[發(fā)明專(zhuān)利]一種含有高濃度的硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的除鹽方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610066015.7
• 申請(qǐng)日: 2016-02-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105712453B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫波;張春雪;李雪;萬(wàn)鈞;吳新世
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/58
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/58;C02F1/66
• 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

一種含有高濃度的硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的除鹽方法，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硫酸鉀和硫酸鈉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、含鎂試劑，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，分離含硫酸鹽的沉淀物，達(dá)到除鹽目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、所用原料經(jīng)濟(jì)易得、操作簡(jiǎn)便且未向體系中引入有害元素；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硫酸鉀和硫酸鈉的廢水的處理。

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，特別是一種高濃度的硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的除鹽方法。

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(duì)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(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)對(duì)排放水中無(wú)機(jī)鹽的含量沒(méi)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(wú)機(jī)鹽的含量將會(huì)受到嚴(yán)格的限制。

硫酸鹽雖然是植物的硫營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，但生物體內(nèi)硫酸鹽的含量較低，因而單位質(zhì)量的生物所能固著的硫酸鹽的量有限。因此相比于物理和化學(xué)處理法，生物處理法在處理高硫酸鹽廢水時(shí)效率較低，而且耗時(shí)。

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(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種高濃度的硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的除鹽方法，該方法通過(guò)加入含鈣試劑、含鎂試劑，同時(shí)控制含硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的pH值和溫度，經(jīng)過(guò)靜置，沉淀后，分離出含硝酸鉀和硫酸鈉的沉淀物；設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、所用原料經(jīng)濟(jì)易得、操作簡(jiǎn)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)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種高濃度的硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的除鹽方法，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硫酸鉀和硫酸鈉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：加入含鈣試劑和含鎂試劑，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，分離含硫酸鹽的沉淀物，達(dá)到除鹽目的。

所述含鈣試劑為氧化鈣、氯化鈣和氫氧化鈣中的一種或兩種任意比例的混合物，鈣與硫酸鹽中硫的總摩爾比為0.1－5:1。

所述含鎂試劑為氧化鎂、氯化鎂、硫酸鎂和氫氧化鎂中的一種或兩種以上任意比例的混合物，鎂與鈣的摩爾比為0.1－1。

本發(fā)明開(kāi)發(fā)的含高濃度硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的除鹽方法，可用于治理高鹽工業(yè)廢水，減輕對(duì)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(guò)對(duì)在高濃度硫酸鉀和硫酸鈉環(huán)境下生長(zhǎng)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硫酸鉀和硫酸鈉。通過(guò)加入含鈣試劑、含鎂試劑，同時(shí)控制含硫酸鉀和硫酸鈉水溶液的pH值和溫度，可有效降低硫酸鉀和硫酸鈉的含量。其中加入鎂離子的鹽效應(yīng)，有助于增加難溶硫酸鈣的溶解度，減少其生成量。