二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺制造技术

本发明专利技术属于废水处理及废物资源化领域，提供了一种二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺，首先，在阳离子交换树脂上用钠离子替换钙离子，其次，在阴离子树脂上，用碳酸氢根离子置换硫酸根离子，最后，再进行反渗透、闪蒸处理。本发明专利技术的工艺有效利用了离子交换树脂对不同离子的选择性差异，针对水体中钙、硫酸根、氯离子、碳酸氢根、碳酸根等离子进行了定向去除，在废水处理过程中分离、浓缩、提纯或沉淀特定盐类。解决了目前“离子交换法、反渗透组合工艺”对含硫酸根废水处理效果不佳的问题。对含硫酸根废水处理效果不佳的问题。对含硫酸根废水处理效果不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺


[0001]本专利技术属于废水处理及废物资源化领域，尤其涉及一种分离高纯盐（碳酸氢钠、硫酸钙、氯化钙、硫酸钠、氯化钠）并实现的废水处理工艺。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]随着硫酸及硫酸盐类物质的广泛使用，工业废水中往往含有大量的硫酸根，给环境造成较大的危害。由于大多数硫酸盐溶解度很大，在自然界中性质稳定，依靠自然净化很难去除。
[0004]离子交换法是利用交换剂与溶液中的离子发生交换进行分离的方法，是一种固液分离方法。广泛应用于水处理、医药、冶金、化工等领域。
[0005]反渗透又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。
[0006]目前，为了达到预期的处理效果，工业上常采用离子交换法和反渗透相结合的方法进行处理，例如：专利CN 114291937 A公开了一种复合离子交换—反渗透耦合的深度水处理系统及工艺，主要运用二氧化碳内循环系统维持系统内二氧化碳分压，提升弱酸性阳离子交换树脂的再生效率，消耗水中加压溶解二氧化碳所形成的碳酸解离出的氢离子，再生阳离子交换树脂中的钙离子、钠离子等，并将一定比例的二氧化碳固定为碳酸氢盐。
[0007]专利CN 112875803 A公开了一种同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统及工艺，利用第一步解离出的高浓度碳酸氢根进一步再生阴离子交换树脂。
[0008]但专利技术人发现：上述处理工艺对含硫酸根废水的去除率仍有待提升。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术提供一种二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺。首先，在阳离子交换树脂上用钠离子替换钙离子，其次，在阴离子交换树脂上，用碳酸氢根离子置换硫酸根离子，最后，再进行反渗透、闪蒸处理。与现有“离子交换法、反渗透组合工艺”相比，本专利技术的工艺有效提高了硫酸根的去除率。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺，包括：采用阳离子交换树脂对废水进行处理，对废水中的钙离子进行吸附，同时，置换出钠离子，得到阳离子交换树脂处理后的废水；采用阴离子交换树脂对所述阳离子交换树脂处理后的废水，对废水中的硫酸根离子进行吸附，同时，置换出碳酸氢根离子，得到阴离子交换树脂处理后的废水；
将阴离子交换树脂处理后的废水采用反渗透膜进行处理，得到含有钠离子、氯离子和碳酸氢根离子的浓水；将所述含有钠离子、氯离子和碳酸氢根离子的浓水进行分级闪蒸，依次分离出碳酸氢钠固体，氯化钠和碳酸氢钠固体混合物，即得。
[0011]本专利技术利用阴离子交换树脂对于硫酸根、氯离子的选择性差异，实现水体中硫酸根的选择性去除，使出水成分简化，仅含有氯离子和碳酸氢根。进一步利用氯化钠和碳酸氢钠的溶解度差别，利用分级闪蒸分离出高纯度碳酸氢钠固体。
[0012]进一步地，所述阳离子交换树脂为弱酸性阳离子交换树脂，阳离子交换反应如下：Ca
2+ + 2R
‑
Na
→
R2‑
Ca
2+ + 2Na
+ 。
[0013]进一步地，所述阴离子交换树脂为弱碱性阴离子交换树脂，阴离子交换反应如下：SO
42
‑ + 2RH
‑
HCO3‑
ꢀ→ꢀ
R2‑
SO
42
‑ + 2HCO3‑
。
[0014]进一步地，采用硫酸钠溶液再生阳离子交换树脂，收集硫酸钙沉淀。
[0015]更进一步地，所述硫酸钠溶液的浓度为0.1%
‑
5%。
