一种氢能新材料生产废水处理及资源再生方法技术

本发明专利技术的一种氢能新材料生产废水处理及资源再生方法，包括如下步骤：(1)向氢能新材料生产废水中加入碱性钠盐溶液，充分搅拌反应使得生产原料及中间体再生、析出，滤液进入结晶器；(2)采用轴流泵抽吸使废水在冷却器及结晶器内部循环，降温后的废水在结晶器内析晶、固液分离；(3)精馏塔釜液泵入蒸发器；精馏塔塔顶分离出有机物蒸汽及氨气，冷凝后获得有机凝液及高纯氨气；(4)硫酸钠溶液和精馏塔釜液分别采用蒸发脱水，分离出蒸发清液、蒸发浓液、粗制盐产品硫酸钠和氯化钠；(5)采用富氧气化耦合催化燃烧工艺制得精制盐产品硫酸钠和氯化钠。本发明专利技术处理效率高，运行成本低，中间体的利用率高，实现氨、盐回收，从而产生了附加价值。从而产生了附加价值。从而产生了附加价值。

【技术实现步骤摘要】
一种氢能新材料生产废水处理及资源再生方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种氢能新材料生产废水处理及资源再生方法。

技术介绍

[0002]氢能是一种洁净的二次能源，其中，新材料技术的研发与制造亦是行业发展的重点。然而，氢能新材料生产废水具有氨氮浓度高(>3000mg/L)、盐含量高(硫酸钠和氯化钠总和>10％)、有机物浓度高(>10000mg/L，以COD计)的特点，属于典型的高盐高氨氮高有机物废水，处理难度极大。为避免氢能产业发展对环境造成的不利影响，如何经济高效处理氢能新材料生产废水是当前废水处理领域亟需解决的难题。
[0003]此类废水难以直接采用生物处理工艺，现今，传统的处理工艺主要有焚烧法(包括废液直接焚烧、蒸发固化后焚烧)和高级氧化法，通过强氧化作用促使有机物分解，但其问题在于：
[0004]首先，焚烧温度高于盐熔点，熔融态的盐对耐火材料具有强腐蚀作用，炉壁寿命低，设备投资高；并且，焚烧产生的烟气量大、氮氧化物等酸性气体浓度高，烟气处理工艺复杂(急冷、脱硫脱硝等)，运行成本高；
[0005]其次，为实现有机污染物的彻底矿化，高级氧化法(例如芬顿、电催化氧化、湿式氧化等)所需的药剂多、能耗高，且某些设备投资高。
[0006]总得来说，尽管上述方法普适性强、处理效果好，但高昂的设备投资及运行费用对企业造成了巨大的经济负担。为实现绿色发展与降本增效，环保治理过程应首先考虑从废弃物中回收、创造高附加值资源，再采取针对性强的高效低成本处理技术，而这则需要多学科领域的交叉融合，也因此，多技术耦合工艺的开发是当前环保领域发展的重点。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题提供一种处理效率高、运行成本低的氢能新材料生产废水处理方法，其能有效去除水中污染物，并将水中有价值的资源回收再利用。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术的一种氢能新材料生产废水处理及资源再生方法，包括如下步骤：
[0009](1)向氢能新材料生产废水中加入碱性钠盐溶液，充分搅拌反应使得生产原料及中间体再生、析出，固液分离后浆料循环至生产车间再利用，滤液进入结晶器；
[0010](2)采用轴流泵抽吸使滤液在结晶器及冷却器之间内部循环，降温后的废水在结晶器内析晶、固液分离，回收获得芒硝晶体和冷却残液；
[0011](3)冷却残液采用精馏分离技术，精馏塔釜液泵入蒸发系统；精馏塔塔顶分离出有机物蒸汽及氨气，冷凝后获得有机凝液及高纯氨气，有机凝液循环至生产车间再利用，氨气以水吸收制成工业氨水再利用；
[0012](4)芒硝晶体和精馏塔釜液分别进入蒸发系统脱除水分，分离出蒸发清液、蒸发浓
液、粗制盐产品硫酸钠和氯化钠，蒸发清液回用作为生产补水或采用生物处理后外排；
[0013](5)粗制盐产品硫酸钠和氯化钠采用富氧气化耦合催化燃烧，反应结束后，制得精制盐产品硫酸钠和氯化钠，作为工业盐再利用。
[0014]进一步地，在步骤(1)中，所述的氢能新材料生产废水的盐含量≥10％(w/w)，COD为10000～80000mg/L，氨氮浓度≥3000mg/L。
[0015]进一步地，在步骤(1)中，所述的碱性钠盐溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中的一种或几种的组合。
[0016]进一步地，在步骤(1)中，所述的碱性钠盐溶液为氢氧化钠时，与有机物(以COD计)质量比为0.4～2.0；碱性钠盐溶液为碳酸钠时，与有机物(以COD计)质量比为0.6～2.7；碱性钠盐溶液为碳酸氢钠时，与有机物(以COD计)质量比为1.0～4.5；反应时间为0.25～3.0h。
[0017]进一步地，在步骤(2)中，所述的冷却器中冷却后废水温度控制为
‑
5～10℃。
[0018]进一步地，在步骤(3)中，精馏塔塔顶的压力≤0.3MPaG；有机凝液采出量为处理水量的0.5～3.0％(w/w)；氨水制备方式为喷淋吸收或降膜吸收。
[0019]更进一步地，在步骤(4)中，所述的蒸发清液的回用比例为70～95％(w/w)。
