一种三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法技术

本发明专利技术公开了一种三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法，该方法具有工艺流程简单、稳定性强、产品纯度高、能耗低等优点。本发明专利技术的方法，包括以下步骤：一循环——硫酸钠结晶循环；二循环——氯化钠结晶循环；三循环——氯化钠同离子循环。

【技术实现步骤摘要】
一种三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法
本专利技术涉及一种废水处理方法，更具体地说涉及一种三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法。
技术介绍
高盐废水来源广泛，主要集中在煤化工、电力、炼油、化工、冶金、造纸、制药、农药、精细化工等行业，以及废水零排放废水处理过程。现代工业技术的发展，高盐废水量迅速增长，给当前的废水处理与回收利用技术带来了巨大挑战。高盐废水含有多种物质，包括有机物、无机盐、油、有机重金属和放射性物质等，由于含盐量高导致菌种难以生存，因此难以用生化法进行处理，因此是国际公认的难处理的废水之一，与普通废水相比对环境有更大的危害性。而在工业生产中，硫酸钠和氯化钠的混合废水是较为常见的一种废水，由于“三废”治理的要求，原先只需将废水浓缩至固体渣即可，这些固体渣被作为“固废”进行排放。而目前浓缩至固体渣的“固废”已是治理废水所不能允许的，“固废”所产生的对环境的污染不容小觑，因此“固废”现已经被称为“危废”，这一名称的变化即反映了在治理废水的过程中，必须把有用的物质提取出来，进行再利用，实现资源化。减少“危废”量，这就要求在废水浓缩过程中，同时做到多种物质的分离和提纯。目前，蒸发脱盐法是处理高盐废水最为常用的方法，其基本流程为高盐废水经蒸发浓缩后送入蒸发塘蒸发或者蒸发结晶器蒸发，产生的固体进行填埋。该法技术成熟、可处理废水范围广、处理速度快。但是，该法没有对硫酸钠和氯化钠进行分级处理，得到的是成分复杂的固体杂盐，含有有毒有害物质，只能作为危废进行处理。这样不但易造成环境二次污染，还给企业造成高额的危废处置费用。同时，可以作为下游氯碱等行业原料的硫酸钠、氯化钠由于变成了混合物而无法被加以利用，也造成了资源的浪费。近年来，为了充分利用高盐废水中的可利用资源，提取高纯度硫酸钠和氯化钠，研究人员进行了大量工作，但现有技术仍存在以下问题：1、如专利号为CN201510054597.2的中国专利公开了一种高盐废水的回收处理方法，其通过一次蒸发结晶、冷却析晶、二次蒸发结晶回收硫酸钠和氯化钠，且冷却结晶提取的芒硝需要再次溶解进入一次蒸发结晶系统以保持系统在硫酸钠结晶区，存在着工艺流程复杂、稳定性差的问题；2、如申请号为CN201711122193.8人中国专利公开了一种高盐废水的回收方法及高盐废水回收系统，通过加入沉淀剂(如氯化钙、氯化钡等)引入了新杂质，造成氯化钠产品纯度降低，存在着产品纯度低的问题；3、如申请号为CN201810344100.4的中国专利公开了一种高盐废水的零排放处理工艺，全过程采取热浓缩，存在着能耗较高的不足。
技术实现思路
本专利技术解决含硫酸钠和氯化钠的混合废水处理工艺存在的工艺流程复杂、稳定性差、产品纯度低、能耗高等问题，提供一种三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法，该方法具有工艺流程简单、稳定性强、产品纯度高、能耗低等优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术的三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法，包括以下步骤：1)一循环——硫酸钠结晶循环A、硫酸钠和氯化钠的混合废水进入贮罐1，加入氯化钠提供钠的同离子，使溶液中氯化钠质量百分浓度达到17％以上，加速硫酸钠过饱和析出晶体，混合液进入离心机1进行固液分离；B、分离后的溶液进入贮罐2后，再进入到加热器及蒸发器中进行浓缩；C、浓缩后的混合液进入贮罐3，再返回至贮罐1，作为纳离子的同离子源与新加入的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解形成新的废水溶液，即浓缩后的混合液提供的同离子，与贮罐1原废水混合，使得硫酸钠过饱和，又析出新硫酸钠；2)二循环——氯化钠结晶循环A、重复一循环中上述步骤，直到硫酸钠被全部析出，得到氯化钠纯溶液；B、用离心机1进行分离，分离出的氯化钠溶液进入加热器及蒸发器中浓缩，直到氯化钠溶液达到饱和并析出氯化钠晶体，送至离心机2进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液；C、重复二循环中的上述步骤，使氯化钠结晶分离；3)三循环——氯化钠同离子循环A、将二循环步骤中离心机2的氯化钠饱和溶液作为钠的同离子加入到贮罐1中；B、与下一批次硫酸钠和氯化钠的混合废水混合，使混合废水中的氯化钠浓度达到浓度进行新一轮循环处理。本专利技术上述的方法，其进一步的技术方案是所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的硫酸钠的浓度为100mg/L-200000mg/L，氯化钠的浓度为100mg/L-200000mg/L。更进一步的技术方案是所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的浊度为0.1～200NTU，pH值为6-9，COD不大于10000mg/L。本专利技术上述的方法，其再进一步的技术方案还可以是所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的进水流量为10L/h～8t/h。