一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：包括混盐废水储罐、调节罐、预处理装置、超声式蒸发结晶装置、冷凝处理装置及分盐装置。本发明专利技术还涉及一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐方法，步骤包括：1)高盐废水预处理；2)超声式蒸发结晶；3)蒸发冷凝水处理；4)分盐处理。本发明专利技术设计科学合理，工艺新颖，通过该系统及方法既可以实现高盐废水的回收利用，同时可以实现盐类资源回收。

A Sodium Chloride and Sodium Sulfate Ultrasound Evaporation Crystallization Salt Separation System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统及方法
本专利技术属于废水处理和蒸发结晶
，涉及高盐废水蒸发结晶分盐系统，特别涉及一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统及方法。
技术介绍
随着国家经济的发展，高盐有机废水的排放不仅严重的危害了环境，还对人类健康产生着很大的威胁。高盐废水不同于其他其他类型的废水，其中成分差异并不会太大，所含盐类物质主要为CI-、SO42-、Na+、Ca2+等盐分物质。在废水排放过程中，可对高盐废水中的盐分物质进行分盐提取。由于盐分及有机物含量较高，使得采用传统的废水处理技术很难对其取得满意的效果。因此，在水资源日渐短缺的今天，这类废水成为废水处理中的重点和难点。在目前的高盐有机废水处理工艺中，处理方法有焚烧法、电化学法、膜分离法、蒸发结晶法、离子交换法等。高盐有机废水处理的最有效途径是零排放的基础上实现其高效资源化利用。要实现废水的最终零排放，蒸发结晶法是不可取代的工艺，该方法能够同时实现盐类的资源化回收。蒸发结晶法处理高盐有机废水能够突破以往的废水处理技术，可使回收的物质更具有利用价值，实现废水资源化利用和零排放。超声波技术作为一种预处理手段加入到废水的处理过程中，有利于实现废水零排放，实现盐类的资源化回收，对于我国节能降耗及环境保护具有重要的研究意义。通过对公开专利文献的检索，并未发现与本专利申请相同的公开专利文献。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统及方法，通过该系统及方法既可以实现高盐废水的回收利用，同时可以实现盐类资源回收。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：包括混盐废水储罐、调节罐、预处理装置、超声式蒸发结晶装置、冷凝处理装置及分盐装置，所述预处理装置包括顿芬反应罐，所述混盐废水储罐、调节罐及顿芬反应罐依次通过管路连接；所述超声式蒸发结晶装置包括依次通过管路连接的预热器、进料泵、超声式蒸发结晶单元及冷凝器，所述冷凝处理装置包括依次通过管路连接的中间调节罐、电催化氧化罐、厌氧处理装置及生物沉淀池；所述分盐装置包括预冷装置、冷冻结晶器、第一分盐单元及第二分盐单元，所述第一分盐单元包括离心机、干燥器及第一收集罐，所述第二分盐单元包括综合母液罐、超声式蒸发结晶单元、增稠装置，所述第一分盐单元及第二分盐单元并联连接并共同连接至所述预冷装置及冷冻结晶器。而且，所述超声式蒸发结晶单元包括一效超声式蒸发结晶组件、二效超声式蒸发结晶组件及三效超声式蒸发结晶组件，所述一效超声式蒸发结晶组件、二效超声式蒸发结晶组件及三效超声式蒸发结晶组件均包括加热室、进料口、二次蒸汽出口、浓缩液出口、分离器、循环管及轴流泵，所述加热室内设置有超声换能器。而且，所述超声换能器包括第一超声换能器及第二超声换能器，分别位于所述加热室的顶端及底端。而且，所述分离器内设置有第三超声换能器。而且，所述第一超声换能器及第二超声换能器的功率为1.5KW。而且，所述第三超声换能器的功率为0.5KW。而且，所述预处理装置中还包括超声式降解槽，所述超声式降解槽连接至所述顿芬反应罐。而且，所述预热器包括第一预热器及第二预热器。而且，所述预冷装置为列管式冷却器。一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐方法，其特征在于：所述方法的步骤为：1)高盐废水预处理：a、混盐废水经管路进入调节罐，在调节罐内加入酸、碱药剂，使得混盐废水的PH保持中性或弱碱性；b、调节完PH后的混盐废水进入芬顿反应罐中，顿芬反应罐中的顿芬试剂将混盐废水中的有机质氧化分解，同时借助超声式降解槽进一步进行降解处理，协同处理后的混盐废水COD值维持在500～800ppm；2)超声式蒸发结晶：预处理后的混盐废水进入超声式蒸发结晶装置中，该装置是三效超声式强制循环蒸发装置，混盐废水经过一级预热器和二级预热器后，混盐废水接近沸点，进入一效超声式强制循环加热器中换热，达到沸点的混盐废水在一效超声式分离器中蒸发分离，产生的二次蒸汽作为二效超声式强制循环加热器的加热蒸汽，混盐废水依次经过二效和三效超声式强制循环加热器后，浓度达到过饱和状态后进入三效超声式结晶器，在三效超声式结晶器中浓盐水沉积结晶，形成含有晶浆的浓缩液，同时产生冷凝水；3)蒸发冷凝水处理：超声式蒸发结晶装置产生的冷凝水经过电催化氧化罐、厌氧装置、好氧装置和生物沉淀池的处理后，达到工业水排放的标准，此时冷凝水可排放或回收利用；4)分盐处理：含有晶浆的浓缩液经过预冷装置的冷却后，进入冷冻结晶器，在冷冻结晶器中由于氯化钠和硫酸钠的溶解度对温度的敏感性不同，冷冻液中结晶出大量的十水硫酸钠，冷冻液经过离心机脱水后，产生的盐分主要是十水硫酸钠，再经过干燥器去除结晶盐中水分和结晶水，得到无水硫酸钠；综合母液罐收集的母液经过超声式蒸发结晶装置的进一步蒸发浓缩后，打入增稠装置中养晶，待溶液大面积结晶后得到氯化钠晶体。