[0016]进一步地，采用Ca(OH)2溶液或生石灰固体与水的混合反应物再生阴离子交换树脂，收集硫酸钙沉淀。
[0017]进一步地，采用Ca(OH)2溶液对阴离子交换树脂再生后，通入二氧化碳与再生液一起再次活化阴离子交换树脂。
[0018]进一步地，所述Ca(OH)2溶液的浓度为0.1%
‑
5%。
[0019]更进一步地，二氧化碳分压为0.2MPa
‑
1.5MPa。
[0020]进一步地，向浓水中加入盐酸，反应完全后，闪蒸，得到氯化钠。
[0021]本专利技术还提供了一种二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理系统，包括：阳离子交换剂罐、阴离子交换剂罐、Na2SO4存储罐、沉降池、反渗透膜系统、闪蒸系统；所述阳离子交换剂罐与阴离子交换剂罐、反渗透膜系统、闪蒸装置依次相连，所述阳离子交换剂罐设置有进水口，所述阳离子交换剂罐还与Na2SO4存储罐、沉降池分别相连；所述阴离子交换剂罐与Ca(OH)2存储罐相连，所述阴离子交换剂罐与反渗透膜系统之间的管路上还设置有二氧化碳溶解罐。
[0022]进一步地，所述阳离子交换剂罐的出水口还与阴离子交换剂罐的出水口相连。
[0023]进一步地，所述阴离子交换剂罐的进水口和出水口分别与反渗透膜系统的进水口相连。
[0024]进一步地，所述闪蒸系统为两级闪蒸器。
[0025]本专利技术的有益效果(1) 本专利技术针对硫酸根离子的特点，提出了先进行用钠、钙置换，再进行碳酸氢根、硫酸根置换的工艺路线，有效提高了离子交换法对硫酸根的去除率。
[0026](2)本专利技术中置换出的钠离子、碳酸氢根可以进行回收，既避免了离子结垢的问题，又生产出高价值副产品。
[0027](3)本专利技术采用氢氧化钙和二氧化碳作为阴离子交换树脂再生剂，再生生成高纯度硫酸钙固体可以直接用作工业原料，再生后的阴离子交换树脂进一步利用二氧化碳活化转化为碳酸氢根形式，进而制得碳酸氢钠固体，提高了二氧化碳利用率。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示例性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1为本专利技术的装置结构示意图，其中，1
‑
14为阀门，15为二氧化碳溶解罐；A.进水槽、B.阳离子交换剂罐、C.阴离子交换剂罐、D.Na2SO4存储罐、E.沉降池、F.反渗透膜系统、G.闪蒸系统、H.Ca(OH)2存储罐；图2为本专利技术实施例2的硫酸根去除效果图。
具体实施方式
[0030]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0031]下面结合具体的实施例，对本专利技术做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本专利技术的解释而不是限定。
[0032]以下实施例中，阴离子交换树脂为游离胺阴离子交换树脂，树脂型号为Purolite A100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺，其特征在于，包括：采用阳离子交换树脂对废水进行处理，对废水中的钙离子进行吸附，同时，置换出钠离子，得到阳离子交换树脂处理后的废水；采用阴离子交换树脂对所述阳离子交换树脂处理后的废水进行处理，对废水中的硫酸根离子进行吸附，同时，置换出碳酸氢根离子，得到阴离子交换树脂处理后的废水；将阴离子交换树脂处理后的废水采用反渗透膜进行处理，得到含有钠离子、氯离子和碳酸氢根离子的浓水；将所述含有钠离子、氯离子和碳酸氢根离子的浓水进行分级闪蒸，依次分离出碳酸氢钠固体，氯化钠和碳酸氢钠的固体混合物，即得。2.如权利要求1所述的二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺，其特征在于，所述阳离子交换树脂为弱酸性阳离子交换树脂。3.如权利要求1所述的二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺，其特征在于，所述阴离子交换树脂为弱碱性阴离子交换树脂。4.如权利要求1所述的二氧化碳固化回收高纯度碳酸氢钠的废水处理工艺，其特征在于，采用硫酸钠溶液再生阳离子交换树脂，收集硫酸钙沉淀。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金泽，
申请(专利权)人：山东金泽水业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：