[發(fā)明專利]一種含Na+、K+、NH4+、Cl?、SO42?、NO3?的煤化工高濃廢鹽水綜合利用方法

有效

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• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105585194B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設計）人: 王文領;秦曉麗;屈劍;吳玄斌;張靈
• 申請（專利權）人: 王文領
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C01D5/00;C01D3/04;C05G1/00
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司61100
• 代理人: 彭冬英

1.一種含Na⁺、K⁺、NH₄⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-的煤化工高濃廢鹽水綜合利用方法，其特征在于：包括下述步驟：

(1)去除硬度：pH值10.5-11的高濃廢鹽水(簡稱高鹽廢水，下同)首先泵入軟化澄清池，投加質量濃度42-50％的液堿將pH值調節(jié)至11.5-12，使廢水中的Mg²⁺以氫氧化鎂的形式沉淀下來；然后投加碳酸鈉，按水中Ca²⁺的含量，每方廢水投加1-1.5千克，純度大于98％，使Ca²⁺以碳酸鈣的形式沉淀下來；為使沉淀充分，池中攪拌器按每分鐘50-60轉的速度緩慢攪拌；氫氧化鎂沉淀時，二氧化硅會隨之沉淀一部分，從而降低水中二氧化硅的濃度；通過渣漿泵每間隔48-72小時從軟化澄清池底部收集沉淀污泥，排入企業(yè)已有的污泥收集池，與原來的污泥混合；混合污泥經(jīng)離心脫水機脫水至含固率在30-40％，由卡車運送至污泥處理廠處置；

(2)一級混凝沉淀初步去除COD：為去除高濃廢鹽水中高達600-1000mg/L的COD,采取酸性混凝的工藝進行降解：軟化澄清池上清液溢流進入一級混凝沉淀池，通過加酸計量泵連續(xù)將質量濃度25-31％的鹽酸加入池中并攪拌，將pH值調節(jié)至2-3，使上清液中殘留的鈣、鎂離子以氯化鈣、氯化鎂的形式溶解到水中；同時水中有機物發(fā)生混凝，加聚合氯化鐵絮凝劑，每方廢水用量20-50克，使之進一步絮凝沉淀，沉淀下來的有機物顆粒經(jīng)渣漿泵每間隔48-72小時打入企業(yè)已有的污泥收集池，與原來的污泥混合處理；溢流出來的上清液經(jīng)泵打入過濾器進行過濾，過濾后的高鹽廢水靠余壓進入高鹽廢水一級濃縮系統(tǒng)緩沖池，過濾出來的雜質定期排入企業(yè)現(xiàn)有的污泥收集池；經(jīng)一級混凝沉淀后COD含量降至350-450mg/L；

(3)高鹽廢水一級濃縮：向緩沖池中投加質量濃度42-50％的液堿將廢水pH值調節(jié)至6.5-7，然后經(jīng)提升泵打入一級濃縮系統(tǒng)空氣冷卻器，經(jīng)布液后自上而下流動；外部空氣經(jīng)鼓風機引入空氣冷卻器，經(jīng)過冷卻器內部填料自下而上流動；氣、液兩相在填料間逆流接觸，高鹽廢水中的干凈水分不斷蒸發(fā)向空氣中轉移，空氣到達空氣冷卻器頂部時，其中的水蒸氣達到飽和分壓，高鹽廢水中質量濃度15-20％的水分以飽和水蒸氣的形式進入空氣中，使不飽和空氣變?yōu)轱柡涂諝猓?jīng)空氣冷卻器上段除水器進一步去除液態(tài)水分后，從頂部排入大氣中，使高鹽廢水得到初步濃縮，從而節(jié)約后期濃縮的成本；被初步濃縮的高鹽廢水重新排入一級濃縮系統(tǒng)緩沖池內，進行循環(huán)濃縮；