本专利技术的优点和有益效果为：1、本专利技术的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，能够突破以往的废水处理技术，在零排放的基础上采用蒸发结晶法与超声波技术相结合，取代传统工艺，实现盐类的资源化回收和零排放，对于我国节能降耗及环境保护具有重要的研究意义。2、本专利技术的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，采用超声波技术，超声波可以充分打破混盐水中与盐分结合的杂质离子，通过超声式降解槽的协同作用，使其全部沉积到反应罐底部，有利于保持后期盐分的纯度；同时超声式降解槽还可以协助芬顿反应罐分解小分子的有机质，进一步去除药剂所不能絮凝沉淀的有机质，充分降低混盐水料液的COD值；3、本专利技术的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，采用超声式强制循环蒸发装置，使得混盐废水能够充分蒸发，其中第一超声换能器及第二超声换能器采用1.5KW，混盐废水在超声空化作用下，产生剧烈的扰动，甚至产生雾化现象，有利于提高换热系数，同时能够起到防止加热器结垢的有益效果；第三超声换能器采用0.5KW，不仅能够防止气液夹带污染二次蒸汽冷凝水，而且还能利于维持蒸发液面上部的稳定压力降，有着明显提高蒸发强度的有益效果。4、本专利技术的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐方法，通过协同处理装置和超声式蒸发结晶装置处理后的混盐水在经过冷冻结晶后产生的硫酸钠晶体纯度和白度达到工业盐一级标准，得到的氯化钠晶体纯度达到工业一级盐标准，能够有效提高企业效益。5、本专利技术工艺及装置具有结构设计合理，工艺过程新颖，处理方式独特，工业废水处理效率高，能够有利于实现废水零排放和盐类的资源化回收。附图说明图1为本专利技术超声式蒸发结晶的工艺流程图；图2为本专利技术分盐处理的工艺流程图；图3为本专利技术超声式蒸发结晶单元的结构示意图。附图标记说明1-混盐废水储罐、2-调节罐、3-芬顿反应罐、4-超声式降解槽、5-超声式蒸发结晶装置、6-中间调节罐、7-电催化氧化罐、8-厌氧装置、9-生物沉淀池、10-预冷装置、11-冷冻结晶器、12-离心机、13-干燥器、14-综合母液罐、15-增稠装置、16-一效超声式强制循环加热室、17-第三超声换能器、18-一效超声式分离器、19-二次蒸汽出口、20-二效超声式强制循环加热室、21-二效超声式分离器、22-三效超声式强制循环加热室、23-三效超声式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：包括混盐废水储罐、调节罐、预处理装置、超声式蒸发结晶装置、冷凝处理装置及分盐装置，所述预处理装置包括顿芬反应罐，所述混盐废水储罐、调节罐及顿芬反应罐依次通过管路连接；所述超声式蒸发结晶装置包括依次通过管路连接的预热器、进料泵、超声式蒸发结晶单元及冷凝器，所述冷凝处理装置包括依次通过管路连接的中间调节罐、电催化氧化罐、厌氧处理装置及生物沉淀池；所述分盐装置包括预冷装置、冷冻结晶器、第一分盐单元及第二分盐单元，所述第一分盐单元包括离心机、干燥器及第一收集罐，所述第二分盐单元包括综合母液罐、超声式蒸发结晶单元、增稠装置，所述第一分盐单元及第二分盐单元并联连接并共同连接至所述预冷装置及冷冻结晶器。

【技术特征摘要】
1.一种氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：包括混盐废水储罐、调节罐、预处理装置、超声式蒸发结晶装置、冷凝处理装置及分盐装置，所述预处理装置包括顿芬反应罐，所述混盐废水储罐、调节罐及顿芬反应罐依次通过管路连接；所述超声式蒸发结晶装置包括依次通过管路连接的预热器、进料泵、超声式蒸发结晶单元及冷凝器，所述冷凝处理装置包括依次通过管路连接的中间调节罐、电催化氧化罐、厌氧处理装置及生物沉淀池；所述分盐装置包括预冷装置、冷冻结晶器、第一分盐单元及第二分盐单元，所述第一分盐单元包括离心机、干燥器及第一收集罐，所述第二分盐单元包括综合母液罐、超声式蒸发结晶单元、增稠装置，所述第一分盐单元及第二分盐单元并联连接并共同连接至所述预冷装置及冷冻结晶器。2.根据权利要求1所述的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：所述超声式蒸发结晶单元包括一效超声式蒸发结晶组件、二效超声式蒸发结晶组件及三效超声式蒸发结晶组件，所述一效超声式蒸发结晶组件、二效超声式蒸发结晶组件及三效超声式蒸发结晶组件均包括加热室、进料口、二次蒸汽出口、浓缩液出口、分离器、循环管及轴流泵，所述加热室内设置有超声换能器。3.根据权利要求2所述的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：所述超声换能器包括第一超声换能器及第二超声换能器，分别位于所述加热室的顶端及底端。4.根据权利要求2所述的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：所述分离器内设置有第三超声换能器。5.根据权利要求3所述的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：所述第一超声换能器及第二超声换能器的功率为1.5KW。6.根据权利要求4所述的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：所述第三超声换能器的功率为0.5KW。7.根据权利要求1所述的氯化钠和硫酸钠超声式蒸发结晶分盐系统，其特征在于：所述预处理装置中还包括超声式降解槽，所述超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋继田，王业宁，周山林，苏杭，蔡开街，宋玉臣，冯永俠，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12