本专利技术上述的方法，其再进一步的技术方案还可以是所述的储罐1中的水力停留时间为1h-10h，温度控制在25℃～95℃；储罐2中的水力停留时间为1h-10h，温度控制在25℃～95℃；储罐3中的水力停留时间为1h-10h，温度控制在25℃～95℃。储罐都设有补充加热的电热设备。本专利技术上述的方法，其再进一步的技术方案还可以是所述的加热器通入的蒸汽为温度为100℃-300℃、压力为0.002MPa～3Mpa，加热器的温度为30℃～200℃。本专利技术上述的方法，其再进一步的技术方案还可以是所述的离心机1和离心机2的转速为1000r/min-5000r/min。本专利技术上述的方法，其再进一步的技术方案还可以是方法中所使用的装置及设备的内壁材料为PE硬塑材料、铁、不锈钢材料、钛材、石墨、聚四氟乙烯、钛合金、特种陶瓷中的一种或者组合。本专利技术上述的方法，其再进一步的技术方案还可以是所述的蒸发器内形成的水幕采用疏水性多孔纤维材料，孔径在0.1nm～1cm。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术的方法能够有效分离废水中的硫酸钠与氯化钠；回收得到的高纯度硫酸钠和氯化钠能够满足工业级产品的质量要求，可以直接作为工业产品的使用和出售；能够得到工业级别的氯化钠，可供重复利用；采用前储罐辅助加温，后蒸发器蒸发浓缩，能够有效加快蒸发速度，降低蒸发成本；能够通过净化获得较为纯净的水，可供稀释用水或冷却用水使用，环保无污染；工艺条件简单稳定，便于工业化推广。附图说明图1为本专利技术的处理方法工艺流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，但是本专利技术的范围不限于所给出的实施例。实施例中三循环同步去除水中硫酸钠和氯化钠的方法按照如下步骤进行：1)一循环——硫酸钠结晶循环A、含硫酸钠和氯化钠的混合废水(原水应控制浊度为0.1～200NTU，pH值为6～9，硫酸钠的浓度为100mg/L～200000mg/L，原水中的氯化钠的浓度为100mg/L～200000mg/L，COD不大于10000mg/L)以2m3/h的流量进入内壁材料为聚四氟乙烯的储罐1；混合废水在储罐1中水力停留时间为2.0h，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)一循环——硫酸钠结晶循环/nA、硫酸钠和氯化钠的混合废水进入贮罐1，加入氯化钠提供钠的同离子，使溶液中氯化钠质量百分浓度达到17％以上，加速硫酸钠过饱和析出晶体，混合液进入离心机1进行固液分离；/nB、分离后的溶液进入贮罐2后，再进入到加热器及蒸发器中进行浓缩；/nC、浓缩后的混合液进入贮罐3，再返回至贮罐1，作为纳离子的同离子源与新加入的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解形成新的废水溶液，即浓缩后的混合液提供的同离子，与贮罐1原废水混合，使得硫酸钠过饱和，又析出新硫酸钠；/n2)二循环——氯化钠结晶循环/nA、重复一循环中上述步骤，直到硫酸钠被全部析出，得到氯化钠纯溶液；/nB、用离心机1进行分离，分离出的氯化钠溶液进入加热器及蒸发器中浓缩，直到氯化钠溶液达到饱和并析出氯化钠晶体，送至离心机2进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液；/nC、重复二循环中的上述步骤，使氯化钠结晶分离；/n3)三循环——氯化钠同离子循环/nA、将二循环步骤中离心机2的氯化钠饱和溶液作为钠的同离子加入到贮罐1中；/nB、与下一批次硫酸钠和氯化钠的混合废水混合，使混合废水中的氯化钠浓度达到浓度进行新一轮循环处理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三循环同步去除废水中硫酸钠和氯化钠的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)一循环——硫酸钠结晶循环
A、硫酸钠和氯化钠的混合废水进入贮罐1，加入氯化钠提供钠的同离子，使溶液中氯化钠质量百分浓度达到17％以上，加速硫酸钠过饱和析出晶体，混合液进入离心机1进行固液分离；
B、分离后的溶液进入贮罐2后，再进入到加热器及蒸发器中进行浓缩；
C、浓缩后的混合液进入贮罐3，再返回至贮罐1，作为纳离子的同离子源与新加入的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解形成新的废水溶液，即浓缩后的混合液提供的同离子，与贮罐1原废水混合，使得硫酸钠过饱和，又析出新硫酸钠；
2)二循环——氯化钠结晶循环
A、重复一循环中上述步骤，直到硫酸钠被全部析出，得到氯化钠纯溶液；
B、用离心机1进行分离，分离出的氯化钠溶液进入加热器及蒸发器中浓缩，直到氯化钠溶液达到饱和并析出氯化钠晶体，送至离心机2进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液；
C、重复二循环中的上述步骤，使氯化钠结晶分离；
3)三循环——氯化钠同离子循环
A、将二循环步骤中离心机2的氯化钠饱和溶液作为钠的同离子加入到贮罐1中；
B、与下一批次硫酸钠和氯化钠的混合废水混合，使混合废水中的氯化钠浓度达到浓度进行新一轮循环处理。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的硫酸钠的浓度为100mg/L-200...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅凯，瞿超，胡继中，孙永军，肖雪峰，程松，
申请(专利权)人：江苏江中纪元科技有限公司，南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32