(4)高鹽廢水二級濃縮：得到初步濃縮的高鹽廢水經(jīng)泵從緩沖池中打入廢水二級濃縮系統(tǒng)的蒸發(fā)器，采用多效蒸發(fā)濃縮的方式，用外來0.4-0.6MPa低壓飽和水蒸氣加熱，在55-120℃，將廢水濃縮至其中的氯化鈉接近飽和；蒸發(fā)冷凝水和水蒸氣冷凝水從二級濃縮系統(tǒng)排出，分別進入蒸發(fā)冷凝水罐和蒸汽冷凝水罐備用；濃縮母液排入二級混凝沉淀池；

(5)二級混凝沉淀再次去除COD：經(jīng)一、二級濃縮后的高鹽廢水中的，COD含量濃縮至6000-6500mg/L，采取二次酸性混凝的工藝進一步降解：二級濃縮后的高鹽廢水濃縮母液泵入二級混凝沉淀池，通過加酸計量泵連續(xù)將質量濃度25-31％的鹽酸加入池中并攪拌，將pH值調節(jié)至2-3，使母液中殘留的Ca²⁺、Mg²⁺離子以氯化鈣、氯化鎂的形式溶解到水中；同時水中有機物,發(fā)生混凝，加聚合氯化鐵絮凝劑，每方廢水用量20-50克，使之進一步絮凝沉淀，沉淀下來的有機物顆粒經(jīng)渣漿泵每間隔48-72小時打入企業(yè)已有的污泥收集池，與原來的污泥混合處理；溢流出來的上清液經(jīng)泵打入過濾器進行過濾；過濾后的母液打入加堿池，投加質量濃度42-50％的液堿將pH值調節(jié)至6-7，溢流出來的上清液經(jīng)泵打入過濾器再次過濾；二次過濾后的高鹽廢水靠余壓進入高鹽廢水三級濃縮系統(tǒng)；二級混凝沉淀池、加堿池底部泥漿以及過濾出來的雜質定期排入企業(yè)現(xiàn)有的污泥收集池；經(jīng)二級混凝沉淀后COD含量降至1000-1500mg/L；

(6)廢水三級濃縮回收無水硫酸鈉：經(jīng)二級混凝沉淀并過濾后的混合鹽母液，經(jīng)泵打入廢水三級濃縮系統(tǒng)蒸發(fā)器，采取蒸發(fā)濃縮的方式，在70-75℃間，將廢水濃縮至其中的硫酸鉀接近飽和，從而使廢水中的氯化鈉、硫酸鈉大量結晶析出，經(jīng)進一步稠厚，進入離心機進行一級離心分離；分離出的硫酸鈉、氯化鈉混合物加入二級濃縮系統(tǒng)的蒸發(fā)冷凝水，在70-75℃將其中的氯化鈉完全溶解后進行二級離心分離；離心分離出的硫酸鈉加入二級濃縮系統(tǒng)的蒸發(fā)冷凝水，在70-75℃進行洗滌，將其中的氯化鈉完全溶解，然后進行三級離心分離，得到高純度的無水硫酸鈉，經(jīng)干燥包裝系統(tǒng)處理后入倉庫代售；一級離心分離的母液泵入混合鹽濃縮回收系統(tǒng)，二級離心分離的母液泵入氯化鈉、硫酸鈉母液冷凍結晶系統(tǒng)；三級離心分離洗滌液打入十水硫酸鈉蒸發(fā)器；三級濃縮采用二級濃縮產(chǎn)生的二次蒸汽做熱源，不消耗外來生蒸汽，蒸發(fā)冷凝水排入蒸發(fā)冷凝水罐備用；

