一种工业高浓盐水的资源化处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，主要包括硫酸钾固体的制取、氯化钠回收、以及水回收技术。首先经过离子交换树脂装置，将废水中的硫酸钠转化成氯化钠，再通过反渗透膜浓缩后，透过液可回用于生产线，截留液为氯化钠浓液，可直接作为化盐水回用；然后使用氯化钾溶液对离子交换树脂进行再生，再生出水为高浓度硫酸钾溶液，含少量氯化钾，再生出水可直接使用蒸发结晶，获得硫酸钾固体，结晶母液中的氯化钾可回用于再生液。与现有技术相比，本发明专利技术在实现水和氯化钠回用的同时，可以获得高回收价值硫酸钾固体，而非硫酸钠固体，整个工艺最大限度的实现资源回收，是一种更具经济效益的硫酸钠废水资源化利用技术。

【技术实现步骤摘要】
一种工业高浓盐水的资源化处理工艺
本专利技术涉及污水处理领域，尤其是涉及一种工业高浓盐水的资源化处理工艺。
技术介绍
硫酸钠是化工行业所必须的基础化工原料，通常用于洗涤、漂染、造纸、玻璃、皮革、合成纤维、油墨、橡胶、有机化工等行业。硫酸钠在工业上的普遍使用，造成大量含硫酸钠废水，如纺织行业的印染废水、粘胶废水、造纸废水等。另外，火电厂、煤化工废水中也含有高浓度的硫酸钠。废水中的硫酸钠不仅不能被传统生化系统降解，还会影响微生物的生长繁殖，高浓度甚至会杀死生化系统中的微生物。硫酸钠排放入自然环境中，造成的危害主要有：在水量充足区域，自然水体还可起到一定稀释作用，但是在水量少、干旱区域，硫酸钠渗入地下长期积累，会造成土地盐碱化，并使地下水源中SO42-含量逐年增加。高浓度的硫酸钠排入自然水体中，可直接造成水体鱼类、藻类死亡。因此，有必要将硫酸钠废水中的硫酸钠加以回收。目前，硫酸钠废水或含硫酸钠废水通常的回收方法是将该废水预处理(除杂、有机物、硬度等)、分盐、膜浓缩、蒸发/冷冻、结晶、离心脱水等一系列工序，制取元明粉，以及氯化钠等结晶盐。然而，硫酸钠是一种天然盐资源以及许多化学加工副产品，来源丰富，使其价格低廉，回收经济价值较低。并且，煤化工、火电厂等行业废水中回收的硫酸钠，一般都含有杂盐，如氯化钠，混盐不能作为工业盐回用，只能作为固体废弃物处置。硫酸钾既是一种重要的化工原料，又是一种重要的化肥，不仅在医药、染料、建材等工业领域中有广泛的用途，而且在农业生产中被当作重要的无氯钾肥来施用，用量大而经济价值高。钾肥是种植许多经济作物时必不可少的一种肥料，而硫酸钾又是喜钾忌氯作物的一种高效专用品种，特别适用于种植烟草、柑桔、葡萄、西瓜、茶叶、亚麻等经济作物。此外，硫也是植物必不可少的营养成份之一。硫的存在能促进植物的新陈代谢，有助于蛋白质和叶绿素的生成，促进养分的吸收。除以上特点外，硫酸钾的低盐性可以阻止土壤的盐碱化作用，这也是其突出优点之一。硫酸钾肥的售价也一直居高不下，可达每吨2900元左右，是一种抢手的化工产品。中国专利CN104876248A公布了一种制备硫酸钾并联产氯化铵的方法，属于化工
以氯化钾和硫酸铵为原料，以硫酸型的萃淋树脂或以硫酸型的苯乙烯系阴离子交换树脂为离子交换剂，依次将氯化钾溶液和硫酸铵溶液通过离子交换柱，分别得到硫酸钾溶液和氯化铵溶液，经蒸发结晶得到硫酸钾产品和氯化铵副产品。离子交换过程中，硫酸型树脂与氯型树脂相互转化，可重复利用，蒸发液晶后的母液也可回收使用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了消除现有传统零排放技术中硫酸钠回收价值低或无回收价值的缺陷，提供一种更具经济效益的工业高浓盐水的资源化处理工艺。一般工业生产过程中产生的高盐废水中主要含硫酸钠、氯化钠，另外还含有其他少量或微量物质，如钾离子、钙离子、镁离子、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根等。本专利技术消除了现有传统零排放技术中硫酸钠回收价值低或无回收价值的缺陷，本专利技术的工艺能够将硫酸钠或含硫酸钠废水中的硫酸钠转化成硫酸钾，通过蒸发结晶获得回收价值更高的硫酸钾固体。硫酸钾是目前市场上十分抢手的一种无氯钾肥，与元明粉相比，产品需求量大而需求广，经济价值高且销售渠道通畅，能获得显著的经济效益。另外，本专利技术提供的新型资源化综合处理工艺还可获得高品质的回用水以及氯化钠浓盐水或氯化钠固体(根据实际需要进行选择)。本专利技术在解决废水带来的污染问题，缓解企业的用水紧张和环保压力的同时，能够为企业带来显著的经济效益，最大限度的实现废物资源化综合利用。本专利技术采用阴离子交换树脂将废水中的硫酸钠转换成硫酸钾，通过阴离子交换树脂的吸附与再生过程，分别得到硫酸钾溶液和氯化钠溶液，硫酸钾溶液经过蒸发结晶获得高纯度的硫酸钾固体(纯度≥95％)，氯化钠溶液通过膜浓缩成浓盐水，或继续蒸发结晶获得高纯度的氯化钠固体(纯度≥99％)。膜浓缩系统的透过液可直接回用于车间生产线。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，所述工业高浓盐水为含硫酸钠工业废水，所述处理工艺包括：将工业高浓盐水通过氯型阴离子交换树脂，硫酸根离子吸附到树脂上，置换出氯离子，得到氯化钠废水，氯化钠废水通过反渗透膜浓缩，得到截留液和透过液，截留液为氯化钠浓盐水，透过液为回用水；或，氯化钠废水先使用纳滤膜分离废水中的硫酸根和氯离子，将废水中氯化钠纯度提高后，再通过反渗透膜浓缩，废水中的硫酸钠回流与阴离子交换树脂进水混合。使用氯化钾对吸附饱和的树脂进行再生，得到硫酸钾溶液，硫酸钾溶液蒸发结晶得到硫酸钾晶体。进一步地，根据废水中悬浮物浓度来判断所述工业高浓盐水通过氯型阴离子交换树脂前是否需要进行预处理。若工业高浓盐水中悬浮物浓度高于15mg/L时，工业高浓盐水先经过预处理后再通过氯型阴离子交换树脂，预处理使得工业高浓盐水中悬浮物浓度小于5mg/L。若废水中悬浮物浓度为5-15mg/L范围时，可以做预处理，也可以不做预处理。如果不做预处理，树脂反洗频率会高一些，并会缩短树脂的使用寿命。若废水中悬浮物浓度低于5mg/L时，可不进行预处理，直接通过氯型阴离子交换树脂。进一步地，一般使用的预处理方法，根据废水中悬浮物浓度，选择混凝沉淀、混凝气浮、过滤等不同技术手段或组合技术。当悬浮物浓度低于150mg/L时，预处理采用膜过滤技术，预处理后使得工业高浓盐水中悬浮物浓度小于5.0mg/L。当悬浮物浓度大于150mg/L时，根据物料性质，采用混凝沉淀或者混凝气浮，或者两者组合，去除大部分悬浮物后，再采用膜过滤技术。当废水混凝后形成的絮体比重明显大于1时，选用沉淀法；当废水混凝后行成的絮体比重小于1或接近1时，选择气浮法。若废水先经过混凝沉淀处理后，出水仍漂浮细小絮体或浮渣，可选择混凝气浮进一步处理。经过上述组合技术的预处理，使得工业高浓盐水中的悬浮物浓度小于5.0mg/L。所述工业高浓盐水(即硫酸钠废水或含硫酸钠废水)进行预处理的目的在于：除去废水中对阴离子交换树脂的运行使用和寿命造成影响的杂质，如废水中存在的悬浮物，微细颗粒物等，这些杂质容易造成阴离子交换树脂柱堵塞，进而影响阴离子交换树脂柱的正常运行。进一步地，本专利技术对阴离子交换树脂转型得到氯型阴离子交换树脂，具体方法为：先通过酸洗或碱洗去除填充阴离子交换树脂柱内杂质，同时对阴离子交换树脂进行预处理，预处理方法为：先使用氢氧化钠溶液进行冲洗，冲洗完成后再使用纯水冲洗至中性(冲洗过程可加入适量盐酸发生酸碱中和作用，减少冲洗时间和冲洗水量)，即完成预处理步骤；然后使用盐酸溶液或氯化钠溶液对阴离子交换树脂进行转型可获得氯型阴离子交换树脂。本专利技术的优势在于：一方面，采用阴离子交换树脂工作交换容量不受废水中阳离子(Ca2+、Mg2+、少量重金属离子)的影响，废水无需进行除硬预处理；另一方面，使用阴离子交换树脂，将废水中SO42-吸附后，出水中主要含Cl-，而SO42-含量很低，再进行膜浓缩时，亦无需再进行硬度去除，即可有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，其特征在于，/n所述工业高浓盐水为含硫酸钠工业废水，/n所述处理工艺包括：/n将工业高浓盐水通过氯型阴离子交换树脂，硫酸根离子吸附到树脂上，置换出氯离子，得到氯化钠废水，/n使用氯化钾对吸附饱和的树脂进行再生，得到硫酸钾溶液，硫酸钾溶液蒸发结晶得到硫酸钾晶体。/n

