[發明專利]含鹽廢水中鹽的分離及結晶資源化工藝及其專用設備

在審

• 申請號: 201611189259.0
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106630349A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 潘文剛;夏俊方;陸魁;肖龍博;崔巖;張水水
• 申請（專利權）人: 上海晶宇環境工程股份有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C01D3/06;C01D5/00;C02F101/10;C02F101/12;C02F101/16;C02F101/30;C02F1/72;C02F1/66;C02F1/04;C02F1/44
• 代理公司: 上海申新律師事務所31272
• 代理人: 周云

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體講就是涉及一種含鹽廢水中鹽的分離及結晶資源化工藝及其專用設備。

背景技術

隨著社會對環境保護的越來越重視，開始對排放總量進行控制，一般的污水通過生物、化學等處理技術可以滿足達標排放，但是，石油化工、煤化工、電力、采礦等支柱產業產生的大量高濃度含鹽廢水，通過生物、物化等傳統處理手段只能回收75％～95％的廢水，剩下經過濃縮的5％～25％的高濃度含鹽廢水無法利用。目前，市場上有的通過曝曬池儲存起來，如遇到山洪、地質等災害，高濃度的含鹽廢水一旦泄漏，將污染地表、地下水體，危害極大。

廢水零排放過程產生的固體一般為雜鹽，通常作為危險固廢進行安全填埋處理，這種方式不僅需要配套建設高投資的危險固廢填埋場，而且進行處理費用昂貴；此外，還需配套建設大容積的廢水暫存池，廢水暫存池的容量一般需要幾十萬甚至近百萬立方米，投資上億元。因此，固體雜鹽的處置問題，是阻礙高濃度含鹽廢水零排放技術的主要難題。

冷凍結晶技術是通過冷凍的方法將含鹽廢水溫度降至0℃左右，根據水中某些化合物的溶解度對溫度的靈敏性大的原理，對廢水進行結晶處理的一種技術。由于廢水中常含有一些溶解度隨溫度變化不明顯的物質，因此，冷凍結晶技術的離心母液在冷凍結晶系統中進行部分循環，即需要從系統中外排出一部分離心母液，該母液如何有效處理也是一個難題。

目前，冷凍結晶中間歇結晶工藝在行業里占了95％以上，該工藝的產品質量差，綜合能耗高，腐蝕性大，堵管、結塊現象突出，但更為主要的問題是鹽產品粒度細、脫水困難，結塊嚴重，影響了鹽產品的質量。

發明內容

本發明的目的是針對上述含鹽廢水處理過程中產生雜鹽問題、母液問題、以及冷凍結晶得到的產品粒度細，脫水困難的難題，本發明提供了一種含鹽廢水中鹽的分離及結晶資源化工藝及其專用裝置，能夠將含鹽廢水中的氯化鈉、硫酸鈉分離出來，并將母液轉化為雜鹽，不僅減少了污染物對環境的危害，而且從含鹽廢水中分離出來的兩種鹽可資源化利用，創造了經濟價值。

技術方案

為了實現上述技術目的，本發明設計含鹽廢水中鹽的分離及結晶資源化工藝，其特征在于，它包括以下幾個步驟：

(1)將含鹽廢水進行預處理，得到預處理出水；

(2)將步驟(1)得到的預處理出水進行濃縮分離處理，得到濃水一和產水一；

(3)對步驟(2)得到的產水一和濃水一進行處理，具體過程是：

a)將產水一經氧化去除廢水中的有機物后得到氧化出水，接著再進行蒸發結晶，得到氯化鈉晶體和蒸發結晶母液，所述氯化鈉晶體干燥后得到氯化鈉產品；

b)將濃水一進行冷凍結晶，得到十水硫酸鈉晶體和冷凍結晶母液，所述十水硫酸鈉晶體再經鹽熔大顆粒結晶和干燥后得到硫酸鈉產品；

(4)將步驟(3)中冷凍結晶母液進行濃縮分離，得到濃水二和產水二，產水二與步驟(3)中的蒸發結晶母液同時進行干燥，得到雜鹽；

(5)將步驟(4)的有機濃縮產水二經氧化去除廢水中的有機物后得到氧化出水，接著返回冷凍結晶系統循環再處理。

所述步驟(1)中含鹽廢水主要含有氯離子、硫酸根離子、鈉離子，以及少量的有機物、鉀離子、硝酸根離子，預處理過程為首先加入堿，去除廢水中的鈣、鎂離子，然后加入強酸，調節廢水pH值至5～7之間。

所述步驟(2)中濃縮分離的工作壓力為(10～30)bar，處理過程是截留分子量在200～400之間的有機物和二價離子，形成含有硫酸根離子和大分子有機物的濃水一，透過膜的氯離子及小分子有機物形成產水一。

所述步驟(3)中的氧化過程是通過加入強氧化劑，氧化分解去除產水一中的小分子有機物。

所述步驟(3)中的冷凍結晶過程是將常溫下的濃水一在0℃的條件下結晶得到十水硫酸鈉晶體，然后將該晶體在(35～50)℃的條件下失去結晶水，得到無水硫酸鈉，最后經干燥得到硫酸鈉產品。

所述步驟(4)中濃縮過程是在(15～40)bar操作壓力下，將冷凍結晶母液中的大分子有機物及一部分小分子有機物進行截留形成濃水，而鹽及另一部分的小分子有機物形成產水。

所述步驟(5)中的氧化是通過加入強氧化劑，將小分子有機物氧化降解，氧化后的產水中的殘余硫酸鈉進行結晶析出，資源化利用。

用于上述含鹽廢水中鹽的分離及結晶資源化工藝的專用設備，其特征在于：它包括預處理反應器、納濾單元、第一氧化反應器、蒸發結晶系統、第二氧化反應器、冷凍結晶系統、有機濃縮單元和鹽熔結晶系統；