一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業(yè)級(jí)結(jié)晶鹽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理及資源化利用領(lǐng)域，尤其涉及一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業(yè)級(jí)結(jié)晶鹽的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來中國(guó)煤化工行業(yè)高速發(fā)展，由于煤化工屬于高耗水、高污染行業(yè)，國(guó)家環(huán)保部對(duì)煤化工廢水處理提出了嚴(yán)格的零排放要求。2015年以來國(guó)家推出的新環(huán)保法和多項(xiàng)水資源政策表明煤化工廢水處理將面臨更嚴(yán)格要求，在國(guó)家環(huán)保部嚴(yán)格要求、國(guó)家水資源嚴(yán)格管理和行業(yè)發(fā)展的矛盾下，煤化工濃鹽水處理刻不容緩。煤化工濃鹽水水質(zhì)復(fù)雜難處理，當(dāng)前處理成本高且技術(shù)不成熟，是制約煤化工行業(yè)發(fā)展的主要因素。
[0003]煤化工濃鹽水中鹽分主要來自于新鮮水、煤氣化過程中洗滌廢水和循環(huán)水排污水、回用水系統(tǒng)中投加的各種藥劑。濃鹽水中含大量難降解有機(jī)物和離子，C0D為500-5000mg/L，含鹽量高達(dá) 10000-100000mg/L，主要含 Na\ K\ Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、S042、Cl、N02、N03 等離子，其中 Na+的濃度達(dá)到 10000mg/L-60000mg/L，Cl 濃度可達(dá) lOOOOmg/L-50000mg/L，S042 濃度為 10000mg/L-50000mg/L。
[0004]煤化工濃鹽水常采用“膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶”技術(shù)進(jìn)行處理，膜濃縮工藝常采用反滲透膜，濃縮倍數(shù)為4倍左右，經(jīng)過反滲透膜后，濃鹽水的水量能夠減少70%，常用蒸發(fā)工藝為機(jī)械降膜蒸發(fā)MVR蒸發(fā)、兩效蒸發(fā)或多效蒸發(fā)工藝、經(jīng)過蒸發(fā)工藝后，濃鹽水水量減小70%送至結(jié)晶工藝，通過MVR蒸發(fā)結(jié)晶器、干化結(jié)晶與二效結(jié)晶器等結(jié)晶工藝制備結(jié)晶雜鹽。該結(jié)晶雜鹽包含有機(jī)物和氯鹽、硫酸鹽、硝酸鹽等多種雜鹽，該結(jié)晶雜鹽無(wú)可利用下游單位，在處理中費(fèi)用高昂且易發(fā)生淋溶和腐蝕固化物具有巨大環(huán)境隱患。
[0005]哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出《一種煤化工濃鹽水分離蒸發(fā)結(jié)晶制備工業(yè)鹽的方法》，專利號(hào):201410355554.3，該發(fā)明通過混凝沉淀、吹脫、超濾、納濾、活性炭、蒸發(fā)結(jié)晶工藝進(jìn)行煤化工濃鹽水工業(yè)鹽分離與資源化利用，然而該發(fā)明仍存在制備的工業(yè)鹽純度不高以及煤化工濃鹽水工業(yè)鹽分離時(shí)存在膜污染等不足。因此一種更加優(yōu)化的煤化工濃鹽水制備工業(yè)級(jí)氯化鈉的方法有待研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有煤化工濃鹽水制備工業(yè)級(jí)氯化鈉的方法存在的制備的工業(yè)鹽純度不高以及煤化工濃鹽水工業(yè)鹽分離時(shí)存在膜污染的問題，而提供一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業(yè)級(jí)結(jié)晶鹽的方法。
[0007]本發(fā)明的一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業(yè)級(jí)結(jié)晶鹽的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0008]—、調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值:將煤化工濃鹽水原水通入調(diào)節(jié)池，向調(diào)節(jié)池中加入NaOH使調(diào)節(jié)池出水pH值為9?10，完成pH值調(diào)節(jié)，得到pH值為9?10的煤化工濃鹽水；
[0009]二、純化工藝:向步驟一得到的pH值為9?10的煤化工濃鹽水中加入氧化鈣、鎂劑、碳酸鈉、混凝劑和助凝劑，去除煤化工濃鹽水中的重金屬和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅濃度小于15mg/L ;所述的氧化鈣的投加量為2000mg/L ;所述的碳酸鈉投加量為2500mg/L ;所述的混凝劑投加量為50mg/L?100mg/L ;所述的助凝劑投加量為0.5mg/L ;所述的鎂劑與煤化工濃鹽水中Si032的質(zhì)量比為12:1 ;
[0010]三、多介質(zhì)過濾:將步驟二的出水栗入多介質(zhì)過濾器中去除煤化工濃鹽水中的大顆粒物質(zhì)、膠體和懸浮物至步驟三出水濁度0.1NTU ;
[0011 ] 四、離子樹脂軟化:將步驟三的出水栗入離子樹脂交換裝置中，通過離子樹脂官能團(tuán)置換煤化工濃鹽水中鈣鎂離子去除煤化工濃鹽水中硬度至出水硬度小于2mg/L ;
[0012]五、吹脫工藝:將步驟四的出水進(jìn)入載有填料的吹脫裝置中，并向吹脫裝置中投加鹽酸調(diào)節(jié)pH值至小于等于4.3，去除煤化工濃鹽水的堿度；