【技术特征摘要】
1.一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，其特征在于，
所述工业高浓盐水为含硫酸钠工业废水，
所述处理工艺包括：
将工业高浓盐水通过氯型阴离子交换树脂，硫酸根离子吸附到树脂上，置换出氯离子，得到氯化钠废水，
使用氯化钾对吸附饱和的树脂进行再生，得到硫酸钾溶液，硫酸钾溶液蒸发结晶得到硫酸钾晶体。


2.根据权利要求1所述的一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，其特征在于，若工业高浓盐水中悬浮物浓度高于15mg/L时，工业高浓盐水先经过预处理后再通过氯型阴离子交换树脂，预处理使得工业高浓盐水中悬浮物浓度小于5.0mg/L。


3.根据权利要求1所述的一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，其特征在于，对阴离子交换树脂转型得到氯型阴离子交换树脂，具体方法为：
使用盐酸溶液或氯化钠溶液对阴离子交换树脂进行转型获得氯型阴离子交换树脂。


4.根据权利要求1所述的一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，其特征在于，工业高浓盐水通过氯型阴离子交换树脂，获得极低或较低硫酸根浓度的出水；
树脂吸附饱和后，使用一定浓度的氯化钾再生液进行再生，得到硫酸钾溶液，再生完成后，使用纯水冲洗树脂柱，降低树脂柱中氯化钾浓度，冲洗完成后再用于吸附工业高浓盐水中硫酸根，以此循环。


5.根据权利要求1所述的一种工业高浓盐水的资源化处理工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛文越，杨飞，李华，
申请(专利权)人：上海凯鑫分离技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31