CN101928084B

CN101928084B - 含无机盐废液的处理方法及装置

Info

Publication number: CN101928084B
Application number: CN2009101504565A
Authority: CN
Inventors: 平野悟; 土肥诚子; 大矢根育子; 西山蓝
Original assignee: Sasakura Engineering Co Ltd
Current assignee: Sasakura Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: CN101928084A

Abstract

本发明涉及一种将含无机盐废液中所含的杂质充分地除去、以低成本回收高品质的酸及碱的含无机盐废液的处理方法及装置。该装置具备从含有无机盐的废液中将杂质除去的杂质除去装置(10)、以及通过电渗析将前处理后的废液分离为酸溶液和碱溶液并进行回收的电渗析装置(20)，杂质除去装置(10)具备：使废液中所含的无机盐析出的晶析装置(12)、将析出的无机盐与滤液分离的盐分离装置(13)、生成分离出的无机盐的溶液的溶解槽(14)、以及将盐分离装置中生成的滤液蒸发浓缩的浓缩装置(15)，以将浓缩装置(15)中生成的浓缩后的滤液向晶析装置(12)供给的方式构成。

Description

含无机盐废液的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及用于处理工厂排水、浸出水等含无机盐废液的含无机盐废液的处理方法及装置。

背景技术

作为对含有硫酸钠(芒硝)、氯化钠等各种无机盐的废液进行处理的方法，一直以来为人所知的是使用电渗析装置从废液中回收酸和碱的方法。例如，在专利文献1中，公开了下述方法，即，对硫酸盐的碱性废液进行脱碱处理之后，供给到离子交换膜电渗析装置中，由此抑制电渗析装置的阴离子交换膜变差。

专利文献1：日本专利第3015486号公报

发明内容

然而，对于专利文献1中公开的处理方法，用于向电渗析装置供给废液的前处理，仍旧是通过使用了离子交换膜电渗析装置的脱碱处理来进行的，因此存在无法避免在前处理中使用的离子交换膜变差的问题。

此外，由于存在氯离子、硝酸根离子、氢氟酸根离子等通过以往的前处理难以除去的杂质，会在回收的硫酸中混入盐酸、硝酸、氢氟酸等，容易成为腐蚀性高的酸，因此从维持耐腐蚀性的观点出发，还存在设备的材料成本、生产线成本增高的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够将含无机盐废液中所含的杂质充分地除去、将高品质的酸及碱以低成本回收的含无机盐废液的处理方法及装置。

本发明的上述目的是通过下述含无机盐废液的处理方法来实现的，即，该处理方法包括下列步骤：从含有无机盐的废液中将杂质除去的杂质除去步骤、以及通过电渗析将杂质除去步骤处理后的废液分离为酸溶液和碱溶液并进行回收的回收步骤，所述杂质除去步骤具备：将废液中所含的无机盐进行晶析分离的盐分离步骤和生成分离出的无机盐的溶液的溶解步骤，在所述回收步骤中对所述溶解步骤中生成的溶液进行电渗析。

该含无机盐废液的处理方法，优选还具备将所述盐分离步骤中生成的滤液蒸发浓缩的浓缩步骤，优选所述盐分离步骤包含将残留于浓缩后的滤液中的无机盐进行晶析分离的步骤。进而，优选所述浓缩步骤包含对在所述回收步骤中分离出了酸溶液和碱溶液后的稀盐溶液进行蒸发浓缩的步骤。

此外，本发明的目的通过下述含无机盐废液的处理装置来实现，即，该处理装置具备从含有无机盐的废液中将杂质除去的杂质除去装置、以及通过电渗析将杂质除去装置处理后的废液分离为酸溶液和碱溶液并进行回收的电渗析装置，所述杂质除去装置具备：使废液中所含的无机盐析出的晶析装置、将析出的无机盐与滤液分离的盐分离装置、生成分离出的无机盐的溶液的溶解槽、以及将所述盐分离装置中生成的滤液蒸发浓缩的浓缩装置，以将所述浓缩装置中生成的浓缩后的滤液向所述晶析装置供给的方式构成。

