[發(fā)明專利]一種含有高濃度硝酸鈉和/或硝酸鉀水溶液的除鹽方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610012945.4
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN105481071B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫波;李雪;萬鈞;張春雪;吳新世;王萍;黃玉平;李霞
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/52
• 分類號(hào): C02F1/52;C02F1/66;C02F101/16
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境技術(shù)的廢水處理領(lǐng)域，特別是一種含有高濃度硝酸鈉和/或硝酸鉀水溶液的除鹽方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水的排放總量急劇增加。精細(xì)化工、生物化工、造紙、制革等領(lǐng)域經(jīng)常會(huì)排放含高鹽廢水。高濃度的鹽溶液對生物具有抑制和毒害作用，并使土地鹽漬化，從而危害環(huán)境。此外，許多生產(chǎn)工藝中，循環(huán)使用的工藝水由于鹽的不斷累積，含鹽量較高，易出現(xiàn)結(jié)晶或沉淀，堵塞管路，增加傳熱或傳質(zhì)阻力，影響工藝的穩(wěn)定性。

長期以來，我國對排放水中無機(jī)鹽的含量沒有嚴(yán)格的限制，隨著環(huán)境保護(hù)力度的加強(qiáng)，排放水中無機(jī)鹽的含量將會(huì)受到嚴(yán)格的限制。

硝酸鹽雖然是植物的氮營養(yǎng)來源，但硝酸鹽本身在生物體內(nèi)的含量較低，因而單位質(zhì)量的生物所能固著的硝酸鹽的量有限。因此相比于物理和化學(xué)處理法，生物處理法在處理高硝酸鹽廢水時(shí)效率較低。

膜分離和蒸發(fā)—結(jié)晶法是目前的主要脫鹽方法。基于膜分離的脫鹽技術(shù)更適用于淡鹽水的脫鹽，當(dāng)含鹽濃度較高時(shí)，能耗、成本急劇增加。而且處理后得到的濃鹽水仍待處理。此外，膜分離所需技術(shù)設(shè)備價(jià)格較高，投資較大。而且膜再生時(shí)還將產(chǎn)生相當(dāng)量的廢水或有機(jī)溶劑。而蒸發(fā)—結(jié)晶法亦需要提供足夠的能量使水汽化，能耗亦較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種含有高濃度硝酸鈉和/或硝酸鉀水溶液的除鹽方法，該方法通過加入含鈣試劑、含磷試劑，同時(shí)控制含硝酸鈉和硝酸鉀水溶液的pH值和溫度，經(jīng)過靜置，沉淀后，分離出含硝酸鈉和/或硝酸鉀的沉淀物。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種含有高濃度硝酸鈉和/或硝酸鉀水溶液的除鹽方法，步驟如下：

1)在0－35℃溫度下，在含有高濃度但低于其飽和溶解度的硝酸鈉和/或硝酸鉀的待處理水溶液中交叉或同時(shí)進(jìn)行如下添加試劑和調(diào)節(jié)pH值操作：加入含鈣試劑、含磷試劑，控制待處理水溶液pH為6－8.5，得到混合液；

2)靜置上述混合液直至析出沉淀，分離含硝酸鹽的沉淀物，達(dá)到除鹽目的。

所述含鈣試劑為氧化鈣和氫氧化鈣中的一種或兩種任意比例的混合物，鈣與硝酸鈉和/或硝酸鉀的摩爾比為0.1－5:1。

所述含磷試劑為磷酸、磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣中的一種或兩種以上任意比例的混合物，磷硝酸鈉和/或硝酸鉀的摩爾比為0.1－5:1。

本發(fā)明開發(fā)的含高濃度硝酸鈉和/或硝酸鉀水溶液的除鹽方法，可用于治理高鹽工業(yè)廢水，減輕對生物的抑制和毒害作用，減輕環(huán)境污染；或降低循環(huán)使用工藝水中的含鹽量，保障生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定。本發(fā)明的特點(diǎn)是通過對在高濃度硝酸鈉或硝酸鉀環(huán)境下生長植物根部的培養(yǎng)和剖析，確定沉淀劑的組成，然后利用沉降的方法脫除硝酸鈉和/或硝酸鉀。通過加入含鈣試劑、含磷試劑，同時(shí)控制含硝酸鈉和硝酸鉀水溶液的pH值和溫度，可有效降低硝酸鈉和/或硝酸鉀的含量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡單、投資小、所用原料經(jīng)濟(jì)易得、操作簡便且未向體系中引入有害元素，因此是一種環(huán)境友好型處理工藝；分離出的沉淀亦為有價(jià)值的礦物質(zhì)，可回收使用，兼顧經(jīng)濟(jì)節(jié)約和環(huán)境保護(hù)；該工藝可廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工、生物化工、造紙、制革等領(lǐng)域所排放的含高濃度硝酸鈉和/或硝酸鉀的廢水的處理。

附圖說明

圖1為處理高濃硝酸鈉溶液所得沉淀物的XRD圖譜。

圖2為處理高濃硝酸鉀溶液所得沉淀物的XRD圖譜。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

在25–30℃下，將16.7g NaNO₃溶于100mL水中(25℃下NaNO₃的飽和溶解度約為91g NaNO₃/100g水)，強(qiáng)烈攪拌下，一邊滴加2.521g 85％H₃PO₄，一邊加入3.679g CaO，控制溶液的pH 7–7.5。加料完畢后，靜置、沉降并過濾除去含硝酸鈉的沉淀物。該沉淀物的XRD圖譜中(見附圖1)，在2θ＝29.42°，31.84°，35.40°，38.98°等處出現(xiàn)明顯的硝酸鈉的特征衍射峰(參考PDF#36-1474)。

沉淀物約重12.8g，經(jīng)氮元素分析及電感耦合等離子發(fā)射光譜(ICP)檢測，沉淀物的N含量為8.28wt％，Na含量為13.5％，推測脫除率約為38％。

實(shí)施例2：