CN105585233A - 一种蒸发盐泥的减量化、资源化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固体废弃物处理处置技术，特别涉及一种蒸发盐泥的减量化、资源化方法，属于环境技术领域。首先，将盐泥溶于水中，然后快速过滤，去除不溶解的残渣和漂浮的油状有机物，得到澄清透明的盐泥水溶液；其次，将所述盐泥水溶液进行结晶操作，得到含硫酸钠结晶的混合液；最后，将所述混合液进行离心或者过滤，得到分离的固体硫酸钠和剩余盐泥水溶液。该方法操作简单，流程短，在实现盐泥固体废弃物减量化的同时充分资源化盐泥中的有价成分，减少废弃物排放的环境污染，得到的硫酸钠可作为工业原料。

Description

一种蒸发盐泥的减量化、资源化方法
技术领域
本发明涉及一种固体废弃物处理处置技术，特别涉及一种蒸发盐泥的减量化、资源化方法，属于环境技术领域。
背景技术
随着蒸发脱盐技术的发展，人们开始把蒸发脱盐法应用到污水处理领域。近些年来蒸发脱盐技术在污水处理领域取得了许多进展，逐渐成为一种新兴的水处理工艺，被广泛的运用在工业废水、制药废水、油气开发废水、煤化工废水等工业废水的处理中。进入蒸发器的高盐、高有机物废水经蒸发后，结晶固体即为盐泥。随着蒸发脱盐技术在污水处理的大量应用，产生了大量的蒸发盐泥。
由于通常情况下进入蒸发系统的废水来源不一、性质不稳定，蒸发后产生的盐泥成分复杂、杂质元素多，蒸发盐泥一般含有多种金属元素，包括钠、钾、钙、铝等碱金属和碱土金属及铜、锌、铅、镍等重金属，还含有硫酸根、氯离子、氟离子等阴离子。此外，盐泥中还含有约5％左右的高沸点有机物，主要为化工原料和副产物料等，难以使用蒸发的方式去除。
盐泥属于危险废弃物，需要进行妥善处理。目前，还没有技术可行、经济合理的盐泥处理和资源化利用方法。现在一般使用包裹填埋的方法进行暂时应急处理。针对包裹填埋处理，业界主要有干性包裹填埋和柔性包裹填埋两种方式。两种方法都有填埋成本高、作业难度大的缺点。此外，盐泥填埋可能会造成渗滤液盐分过高，影响渗滤液处理系统。填埋过程中的特殊要求会影响填埋场的正常运行。大量的盐泥不仅提高了环保压力，也大大增加了工厂的废水处理成本。
因此，减量化和资源化是降低盐泥处理成本的可行思路。蒸发盐泥中Na+和SO4 2-含量较高，可以分离出硫酸钠。硫酸钠，又称元明粉，用于制造水玻璃、玻璃、瓷釉、纸浆、致冷混合剂、洗涤剂、干燥剂、染料稀释剂、分析化学试剂、医药品、饲料等，具有一定的市场价值，目前工业硫酸钠的市场价格为300-500元/吨。因此，从盐泥中分离提纯硫酸钠不仅可以实现盐泥的减量化，而且可以得到工业原料无水硫酸钠产品，从而大幅度降低盐泥的处理成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种盐泥的减量化、资源化方法，该方法可以降低盐泥的处理成本，提高盐泥的处理效率，实现盐泥的减量化、资源化。
根据上述目的，本发明技术方案的工艺原理为：
通过从盐泥中分离高纯度的硫酸钠，实现盐泥固体废弃物的减量化和资源化。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种蒸发盐泥的减量化、资源化方法，包括如下步骤：
盐泥预处理步骤：将盐泥溶于水中，然后快速过滤，去除不溶解的残渣和漂浮的油状有机物，得到澄清透明的盐泥水溶液；
结晶步骤：将所述盐泥水溶液进行结晶操作，得到含硫酸钠结晶的混合液；
固液分离步骤：将所述混合液进行离心或者过滤，得到分离的固体硫酸钠和剩余盐泥水溶液。
上述蒸发盐泥的减量化、资源化方法，作为一种优选实施方式，还包括一个循环步骤，即将所述固液分离步骤得到的所述剩余盐泥水溶液与所述盐泥预处理步骤中得到的盐泥水溶液混合，再进入所述结晶步骤。
上述蒸发盐泥的减量化、资源化方法，作为一种优选实施方式，所述盐泥预处理步骤中，所述盐泥与所述水的质量比(固水比)为1:1.8-2.4(比如1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3)。