根据本发明，可以提供一种能够充分地除去含无机盐废液中所含的杂质、将高品质的酸和碱以低成本回收的含无机盐废液的处理方法及装置。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的含无机盐废液的处理装置的结构示意图。

符号说明

1 处理装置

10 杂质除去装置

11 前处理装置

12 晶析装置

13 盐分离装置

14 溶解槽

15 浓缩装置

20 电渗析装置

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的一个实施方式的含无机盐废液的处理装置的结构示意图。该处理装置1具备从含有无机盐的废液中将杂质除去的杂质除去装置10、以及通过电渗析将前处理后的废液分离为酸溶液和碱溶液并进行回收的电渗析装置20。

杂质除去装置10具备：具有捕捉废液中所含的悬浮物质(SS成分)的过滤器并进行中和、过滤等操作的前处理装置11、将通过前处理装置的废液进行晶析而使无机盐的结晶析出的晶析装置12、将析出的无机盐与滤液分离的盐分离装置13、生成分离出的无机盐的溶液的溶解槽14、以及将盐分离装置13中生成的滤液蒸发浓缩的浓缩装置15，以将浓缩装置15中浓缩后的滤液再次向晶析装置12供给的方式构成。

在本实施方式中，晶析装置12使用将供给的废液在冷却晶析釜中冷却，从而使作为目标的无机盐的结晶析出的冷却晶析装置，只要是能析出纯度高的结晶的晶析方法即可，例如可以使用蒸发晶析装置、重结晶装置等。

盐分离装置13以从析出了无机盐的废液的浆料中离心分离结晶的方式构成。无机盐的结晶被供给到溶解槽14中。溶解槽14将供给的无机盐结晶以所需浓度溶解于水中，从而生成无机盐的溶液，并向电渗析装置20供给。

另一方面，在盐分离装置13中分离出了无机盐的滤液被供给到浓缩装置15中。浓缩装置15可以使用如下公知的蒸发浓缩装置，即，在减压下，使滤液散布在内部通过加热流体的多个导热管的表面上，从而加热蒸发，将滤液中少量含有的无机盐浓缩。浓缩后的滤液被再次供给到晶析装置12中，但由于含有杂质，因此将一部分作为排出液排出。其排出比例可以通过调节阀开度而设定成所需的值。

电渗析装置20可以使用如下等的公知电渗析装置，即，在阳极和阴极之间，层叠多个具有阳离子交换膜、双极膜和阴离子交换膜的电解槽的三室电解槽方式的双极膜电渗析装置等，无机盐的溶液被导入到由阳离子交换膜和阴离子交换膜形成的脱盐室中。此外，水被分别导入由阳离子交换膜和双极膜形成的碱室、以及由双极膜和阴离子交换膜形成的酸室中，分别从碱室和酸室中回收碱溶液和酸溶液。在脱盐室中脱盐后的稀盐溶液被供给到浓缩装置15中。

接下来，对具备上述构成的含无机盐废液的处理装置1的作用进行说明。

本实施方式的处理装置1可以较好地用于对含有盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸等强酸和钾、钠等碱金属或碱土类金属的无机盐的工厂排水、浸出水等废液进行处理，下面以含硫酸钠(芒硝)作为无机盐的废液的处理为例进行说明。

供给到杂质除去装置10中的废液，在通过前处理装置11时将悬浮物质(SS成分)除去后，被导入到晶析装置12中。在晶析装置12中，利用因盐不同而饱和溶解度、溶解度的温度依赖性不同的特点，从而仅使目标盐的结晶析出。在本实施方式中，利用了氯化钠的溶解度的温度依赖性比含水芒硝的溶解度的温度依存性小的特点。即，通过冷却到供给浓度的氯化钠的析出温度以上且含水芒硝的析出温度以下，从而仅使含水芒硝析出。此外，由于其他的微量杂质溶解于溶液侧，可以提高结晶纯度。这样一来，硫酸钠的结晶析出而废液成为浆状，该废液在盐分离装置13中被固液分离。