[0020]进一步地，在步骤(5)中，鼓入氧气或氧气与惰性气体的混合气，氧气与有机物(以COD计)质量比为1.0～4.0。
[0021]进一步地，在步骤(5)中，所述的富氧气化的温度为400～750℃，时间为1.0～4.0h。
[0022]更进一步地，在步骤(5)中，所述的催化燃烧装置的烟气温度为260～400℃，催化剂载体为多孔材料，催化剂有效成分为过渡金属及其氧化物中的一种或几种的组合。
[0023]有益效果：本专利技术处理效率高，运行成本低，生产原料及中间体的利用率高；可实现氨、盐回收，从而产生附加价值；废气总量小，氮氧化物产生量大幅降低，易处理。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的积极进步效果在于：
[0025](1)采用碱性钠盐溶液实现生产原料及中间体再生，提高了原料利用率，且有利于富氧气化耦合催化燃烧反应。
[0026](2)精馏分离技术进一步提高了原料的利用率及氨气纯度，氨水品质达到工业氨水标准，杂质含量<0.1％；同时，有利于提高蒸发清液品质，实现废水回用。
[0027](3)在富氧气化耦合催化燃烧反应过程，富氧氛围可显著提高盐品质，达到工业级标准，可进一步利用。
附图说明
[0028]图1为本专利技术提供的氢能新材料生产废水处理及资源再生方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0029]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
[0030]实施例1
[0031]某氢能新材料生产废水的盐含量为23.1％(w/w)，COD为21800mg/L，氨氮浓度为
9400mg/L。
[0032]本专利技术的一种氢能新材料生产废水处理及资源再生方法，包括如下步骤：
[0033](1)向氢能新材料生产废水中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与有机物(以COD计)比值为2.0，反应时间为1.0h。充分搅拌反应使生产原料及中间体再生、析出，固液分离后浆料质量为处理水量的3.1％，其品质满足生产要求，循环至生产车间再利用，滤液进入结晶器；
[0034](2)采用轴流泵抽吸使废水在冷却器及结晶器内部循环，降温后的废水在结晶器内析晶、固液分离；冷却器和结晶器的温度为1
±
2℃，获得芒硝晶体，溶解配制成硫酸钠溶液后进入蒸发系统；冷却残液进入精馏塔。
[0035](3)冷却残液采用精馏分离技术，精馏塔釜液泵入蒸发系统；精馏塔塔顶分离出有机物蒸汽及氨气，冷凝后获得有机凝液及高纯氨气，有机溶液循环至生产车间再利用，氨气以水吸收制成工业氨水再利用；精馏塔塔顶压力为0.05MPaG；有机凝液采出量为处理水量的1.8％(w/w)；氨气制备方式为降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢能新材料生产废水处理及资源再生方法，其特征在于包括如下步骤：(1)向氢能新材料生产废水中加入碱性钠盐溶液，充分搅拌反应使得生产原料及中间体再生、析出，固液分离后浆料循环至生产车间再利用，滤液进入结晶器；(2)采用轴流泵抽吸使滤液在结晶器及冷却器之间内部循环，降温后的废水在结晶器内析晶、固液分离，回收获得芒硝晶体和冷却残液；(3)冷却残液采用精馏分离技术，精馏塔釜液泵入蒸发系统；精馏塔塔顶分离出有机物蒸汽及氨气，冷凝后获得有机凝液及高纯氨气，有机凝液循环至生产车间再利用，氨气以水吸收制成工业氨水再利用；(4)芒硝晶体和精馏塔釜液分别进入蒸发系统脱除水分，分离出蒸发清液、蒸发浓液、粗制盐产品硫酸钠和氯化钠，蒸发清液回用作为生产补水或采用生物处理后外排；(5)粗制盐产品硫酸钠和氯化钠采用富氧气化耦合催化燃烧，反应结束后，制得精制盐产品硫酸钠和氯化钠，作为工业盐再利用。2.根据权利要求1所述的氢能新材料生产废水处理及资源再生方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述的氢能新材料生产废水的盐含量≥10％(w/w)，COD为10000～80000mg/L，氨氮浓度≥3000mg/L。3.根据权利要求1所述的氢能新材料生产废水处理及资源再生方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述的碱性钠盐溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中的一种或几种的组合。4.根据权利要求2所述的氢能新材料生产废水处理及资源再生方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述的碱性钠盐溶液为氢氧化钠时，与有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文标，陈梦帆，王美静，李智豪，张凯，
申请(专利权)人：上海泓济环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：