CN101456638A - 一种工业生产过程中淡盐水净化回用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业生产过程中淡盐水净化回用工艺。主要将淡盐水经过脱除氯气、用离子交换剂除去部分硫酸根、超声波降解、膜过滤、重饱和回用完成。采用该工艺能够适用分离去除多种物质，并且延长膜的使用寿命，沉淀分离物少，节能环保，净化回用效率高。

Description

一种工业生产过程中淡盐水净化回用工艺

技术领域

本发明涉及废水的净化回用工艺，尤其是工业生产过程中淡盐水的净化回用工艺。

背景技术

工业废水的净化回用是重要环保课题，具有代表性的是氯碱工业生产过程中的淡盐水的净化回用。传统方法一般采用加入化学试剂沉淀分离去除，但大量使用化学试剂会提高生产成本并且沉淀分离物会造成环境污染，另外，不同的去除物需要不同的试剂，容易带来新的污染。

目前，也有一些物理分离法，如膜分离法。中国发明专利申请公开说明书CN1411540A(申请号02145429.9)公开了一种膜分离法。它们一般单独使用，并且由于不同的分离物适用不同的膜，即使使用膜组件，单一使用膜分离法也容易造成膜堵塞，缩短膜的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在涉及废水的净化回用，尤其是工业生产过程中淡盐水的净化回用中，提供一种能够适用分离去除多种物质，并且延长膜的使用寿命，沉淀分离物少，节能环保，净化回用效率高的工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

将工业生产过程中淡盐水经过如下步骤处理；

1、将淡盐水脱除氯气；

2、步骤1得到的淡盐水用离子交换剂除去部分硫酸根；

3、步骤2得到的淡盐水利用超声波对污染物进行降解，除去淡盐水中的大部分的有机物、胺类、硫酸根、铁离子杂质；

4、步骤3得到的淡盐水经过膜过滤进一步除去淡盐水中的有机物、胺类、硫酸根、铁离子杂质；

5、步骤4得到的淡盐水经过重饱和后回用。

步骤1中：将淡盐水送人脱氯塔脱氯，脱氯后的淡盐水经淡盐水泵送出中和后，再送至亚硫酸钠脱氯处理单元。其中亚硫酸钠质量浓度为8～12％、优选10％。脱氯真空塔中的真空度为0.07～0.075MPa。脱氯塔内装填料，材质为纯钛或玻璃钢。所用的冷却器为纯钛材的板式或列管式换热器，所用冷却介质为循环冷却水。

步骤2中：淡盐水的处理工艺采用定时化验直接加入；也可以采用自动加药系统控制，在需要加入离子交换剂处理的一部分淡盐水管道上显示流量，通过变送器传递指示信号来自动调整无需进行离子交换剂处理的淡盐水管路的阀门。需要处理的淡盐水在折流槽中加入离子交换剂，并进入沉降槽，以除去硫酸根。离子交换剂选用强酸性离子交换树脂和氯化钡，优选强酸性离子交换树脂(例如宜宾天原化工厂产2001树脂)。

步骤3中：超声波处理器为管式处理器，其超声频率为25KHz，功率为2KW，具有独立开/关脉冲定时器，开和关循环均可从1秒，4秒，8秒，连续选择设定。

步骤4中：膜为聚酰胺、聚砜、陶瓷、聚丙烯、聚四氟乙烯中的一种或几种组成。优选表面层为芳香聚酰胺材质，厚度约为1000-2000埃，并由一层微孔聚砜、陶瓷等材质层组成。

步骤5中：重饱和的方法可以是蒸发浓缩或是加入固体盐方法。

在离子膜法烧碱生产过程中，自电解槽阳极室流出的淡盐水中溶解有少量的氯气，其中含氯在0.5-0.8克/升。这部分氯气若不除去，将在淡盐水的输送和再利用过程中产生很多问题，如腐蚀管路和设备、影响盐水的精制和沉降、腐蚀碳素烧结管、使鳌合树脂中毒、污染和恶化生产操作环境等，因此，淡盐水在重饱和前必须进行脱氯处理。

本发明采用机械真空法+亚硫酸钠法结合法脱氯。机械真空法具有工艺流程相对较短、设备及仪表少等特点，而且采用机械真空泵形成的真空脱氯系统真空度高、运行稳定、脱氯效果好、动力消耗不大，脱氯后淡盐水含氯在10毫克/升以下，可有效节约化学法除氯所用的亚硫酸钠，且脱出的氯气纯度高达95％以上，可并人氯气总管回收，提高氯气的利用率。该工艺适合规模比较大的企业(2万吨/小时以上)，其优良性能更是明显。

硫酸根含量较高的盐水进入电解槽时，会阻碍氯离子放电，硫酸根在阳极放电会产生氧气，消耗电能，降低电流效率，因此必须除掉送入电解系统的盐水中的硫酸根离子，通常要求其质量浓度小于7克/升。