(7)氯化鈉、硫酸鈉母液冷凍結晶再次回收硫酸鈉：廢水三級濃縮系統(tǒng)二級離心分離的氯化鈉、硫酸鈉母液冷凍降溫至-5-0℃，十水硫酸鈉大量結晶析出，一級離心分離后，加入蒸發(fā)冷凝水溶解，和三級濃縮系統(tǒng)排過來的三級離心分離硫酸鈉洗滌液一起進入十水硫酸鈉蒸發(fā)器，采用二級濃縮產(chǎn)生的二次蒸汽做熱源，在70-75℃進行蒸發(fā)濃縮，無水硫酸鈉大量結晶析出，進入離心機進行二級離心分離；離心分離后的固體硫酸鈉送入三級濃縮系統(tǒng)，和三級濃縮系統(tǒng)二級離心分離出來的硫酸鈉一并洗滌回收；十水硫酸鈉離心分離后的母液泵入混合鹽濃縮回收系統(tǒng)；蒸發(fā)冷凝水排入蒸發(fā)冷凝水罐備用；經(jīng)步驟(6)-(7)回收的硫酸鈉混合后，按質量百分比，硫酸鈉純度98-99.13％，回收率大于98％，氯化鈉含量不超過1％，硝酸鈉含量不超過0.4％，硫酸鉀含量不超過0.1％；

(8)氯化鈉母液濃縮回收氯化鈉：十水硫酸鈉離心分離母液泵入氯化鈉蒸發(fā)器，靠0.4-0.6MPa的外來水蒸氣供熱，在100-120℃將溶液蒸發(fā)至過飽和，氯化鈉大量結晶析出，經(jīng)稠厚，進入離心機進行一級離心分離；離心分離出的氯化鈉加入二級濃縮系統(tǒng)的蒸發(fā)冷凝水，在70-75℃進行洗滌，將其中的硫酸鈉、硫酸鉀、硝酸鈉完全溶解，然后進行二級離心分離，得到高純度的氯化鈉，經(jīng)干燥包裝系統(tǒng)處理后入倉庫代售；一級、二級離心分離的母液混合后，質量濃度80-85％打入氯化鈉、硫酸鈉母液冷凍結晶系統(tǒng)循環(huán)冷凍結晶十水硫酸鈉，質量濃度15-20％泵入混合鹽濃縮回收系統(tǒng)；蒸汽冷凝水排入蒸汽冷凝水罐備用；蒸汽冷凝水排入蒸汽冷凝水罐備用；回收的氯化鈉中，按質量百分比，氯化鈉純度98-99.13％，回收率88-90.77％，硫酸鈉含量不超過0.5％，硝酸鈉含量不超過0.5％，硫酸鉀含量不超過0.2％；

(9)混合鹽濃縮回收：廢水三級濃縮系統(tǒng)硫酸鈉一級離心分離后的母液、十水硫酸鈉蒸發(fā)器蒸發(fā)并二級離心分離后的母液，進入混合鹽濃縮系統(tǒng)混合后，泵入混合鹽濃縮系統(tǒng)進行蒸發(fā)濃縮，利用氯化鈉濃縮回收系統(tǒng)的二次蒸汽作為熱源，在60-90℃之間，3K₂SO₄·Na₂SO₄、NaNO₃·Na₂SO₄、NaNO₃、(NH₄)₂SO₄混合鹽大量結晶析出，經(jīng)稠厚進入離心機進行離心分離；離心分離出的固體混合鹽含水率質量百分比不超過5％，經(jīng)包裝后直接作為農(nóng)用混合化肥出售；離心分離后的質量濃度80-85％母液打入混合鹽濃縮回收系統(tǒng)循環(huán)蒸發(fā)結晶，質量濃度15-20％打入企業(yè)原有的污泥處理池，與其他雜質污泥一并處理；蒸發(fā)冷凝水排入蒸發(fā)冷凝水罐備用；回收的混合鹽，按質量百分比，干基中硝酸鈉含量50-60.03％，硫酸鉀含量15.5-20.55％，硫酸鈉含量不超過5％，硫酸銨含量8.3-12.1％，氯化鈉含量5.7-9.47％，其他雜質不超過4％；

(10)回收蒸汽冷凝水和蒸發(fā)冷凝水：蒸發(fā)冷凝水罐的剩余蒸發(fā)冷凝水，由企業(yè)直接回用生產(chǎn)系統(tǒng)，回收率90-93％；剩余蒸汽冷凝水由企業(yè)直接回用鍋爐系統(tǒng)，回收率95-97％。