在盐分离装置13中分离的硫酸钠的结晶在溶解槽14中溶解于纯水而成为溶液，被供给到电渗析装置20中。该溶液因经过晶析装置12和盐分离装置13而使溶解盐的纯度提高，为此可以使生成的酸溶液及碱溶液(即，硫酸溶液和氢氧化钠溶液)成为高品质的溶液，可以回收到浓度充分提高的有价值的酸和碱。此外，溶液中所含的氯离子、硝酸根离子、氢氟酸根离子等杂质被充分地降低，由此可抑制材料腐蚀的问题，可以大幅改善回收设备的生产成本、生产线成本，因此酸和碱的回收价值提高。

另一方面，在盐分离装置13中生成的滤液，在被供给到浓缩装置15而蒸发浓缩后，被再次供给到晶析装置12中。由此，滤液中少量残留的硫酸钠被浓缩，以容易析出的状态被再次晶析，因此可以提高电渗析装置20的酸溶液和碱溶液的回收率。浓缩装置15中生成的蒸汽可以作为冷凝水回收。

通过在浓缩装置15中反复浓缩滤液，杂质也与硫酸钠(含水芒硝)一起被浓缩，因此杂质容易混入到盐分离装置13中生成的结晶盐中，回收的酸-碱的品质可能会降低。在这种情况下，通过连续不断地进行废液向晶析装置12的供给，并将浓缩装置15中生成的浓缩液的一部分作为排出液连续地排出到外部，从而可以抑制向晶析装置12供给的浓缩液的杂质浓度增加。越是使排出液的排出量增加，回收的酸-碱的品质增高而回收率越是降低，因此优选对滤液中杂质浓度进行监测等，从而适当调整排出液的排出量。

供给到电渗析装置20中的硫酸钠的溶液，在通过脱盐室时大部分被作为酸溶液和碱溶液回收，但是从脱盐室中排出的液体中也会含有少量的硫酸钠。该稀盐溶液与在盐分离装置13中生成的滤液一起被供给到浓缩装置15中而进行蒸发浓缩，由此可以使硫酸钠在盐分离装置13中再次析出，可以进一步提高酸和碱的回收率。

Claims

1.一种含无机盐废液的处理方法，其特征在于，包括下列步骤：从含有无机盐的废液中将杂质除去的杂质除去步骤、以及通过电渗析将杂质除去步骤处理后的废液分离为酸溶液和碱溶液并进行回收的回收步骤，

所述杂质除去步骤具备：将废液中所含的无机盐进行晶析分离的盐分离步骤和生成分离出的无机盐的溶液的溶解步骤，

在所述回收步骤中对所述溶解步骤中生成的溶液进行电渗析，

其中，还具备将所述盐分离步骤中生成的滤液蒸发浓缩的浓缩步骤，

所述盐分离步骤包含将残留于浓缩后的滤液中的无机盐进行晶析分离的步骤，

所述浓缩步骤包含将在所述回收步骤中分离出了酸溶液和碱溶液后的稀盐溶液进行蒸发浓缩的步骤。

2.根据权利要求1所述的含无机盐废液的处理方法，其中，还具备将浓缩后的滤液的一部分排出的排出步骤。

3.一种含无机盐废液的处理装置，其特征在于，具备从含有无机盐的废液中将杂质除去的杂质除去装置、以及通过电渗析将杂质除去装置处理后的废液分离为酸溶液和碱溶液并进行回收的电渗析装置，

所述杂质除去装置具备：使废液中所含的无机盐析出的晶析装置、将析出的无机盐与滤液分离的盐分离装置、生成分离出的无机盐的溶液的溶解槽、以及将所述盐分离装置中生成的滤液蒸发浓缩的浓缩装置，以将所述浓缩装置中生成的浓缩后的滤液向所述晶析装置供给的方式构成，

其中，所述电渗析装置以如下方式构成：将通过电渗析分离出了酸溶液和碱溶液后的稀盐溶液供给到所述浓缩装置。