【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护领域，涉及一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法。
技术介绍
1、在化工/冶金工业生产或水处理过程中，硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等是常用的酸碱调整剂，由此产生了含有硫酸钠、硫酸钾的高盐废水。高盐废水是多个行业中常见的一种污染源，如果不经净化处理直接排放到自然环境中，会导致水体富营养化和土壤的盐度升高，破坏土壤结构，导致土壤板结，不利于动植物的生长，对环境造成污染。废水回用与“零排放”既是我国环保整体目标，更是工业在其持续发展过程中在防治污染和保护环境方面不可推卸的责任和任务。
2、目前，处理低镁硫比碱金属盐废水方法主要有化学沉淀法、蒸发结晶法、离子交换法和反渗透技术等。其中，化学沉淀法是一种较为常用的废水处理方法，但它只能去除废水中的一部分难溶解性杂质，无法实现废水中有价值物质的回收和资源化利用。蒸发结晶法可以回收废水中的盐分，但能耗高且成本昂贵，不适合大规模应用，并且蒸发结晶后产物为多种盐类混合物，分离难度大。离子交换法可以去除重金属，但对于碱金属的处理效果不佳且需要经常更换吸附树脂。反渗透技术能有效减少废水中的溶解盐排放，但投资高、运行成本高且膜的维护和更换费用昂贵。
3、专利cn11042695a公开了一种烟气脱硫废水的处理方法，对废水进行钙镁离子和重金属离子脱除，随后进行反硝化处理，再进行超滤和浓缩，再通过双极膜电渗析法处理得到碱性溶液和硫酸溶液。虽然可以得到稀硫酸和碱溶液，但是达到电渗析的溶液成分要求严格，前期预处理过程需要加入多种复合沉淀剂、复合絮凝剂以及超滤过程，一旦水
4、专利cn108483716a专利技术了一种硫酸镁废水资源化处理装置及方法，通过向硫酸镁废水中投加生石灰，形成钙离子回流的内循环体系，将硫酸镁以硫酸钙和氢氧化镁形式分类沉淀出来，达到资源化回收利用的目的。该方法虽然设置了部分可溶性钙溶液从循环过程流入深度脱盐过程，但多次循环运行后，体系内不断补充新的待处理废水，仍然存在系统涨水的隐患，同时可溶性钙溶液的减量又会导致资源回收率越来越低，导致系统无法长久运行。
技术实现思路
1、本专利技术提出的低镁硫比碱金属盐废水资源化处理方法采用了钙碱的两阶段中和反应，能够高效分离和回收废水中的镁、硫酸根和钾/钠离子。此外，通过稀硫酸酸化和后续反应，能循环回收废水中的硫酸根和镁，提高资源的利用效率。与传统方法相比，本文所提出的处理方法具有操作简便、经济环保、资源回收全面、易于实施的优势。本专利技术可以最大限度地减少废水对环境的污染，实现废水资源化处理的目标。
2、有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种低镁硫比碱金属盐废水资源化处理的方法，能循环回收废水中的硫酸根离子和镁离子，同时产出合格的石膏产品和氢氧化镁，实现废水的资源化处理。
3、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
4、一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，具体步骤如下：
5、(1)钙碱一段中和：向低镁硫比碱金属盐废水中加入钙碱物质进行一段中和反应，反应结束后进行固液分离，得到滤渣1和滤液1；
6、(2)钙碱二段中和：向所述滤液1中加入钙碱物质进行二段中和反应，反应结束后进行固液分离，得到滤渣2和滤液2；
7、(3)酸化分离：向所述滤渣1中加入稀硫酸，搅拌速度为200r/min，常温反应60～120min，反应结束后进行固液分离，得到硫酸镁溶液和滤渣3，所述滤渣3为硫酸钙；
8、(4)回收镁：将所述滤液2和步骤(3)所得硫酸镁溶液混合反应，搅拌速度为300～500rpm，室温下反应30～40min，反应结束后进行固液分离，得到氢氧化镁和滤液3，所述滤液3为硫酸盐溶液；
9、(5)纯化与洗涤：将所述滤渣2和所述滤渣3合并后，用所述滤液3进行常温纯化30min，所述纯化过程的搅拌速度为600～800r/min，固液分离后得到滤液4和固相，所述固相用纯水洗涤一次即得高质量石膏产品，纯水用量为固相湿重的30～50％，洗涤方式为过滤洗，洗水与滤液4合并作为回水使用。
10、进一步地，步骤(1)和步骤(2)所述钙碱为氧化钙、氢氧化钙或者以氧化钙或氢氧化钙为主要成分碱性物质，所述钙碱中的活性氧化钙质量分数不低于60％，所述钙碱的用量为所述低镁硫比碱金属盐废水中镁离子摩尔含量的1～1.2倍。
11、进一步地，步骤(1)所述低镁硫比碱金属盐废水，其来源包括但不限于烟气脱硫过程、和冶金工业废水的中和法、硫化法处理过程产生的低镁硫比碱金属盐废水，所述低镁硫比碱金属盐废水中镁硫摩尔比≤0.8，硫酸根浓度30～150g/l。
12、进一步地，步骤(1)所述钙碱一段中和反应终点的ph值为10～11。
13、进一步地，步骤(1)所述滤渣1是硫酸钙、氢氧化镁及未反应完全的钙碱的混合物；所属滤液1是镁离子浓度低于2mg/l的硫酸盐溶液。
14、进一步地，步骤(1)和步骤(2)所述的中和反应的搅拌速度为600～800r/min，室温下反应30～60min。
15、进一步地，步骤(2)所述的钙碱用量为所述低镁硫比碱金属盐废水中硫酸根摩尔量的0.9～1.1倍。
