一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法技术

本发明专利技术属于废水处理领域，尤其涉及一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法。本发明专利技术先将高盐废水分盐回收，然后将回收的氯盐进一步处理后回用于生产过程中，从而达到降低生产成本、减少总盐排放和资源化利用的目的。具体步骤如下：S1分盐回收,将高盐废水中的钙、镁、硫酸根、氯分阶段进行资源化回收；S2盐水浓缩,将回收的液态氯盐进行多阶浓缩净化，以提高后续电化学效率；S3氯盐利用,高阶浓液进入电解分离槽，在电极板和阴阳离子膜的共同作用下产生盐酸、碱液及低阶浓液。低阶浓液经膜脱气后进入电解反应槽，电解产生的次氯酸盐和氢气混合物经气液分离罐得次氯酸盐和粗制氢气；S4氢气净化,粗制氢气经吸收槽净化后输送至用户端。端。端。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法


[0001]本专利技术属于废水处理领域，尤其涉及一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法。

技术介绍

[0002]《污水排入下水道水质标准GBT/31962
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2015》规定排入城镇污水管网的废水总溶解性固体物(TDS)应≤2000mg/L。因此TDS总量高于2000mg/L的废水，即应脱盐预处理后方可进入城镇污水管网，因此可认为高盐废水。其主要来源于化工厂、石油和天然气的采集加工、电厂脱硫废水、垃圾渗滤液以及反渗透浓水等。目前对于高盐废水的处理手段是浓缩结晶回收水，其盐以危废填埋处理，高能耗、高运行成本、对环境也有一定的负面影响。
[0003]我们分析了电厂、化工厂等主要高盐废水产生单位的物料情况发现，高盐废水中盐分有3种来源：1、原料水自带，但在生产过程中逐步浓缩(如循环冷却塔排水)，2、生产过程中加酸(阻垢剂、清洗剂、化工原料)、加碱(清洗剂、化工原料)、加次氯酸钠(消毒剂)进入废水系统。3、污染治理过程中，水做为吸附剂而将污染物溶解于水中(如电厂脱硫废水)。其中来源2生产过程中的酸、碱、次氯酸钠，可以由盐通过电分离和电化学反应产生，由此可循环利用做到盐的减量化。
[0004]我们还发现在电解次氯酸钠过程中会伴随着氢产生，由于含有一定的杂质空气而被认为是易燃、易爆的危害气体被稀释释放。事实上氢既是一种清洁的、能量密度极高的清洁燃料，也是重要的化工原料，同时还具有很高的导热性能，常被用作电厂发电机组的转子冷却。目前常用的制氢工艺为碱水电解法阳极产生氧气，阴极产生氧气，而制氢过程中产生的氧气成本往往远高于空气筛分法的制氧成本。而盐水电解法产生次氯酸钠的成本低于化学法制次氯酸钠。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本专利技术要解决的技术问题分为2个方面：(1)将高盐废水中的盐份分级净化提炼，从而变废为宝、资源化利用。(2)经电化学反应将氯化盐转化为生产所需的产品(阻垢剂、清洗剂、消毒剂、氢)现场回用、可降低生产成本并进一步削减盐份总产量。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法，其包括以下步骤：
[0009]S1、分盐回收：将高盐废水中的常见的钙、镁、硫酸根等二价及以上高价态离子以化学沉淀法进行固态分阶段回收，以氯化钠为主的一价卤素盐以液态形式回收；
[0010]S2、盐水浓缩：经S1回收净化的液态氯盐进行多阶浓缩，并在浓缩后端设置软化树脂降低浓缩液硬度，提升后续电化学反应效率。暂时无利用需求的盐也可蒸发结晶成固体，暂存或外售；
[0011]S3、氯盐利用：经S2浓缩的高阶浓液进入电解分离槽，在电极板和阴阳离子膜的共同作用下产生盐酸、碱液及排放液。分离槽产生的排放液与S2的低阶浓液混合后经中空纤维脱气膜脱气净化后进入电解反应槽，电解产生次氯酸盐、氢气及少量杂质气体。经气液分离罐得次氯酸盐和粗制氢气；
[0012]S4、氢气净化：S3分离出来的粗制氢气经吸收槽吸收后氢气得到净化输送至用户端。
[0013]作为优选的技术方案，S1分盐回收以纳滤膜为中心，在纳滤膜进水前段进行镁、钙沉淀回收，避免纳滤膜进水侧形成硫酸根沉淀。进一步地将进膜前沉淀的钙泥浆酸化后与纳滤浓缩后的高浓硫酸根废水混合反应，不足部分根据实际情况投加石灰乳，尽可能利用系统自身离子达到资源化利用，减少外部药剂添加。
[0014]作为优选的技术方案，S2盐水浓缩考虑经济性可为两个阶段，产次氯酸盐的低阶浓缩和产酸、碱的高阶浓缩。低阶浓缩采用反渗透工艺、高阶浓缩采用电渗析工艺。低阶反渗透产生的淡水应用于后续电解分离槽或回用于厂区生产，高阶电渗析浓缩产生的苦咸水做为低阶反渗透浓缩原水的一部分。