本发明采用离子交换剂除去部分硫酸根。该法容易掌握，操作简单。

淡水盐中含有有机物、少量未达要求的硫酸根、铁离子等其他有害杂质，这些杂质在电解过程中会沉积在离子膜上，引起离子膜的堵塞，并且使得电流效率大大降低，电解槽电压升高，降低了离子膜的使用寿命。其中淡水盐中的铵(胺)杂质的存在对氯碱生产的安全有严重的威胁。在电解过程中，当溶液pH值小于5时，会产生NCl₃，反应式为：NH₃+3HOCl→NCl₃+3H₂O，NCl₃是易爆物，氯碱厂因NCl₃而发生的爆炸事故屡见不鲜，因此，含铵(胺)的盐水必须要经过处理方能投入使用，否则，后患无穷。

本发明采用超声波处理加膜过滤器：超声波对有机物的降解是通过超声辐射产生的空化效应(瞬间局部高温5000K，高压50MPa，高冷却速率109K/s，超高速射流)，使H₂O和溶解在水中的O₂发生裂解反应生成大量HO·、O·和HOO·等高活性的自由基团对污染物进行降解；同时，部分有机污染物在空化效应下能够直接被降解。膜为聚酰胺、聚砜、陶瓷、聚丙烯、聚四氟乙烯中的一种或几种组成。优选表面层为芳香聚酰胺材质，厚度约为1000-2000埃，并由一层微孔聚砜、陶瓷等材质层组成，它可承受高压力，对机械张力及化学侵蚀具有较好的抵抗性，对NaCl等一价离子具有较高的通过率，而对2价离子特别是二价阴离子和纳米级的溶质粒子等有机物的脱除率较高。利用超声波处理加膜过滤器，能够有效的除去淡盐水中的有机物、胺类、硫酸根、铁离子等有害杂质，可以在高温下进行处理，节省能耗。本发明引入超声波技术，其不仅对有机物、胺类有降解去除的作用，而且使得膜组件不易发生堵塞，增加了膜组件的使用寿命。

综上所述，本发明是能够适用分离去除多种物质，并且延长膜的使用寿命，沉淀分离物少，节能环保，净化回用效率高的工艺。

附图说明

图1淡水盐净化回用系统工艺流程图

具体实施方法

实施例1

结合图1淡水盐净化回用系统工艺流程图。来自电解槽的淡盐水送人脱氯塔的上部，脱氯后的淡盐水从脱氯塔的下部流出，经淡盐水泵送出中和后，再送至亚硫酸钠脱氯处理单元。其中亚硫酸钠质量浓度为10％。脱氯真空塔中的真空度为0.07～0.075MPa。脱氯塔内装填料，材质为纯钛或玻璃钢。所用的冷却器为纯钛材的板式或列管式换热器，所用冷却介质为循环冷却水。脱氯后送入除硫酸根单元，采用自动加药系统控制，在需要加入离子交换剂处理的一部分淡盐水管道上显示流量，通过变送器传递指示信号来自动调整无需进行离子交换剂处理的淡盐水管路的阀门。需要处理的淡盐水在折流槽中加入强酸性离子交换树脂，并进入沉降槽，以除去硫酸根。脱除硫酸根后送入超声波加膜过滤器单元，超声波处理器为管式处理器，其超声频率为25KHz，功率为2KW，膜表面层为芳香聚酰胺材质，厚度约为1000-2000埃，并由一层微孔聚砜、陶瓷材质层组成。最后加入固体盐回用。淡盐水净化处理前后指标见下表。

实施例2

结合图1淡水盐净化回用系统工艺流程图。其它步骤同实施例1，其中亚硫酸钠质量浓度为8％，脱氯后送入除硫酸根单元，采用定时化验直接加入氯化钡，膜为聚四氟乙烯、聚砜、陶瓷组成。淡盐水净化处理前后指标见下表。

实施例3

结合图1淡水盐净化回用系统工艺流程图。其它步骤同实施例1，其中亚硫酸钠质量浓度为12％。

表：淡盐水净化处理前后控制指标变化情况

Claims (7)

1.一种工业生产过程中淡盐水净化回用工艺，其特征是包括如下步骤：

1)将淡盐水脱除氯气；

2)步骤1)得到的淡盐水用离子交换剂除去部分硫酸根；

3)步骤2)得到的淡盐水利用超声波对污染物进行降解；

4)步骤3)得到的淡盐水经过膜过滤除去淡盐水中的有机物、胺类、硫酸根、铁离子等杂质；

5)步骤4)得到的淡盐水经过重饱和后回用。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：脱除氯气可以采用机械真空法加亚硫酸钠法，其中亚硫酸钠质量浓度为8～12％，脱氯的真空度为0.07～0.075MPa。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征是：优选其中亚硫酸钠质量浓度为10％。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：所用离子交换剂优选强酸性离子交换树脂。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征是：超声波处理器为管式处理器。

6.根据权利要求1至5任一项所述的工艺，其特征是：所述膜材料为聚酰胺、聚砜、陶瓷、聚丙烯、聚四氟乙烯中的一种或几种组成。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征是：所述膜材料优选芳香聚酰胺、聚砜、陶瓷组成。