16、进一步地，所述滤渣2是硫酸钙及未反应完全的钙碱的混合物；所属滤液2是氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，所述滤液4与滤液2成分相同。
17、进一步地，步骤(3)所述稀硫酸浓度为5～10％，所述反应结束后酸化分离体系的ph值为5～7。
18、进一步地，步骤(5)所述洗涤过程纯水用量为固相湿重的30～50％，洗涤方式为过滤洗。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、本专利技术先利用钙碱回收低镁硫比碱金属盐废水中镁和硫酸根离子，利用所得滤渣酸化分离以及纯化洗涤过程进一步得到氢氧化镁和石膏产品，并产生氢氧化钠或氢氧化钾溶液可再次用于生产中。
21、1.本专利技术利用廉价钙碱处理低镁硫比碱金属盐废水，得到氢氧化镁、石膏产品及苛性钠/苛性钾溶液，实现了资源回收。
22、2.环保高效:该方法降低了废水排放对环境的影响，同时减少了处理成本。
23、3.本专利技术操作简单高效，可以大幅降低设备维护成本，延长设备使用寿命。
24、4.本专利技术实现了资源循环利用，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
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1.一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述钙碱为氧化钙、氢氧化钙或者以氧化钙或氢氧化钙为主要成分碱性物质，所述钙碱中的活性氧化钙质量分数不低于60％，所述钙碱的用量为所述低镁硫比碱金属盐废水中镁离子摩尔含量的1～1.2倍。
3.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述低镁硫比碱金属盐废水，其来源包括但不限于烟气脱硫过程、和冶金工业废水的中和法、硫化法处理过程产生的低镁硫比碱金属盐废水，所述低镁硫比碱金属盐废水中镁硫摩尔比≤0.8，硫酸根浓度30～150g/L。
4.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述钙碱一段中和反应终点的pH值为10～11。
5.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述滤渣1是硫酸钙、氢氧化镁及未反应完全的钙碱的混合物；所属滤液1是镁离
6.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述的中和反应的搅拌速度为600～800r/min，室温下反应30～60min。
7.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述的钙碱用量为所述低镁硫比碱金属盐废水中硫酸根摩尔量的0.9～1.1倍。
8.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，所述滤渣2是硫酸钙及未反应完全的钙碱的混合物；所属滤液2是氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，所述滤液4与滤液2成分相同。
9.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述稀硫酸浓度为5～10％，所述反应结束后酸化分离体系的pH值为5～7。
10.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(5)所述洗涤过程纯水用量为固相湿重的30～50％，洗涤方式为过滤洗。
...【技术特征摘要】
1.一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述钙碱为氧化钙、氢氧化钙或者以氧化钙或氢氧化钙为主要成分碱性物质，所述钙碱中的活性氧化钙质量分数不低于60％，所述钙碱的用量为所述低镁硫比碱金属盐废水中镁离子摩尔含量的1～1.2倍。
3.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述低镁硫比碱金属盐废水，其来源包括但不限于烟气脱硫过程、和冶金工业废水的中和法、硫化法处理过程产生的低镁硫比碱金属盐废水，所述低镁硫比碱金属盐废水中镁硫摩尔比≤0.8，硫酸根浓度30～150g/l。
4.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述钙碱一段中和反应终点的ph值为10～11。
5.根据权利要求1所述的一种低镁硫比碱金属盐废水资源化的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述滤渣1是硫酸钙、氢氧化镁及未反应完全的钙碱的混合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚静，杨洪英，佟琳琳，米天娇，邹明君，齐悦，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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