[發明專利]二氧化硅酸沉淀工藝中含二氧化硅高鹽廢水的處理裝置及工藝

有效

• 申請號: 201910197604.2
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109836005B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 范安林;楊樹林;楊家富;孫艷萍
• 申請（專利權）人: 金能科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/00
• 分類號: C02F9/00;C02F1/04;C02F1/38
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;劉鑫

本發明提供了一種二氧化硅酸沉淀工藝中含二氧化硅高鹽廢水的處理裝置及工藝。該處理裝置包括預處理單元、預濃縮單元、兩效蒸發單元、MVR蒸發結晶單元和干燥單元，各單元依次相連接；預處理單元包括沉降槽；預濃縮單元包括蒸發冷；兩效蒸發單元包括一效分離器、一效加熱器、二效分離器、二效加熱器和壓濾機；MVR蒸發結晶單元包括MVR加熱器、MVR分離器、MVR壓縮機、MVR稠厚器和MVR離心機；干燥單元包括干燥機。該工藝產生的冷凝水作為生產用水回用，產生的二氧化硅沉淀物作為水合二氧化硅產品外賣，產生的無水硫酸鈉可作為化工產品外賣，過程中無廢水、固廢等廢棄物產生；實現廢水的零排放，使傳統酸沉淀工藝轉變成清潔工藝。

技術領域

本發明屬于污水處理領域，具體涉及白炭黑和硅膠等水合二氧化硅產品酸沉淀法生產過程中產生的含二氧化硅高鹽廢水的處理裝置及工藝。

背景技術

白炭黑和硅膠等水合二氧化硅產品是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產品的總稱，主要成分為二氧化硅。

目前，國內外白炭黑和硅膠等水合二氧化硅產品生產方法主要是氣相法和沉淀法。而沉淀法國內主要使用硫酸沉淀法，國內現有白炭黑裝置采用硅酸鈉酸化法(又名沉淀法)制取白炭黑，采用硅酸鈉與硫酸進行反應，生成二氧化硅與硫酸鈉，然后過濾并用洗滌水多次反復清洗，脫除掉硫酸鈉后，剩余物料經液化、干燥后得到產品。過濾、清洗工序分別會有過濾廢水(反應母液)和洗滌廢水產生，白炭黑裝置工藝廢水即由此產生。

由于白炭黑生產采用的原料潔凈度高，且生產過程完全為無機反應，無副反應產生，生產過程中僅產生二氧化硅和硫酸鈉，因此工藝廢水水質較好，COD一般在50mg/L以下，其主要污染物為全鹽量(硫酸鈉)；該工藝廢水主要指標如下表1所示。

表1

從表1數據中可以看出該廢水中除硫酸鈉之外，硅含量高居首位。

目前對該廢水的處理多以藥劑除硅+膜過濾+蒸發的方式進行處理，但在運行過程中存在藥劑使用成本高、產生固廢量大、膜表面和蒸發換熱器與廢水接觸面結垢等問題，這些問題增加設備投資和運行成本進而阻礙了含二氧化硅高鹽水處理的進展。

發明內容

基于現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種SiO₂酸沉淀工藝中含二氧化硅高鹽廢水的處理裝置；本發明的目的還在于提供一種SiO₂酸沉淀工藝中含二氧化硅高鹽廢水的處理工藝；利用該處理裝置及其工藝能夠解決傳統工藝對白炭黑和硅膠等水合二氧化硅產品硫酸沉淀法生產過程中產生的含二氧化硅高鹽廢水處理過程中固廢產生量大、運行成本高、設備結垢的瓶頸的問題，真正實現含二氧化硅高鹽廢水的零排放，使水合二氧化硅的硫酸沉淀法工藝轉變成清潔生產工藝。

本發明的目的通過以下技術方案得以實現：

一方面，本發明提供一種SiO₂酸沉淀工藝中含二氧化硅高鹽廢水的處理裝置，該處理裝置包括預處理單元、預濃縮單元、兩效蒸發單元、MVR蒸發結晶單元和干燥單元，各單元依次相連接；

所述預處理單元包括沉降槽，用于初步分離回收廢水中的二氧化硅；

所述預濃縮單元包括蒸發冷，用于廢水的水分的部分蒸發實現初步預濃縮；

所述兩效蒸發單元包括一效分離器、一效加熱器、二效分離器、二效加熱器和壓濾機；

所述一效加熱器與所述一效分離器相循環連通，所述一效加熱器中設置有與外界熱源相連通的第一換熱管道，所述第一換熱管道設置有進出口；所述一效分離器設置有第一氣體出口、第一液體入口和第一液體出口；所述蒸發冷與所述第一液體入口相連通；