[0015]作为优选的技术方案，S3电分离槽由正、负电极板和阴、阳离子交换膜按一定的排列组合而成，S2高阶段浓缩液在电场和阴、阳离子交换膜的共同作用，盐中的阴离子(主要为氯离子)透过阴膜与水中氢离子组合形成氯化氢溶液(盐酸)、盐中阳离子(主要为钠、钾等一价离子)透过阳膜与水中氢离子组合形成碱溶液。酸、碱可回用于厂区生产。电分离后的高阶浓缩液浓度降低做为电解反应槽的部分原液。
[0016]作为优选的技术方案，S3电反应槽由阴、阳电极板按一定间距间隔排列。前述分离槽产生的排放液与S2步骤产生的低阶浓液混合进入电解反应槽内，在电流作用下氯离子在阳极板表面生成氯气，氯气与水迅速反应生成次氯酸根和氯离子，电反应槽应从底部进料，电解后的混合液从顶部排出进行二次气液分离。
[0017]作为优选的技术方案，S3为提高后续产氢纯度，在酸电解反应槽前端采用中空纤维脱气膜脱气。膜壁上有微小的孔，水分子不能通过这种小孔，而气体分子却能够穿过。工作时，水流在一定的压力下从中空纤维膜的内部通过，而中空纤维膜的外面在真空泵的作用下将气体不断的抽走，并形成一定的负压，这样溶解在水中的气体不断透过膜孔向外溢出，从而达到去除水中气体的目的。
[0018]作为优选的技术方案，S4氢气净化吸收槽内容为步骤S3产生的碱液，以吸收电解槽外排气体中微量的氯气、氯化氢杂质气体。确保经过步骤S4的氢气满足后续生产需求。
[0019](三)有益效果
[0020]本专利技术在高盐废水分盐回收的基础上，用电化学方法对氯盐进行分离和反应，产生酸(阻垢剂、清洗剂)、碱(清洗剂)、次氯酸钠(消毒剂)及氢(冷却剂、氢能)回用于生产所需。与其他工艺相比，具有如下明显优势：
[0021]1、低成本：本专利技术以企业自身做为工业废弃物的浓盐水为原料，只需少量其他药剂和电能即可生产出企业所需的药剂(原料)，降低了企业外购药剂成本。同时减量和资源化利用，降低了企业的排污成本。
[0022]2、减量化：用废盐生产出的酸、碱、盐部分回用于企业生产过程，使得企业总排盐量显著减少。
[0023]3、资源化：分盐回收提高了各类盐的品质，具备了资源化回收利用的价值，氯盐利用产生了酸、碱、次氯酸盐及氢。不仅可满足企业内部生产所需，还可做为工业产品销售。拓宽了氯盐的资源化渠道。
[0024]4、节能：对于需要用氢的企业，本身需要电解水产氢，氧气外排。本专利技术在不增加产氢能耗的同时，还产生了一份次氯酸盐消毒剂，节能效果明显。对于氢能源的开发和利用具有重要意义。
[0025]5、安全：不同于其他废盐利用蒸发结晶或氯碱化工的电解产生氯气等有毒气体，本专利技术在非饱和溶液中进行，无有毒有害气体产生。无高温、高压情况，安全可靠。
[0026]6、卫生：本专利技术是在常温环境下进行，无高温、高压、无有毒有害气体，产品也通过管道输送至各用户端，生产环境卫生可靠。
[0027]7、本专利技术在高盐废水简单净化、浓缩的基础上通过电化学反应产生酸(阻垢剂、清洗剂)、加碱(清洗剂)、加次氯酸钠(消毒剂)及氢(冷却剂、氢能)。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法，其特征在于：S1、分盐回收：将高盐废水中的常见的钙、镁、硫酸根等二价及以上高价态离子以化学沉淀法进行固态分阶段回收，以氯化钠为主的一价卤素盐以液态形式回收；S2、盐水浓缩：经S1回收净化的液态氯盐进行多阶浓缩，并在浓缩后端设置软化树脂降低浓缩液硬度，提升后续电化学反应效率，暂时无利用需求的盐也可蒸发结晶成固体，暂存或外售；S3、氯盐利用：经S2浓缩的高阶浓液进入电解分离槽，在电极板和阴阳离子膜的共同作用下产生盐酸、碱液及排放液，分离槽产生的低阶浓液与S2的排放液混合后经中空纤维脱气膜脱气净化后进入电解反应槽，电解产生次氯酸盐、氢气及少量杂质气体，经气液分离罐得次氯酸盐和粗制氢气；S4、氢气净化：S3分离出来的粗制氢气经吸收槽吸收后氢气得到净化输送至用户端。2.根据权利要求1所述的一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法，其特征在于：所述S1步骤分盐回收以纳滤膜为中心，在纳滤膜进水前段进行镁、钙沉淀回收，将进膜前沉淀的钙泥浆酸化后与纳滤浓缩后的高浓硫酸根废水混合反应，不足部分根据实际情况投加石灰乳。3.根据权利要求1所述的一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法，其特征在于：所述S2步骤盐水浓缩分为两个阶段，产次氯酸盐的低阶浓缩和产酸、碱的高阶浓缩；低阶浓缩采用反渗透工艺、高阶浓缩采用电渗析工艺；低阶反渗透产生的淡水应用于后续电解分离槽或回用于厂区生产，高阶电渗析浓缩产生的苦咸水做为低阶反渗透浓缩原水的一部分。4.根据权利要求1所述的一种低成本高盐废水减量化及资源化利用方法，其特征在于：所述S3氯盐利用步骤中的电分离槽由正、负电极板和阴、...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸葛耀月，巩小晗，
申请(专利权)人：易钛珑浙江水务有限公司，
类型：发明
国别省市：