渗析后产生的盐酸和氢氧化钠，双极膜水解离无气体和副产品产生，因此电压较低，相对于传统的电解法能耗更低，能量得到了最大利用。根据石墨生产过程中大量消耗氢氧化钠和盐酸，因此本项目双极膜技术产生的盐酸和氢氧化纳均可被利用，产生巨大的经济效益。即解决了废盐问题，也降低了运行费用，对环境污染也降低了，符合绿色生产，清洁生产的环保理念。
1.一种石墨废水处理装置，该装置包括依次连接的预处理系统（1）、超滤系统（2）、软化系统（3）、纳滤系统（4）、电渗析系统（5）、反渗透系统（6）和蒸发系统（7），其特征在于所述预处理系统包括依次连接的原水池（8）、一级反应池（9）、二级反应池（10）、板框压滤机（11）、沉淀池（12），沉淀池（12）底部设有一条通向一级反应池的底泥回流管道（13），清水进入后续管道中；所述预处理系统（1）处理后清水进水超滤系统（2），超滤系统（2）中的反洗水和浓缩液通过回管道（14）流至一级反应池（9），产水进水后续管道中；所述软化系统（3）设有一根通向一级反应池的再生液回流管道（15），软化后软水进入后续管道中；所述纳滤系统（4）实现一二价离子分离，其中一价盐水通过管道进入电渗析系统（5），二价盐水通过管道进入反渗透系统（6）；所述电渗析系统（5）中分别由均相膜电渗析池（16）和双极膜电渗析池（17）组成，所述电渗析系统（5）是对一级盐水进行浓缩，双极膜系统（17）是将电渗析浓缩盐水制酸碱，电渗析系统（5）淡水进入反渗透系统（6）进行浓缩，产水回用，浓水回电渗析系统（5）再淡化处理；所述反渗透系统（6）是对二价盐水进行浓缩，淡水回用。
2.根据权利要求1所述的石墨废水处理装置，其特征在于所述纳滤系统（4）的一侧设有高压反渗透系统（18），该反渗透系统（18）将浓水通向蒸发系统（7）中通过蒸发得到结晶盐和冷凝水，结晶盐向外排除，冷凝水通过管道（20）流向产水箱（19）中，产水通过管道（21）通向反渗透系统（6）进行深度处理。
3.一种根据权利要求1或2所述的石墨废水处理装置处理废水的方法，其特征在于所述该方法为：
步骤1预处理:将原水池的水流入一级反应池中，在一级反应池和二级反应池之间放入氧化钙，通过在二级反应池中反应后，将大块氟化钙污泥通过板框压滤机压出后运走，在将剩下的水溶液加入碳酸钠后流入沉淀池中存放沉淀，将沉淀后的底泥回流至一级反应池中循环反应；
步骤2超滤过滤：将沉淀池中的部分溶液加入酸调节ph值后，通入超滤池中进行超滤反应，将反应后的溶液一部分浓液回流至一级反应池中进一步反应，另一部分流入下方的软化池中；
步骤3软化处理：从超滤系统中产水流入软化系统中，软化系统采用树脂软化，树脂吸附饱和后再用酸碱再生，再生液流入至一级反应池中进行在处理反应；
步骤4纳滤系统：从超滤系统产水再经过纳滤系统进行一二价盐分离，二级盐水通过管道流入中压反渗透池中进行反渗透，一级盐水分流入底部的电渗析系统中，在中压反渗透的浓水经过政法系统的蒸发一部分变成结晶盐排除，另一部分变成冷凝水，冷凝水流入底部设置的产水箱中存储；
在中压反渗透的清水流入反渗透系统中进一步的处理；
步骤5：电渗析系统，从纳滤系统产一级盐水经过电渗析浓缩后浓盐水流入双极膜电渗析系统进一步处理，淡水流入高压渗透系统再处理，高压反渗透产水再进入低压反渗透，最后流入清水箱中存放，低压反渗透浓水回高压反渗透再处理；
步骤6：双极膜电渗析系统，通过电渗析系统浓缩浓盐水进入双极膜电渗析处理，最后得到的产物为盐酸和氢氧化钠。
技术总结