[0013]六、納濾分離工藝:將步驟五的出水栗入納濾系統(tǒng)進(jìn)行納濾處理，通過納濾膜上膜孔與帶負(fù)電的膜表面截留有機(jī)物與多價(jià)鹽離子；
[0014]七、高級(jí)氧化工藝:將步驟六的出水栗入高級(jí)氧化系統(tǒng)進(jìn)行高級(jí)氧化，對(duì)煤化工濃鹽水中小分子有機(jī)物進(jìn)行氧化去除至出水C0D小于50mg/L ;所述的高級(jí)氧化系統(tǒng)由裝載催化劑的非納米溶解氧的一級(jí)臭氧催化氧化工藝和裝載催化劑的納米微溶氧的二級(jí)臭氧催化氧化工藝組成，所述的高級(jí)氧化具體過程為:納濾出水先進(jìn)入一級(jí)臭氧催化氧化工藝處理段，其中臭氧投加量120mg/L，再通過納米溶氣栗進(jìn)入二級(jí)臭氧催化氧化工藝處理段，其中臭氧溶氣量為30% ;
[0015]八、陰離子樹脂工藝:將步驟七的出水栗入陰離子樹脂交換床，通過陰離子交換床的陰離子官能團(tuán)上的氯離子與煤化工濃鹽水中的多價(jià)陰離子進(jìn)行吸附交換至出水多價(jià)陰離子濃度減少60%?90% ；
[0016]九、蒸發(fā)結(jié)晶工藝:將步驟八的出水栗入蒸發(fā)器中，使步驟八出水中的含鹽量蒸發(fā)濃縮至200000mg/L，然后進(jìn)入結(jié)晶器中進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶工藝，得到工業(yè)級(jí)結(jié)晶鹽；所述的蒸發(fā)結(jié)晶工藝過程為:①當(dāng)步驟八的出水中勵(lì)3_離子的濃度低于1000mg/L，采用I效結(jié)晶器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，I效結(jié)晶器溫度為75°C?135°C，得到工業(yè)級(jí)氯化鈉；②當(dāng)步驟八的出水中勵(lì)3_離子的濃度大于1000mg/L時(shí)，采用II效結(jié)晶器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，其中I效結(jié)晶器溫度為75°C?135°C，得到工業(yè)級(jí)氯化鈉，II效結(jié)晶器溫度為30?40°C，得到工業(yè)級(jí)硝酸鈉。
[0017]本發(fā)明有益效果
[0018]本發(fā)明基于哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出《一種煤化工濃鹽水分離蒸發(fā)結(jié)晶制備工業(yè)鹽的方法》制備工業(yè)鹽的基礎(chǔ)上，針對(duì)提高工業(yè)鹽純度、減輕煤化工濃鹽水工業(yè)鹽分離膜污染、優(yōu)化工業(yè)鹽分離各單元運(yùn)行穩(wěn)定性提出了一種煤化工濃鹽水制備高純度工業(yè)級(jí)氯化鈉的方法。
[0019]本發(fā)明方法應(yīng)用多種膜組合工藝有效進(jìn)行鹽的分離，使經(jīng)過技術(shù)處理過的單價(jià)鹽為主要濃鹽水成分，通過再濃縮減小煤化工濃鹽水處理蒸發(fā)水量，實(shí)現(xiàn)煤化工濃鹽水制備高純度工業(yè)級(jí)氯化鈉及資源化利用的目標(biāo)。本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1.應(yīng)用離子交換樹脂工藝降低濃鹽水朗格利爾系數(shù)LSI，為納濾分離工藝提供優(yōu)良進(jìn)水水質(zhì)，控制由鹽沉積結(jié)垢帶來的納濾膜表面無(wú)機(jī)污染。
[0021]2.應(yīng)用納濾分離工藝對(duì)煤化工濃鹽水中難降解小分子有機(jī)物和多價(jià)鹽離子與單價(jià)鹽離子的分離，提純煤化工濃鹽水中可資源化回收利用的單價(jià)鹽，保證蒸發(fā)結(jié)晶出工業(yè)級(jí)氯化鈉。
[0022]2.應(yīng)用高級(jí)氧化工藝進(jìn)一步去除透過納濾分離工藝的小分子有機(jī)物，控制C0D在50mg/L之內(nèi)，在提高蒸發(fā)結(jié)晶工藝中制備工業(yè)級(jí)氯化鈉結(jié)晶鹽純度的同時(shí)保證后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶工藝穩(wěn)定運(yùn)行。
[0023]3.應(yīng)用陰離子交換樹脂工藝降低濃鹽水中透過前段工藝的多價(jià)鹽離子，提高氯化鈉在濃鹽水中的濃度比，有效優(yōu)化蒸發(fā)結(jié)晶工藝中工業(yè)級(jí)氯化鈉純度，使工業(yè)級(jí)氯化鈉純度達(dá)到93%以上。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業(yè)級(jí)結(jié)晶鹽的方法按以下步驟進(jìn)行:
[0026]—、調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH值:將煤化工濃鹽水原水通入調(diào)節(jié)池，向調(diào)節(jié)池中加入NaOH使調(diào)節(jié)池出水pH值為9?10，完成pH值調(diào)節(jié)，得到pH值為9?10的煤化工濃鹽水；
[0027]二、純化工藝:向步驟一得到的pH值為9?10的煤化工濃鹽水中加入氧化鈣、鎂劑、碳酸鈉、混凝劑和助凝劑，去除煤化工濃鹽水中的重金屬和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅濃度小于15mg/L ;所述的氧化鈣的投加量為2000mg/L ;所述的碳酸鈉投加量為2500mg/L ;所述的混凝劑投加量為50mg/L?100mg/L ;所述的助凝劑投加量為0.5mg/L ;所述的鎂劑與煤化工濃鹽水中Si032的質(zhì)量比為12:1