上述蒸发盐泥的减量化、资源化方法，作为一种优选实施方式，所述盐泥预处理步骤中，所述盐泥的溶解温度为25-40℃(比如25.5℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、39℃、39.5℃)；更优选地，所述盐泥的溶解温度为31-33℃。
上述蒸发盐泥的减量化、资源化方法，作为一种优选实施方式，所述结晶操作通过将所述盐泥水溶液降温至5-20℃(比如6℃、8℃、11℃、13℃、15℃、17℃、19℃)，得到含硫酸钠结晶的混合液，所述硫酸钠结晶为十水硫酸钠。
上述蒸发盐泥的减量化、资源化方法，作为一种优选实施方式，所述结晶操作采用将所述盐泥水溶液升温蒸发的方法进行，得到含硫酸钠结晶的混合液，所述硫酸钠结晶为无水硫酸钠。上述蒸发盐泥的减量化、资源化方法，作为一种优选实施方式，所述升温蒸发的温度为80-100℃(比如82℃、85℃、88℃、91℃、95℃、97℃、99℃)，蒸发至水分质量百分为5-50％(比如8％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、48％)即停止。
上述蒸发盐泥的减量化、资源化方法，作为一种优选实施方式，所述固液分离步骤之后，还包括硫酸钠的提纯步骤。进一步地，所述提纯步骤如下：首先，将所述无水硫酸钠加热至32.4℃以上并加入适量水使其溶解，得到硫酸钠溶液；其次，向所述硫酸钠溶液中加入氯化钠，所述硫酸钠与所述氯化钠的质量比为5-12:1(6:1、7:1、8:1、9.5:1、10:1、11:1、11.5:1、11.8:1)，搅拌5-10min(比如5.5min、6min、7min、8min、9min、9.5min)，过滤得到无水硫酸钠沉淀；最后，将所述无水硫酸钠沉淀干燥即可得纯度大于99％的工业级无水硫酸钠。替代性地，所述提纯步骤如下：首先，将所述十水硫酸钠加热至32.4℃以上使其溶解，得到硫酸钠溶液；其次，向所述硫酸钠溶液中加入氯化钠，所述硫酸钠与所述氯化钠的质量比为5-12:1(6:1、7:1、8:1、9.5:1、10:1、11:1、11.5:1、11.8:1)，搅拌5-10min(比如5.5min、6min、7min、8min、9min、9.5min)，过滤得到无水硫酸钠沉淀；最后，将所述无水硫酸钠沉淀干燥即可得纯度大于99％的工业级无水硫酸钠。
本发明的优点在于：
本发明提供的方法操作简单，流程短，在实现盐泥固体废弃物减量化的同时充分资源化盐泥中的有价成分，变废为宝，减少废弃物排放的环境污染，得到的硫酸钠可作为工业原料。
附图说明
图1为本发明提供的蒸发盐泥的减量化、资源化方法流程图
具体实施方式
以下实施例对本发明的内容做进一步的详细说明，本发明的保护范围包含但不限于下述各实施例。
实施例1
(1)取50g盐泥，按照固水比分别取1:1.8，1:2，1:2.2，1:2.4，往盐泥中加入水，加热水温至32.4℃，经搅拌充分溶解后，将溶液快速导入孔径为0.45μm的过滤器，经过滤去除杂质和漂浮的油脂，得到澄清透明的盐泥水溶液。
(2)将第(1)步所得盐泥水溶液导入冷却结晶器，温度降至12℃，得到含十水硫酸钠结晶的混合液。
(3)将第(2)步中得到的得到含十水硫酸钠结晶的混合液，通过离心的方法分离得到得到固体十水硫酸钠(芒硝)和剩余盐泥水溶液。所得Na2SO4·10H2O质量和所对应的盐泥减量比例见表1。
表1实施例1中得到的Na2SO4·10H2O质量和相应盐泥减量比例
固水比 Na2SO4·10H2O/g 盐泥减量比例/％
1:1.8 88.0 77.6
1:2 78.2 69.0
1:2.2 78.7 69.4
1:2.4 86.2 76.0
取第(3)步Na2SO4·10H2O50g，加热至50℃使其溶解，添加3g氯化钠进行盐析以沉淀无水硫酸钠，经过滤、干燥后得到无水硫酸钠产品。所得无水Na2SO4颗粒均匀，色泽洁白，纯度大于99％。
实施例2
(1)取50g盐泥，加入100mL水，加热水温至32.4℃，经搅拌充分溶解，将溶液快速导入孔径为0.45μm的过滤器，经过滤去除杂质和漂浮的油脂，得到澄清透明的盐泥水溶液。
(2)将第(1)步所得盐泥水溶液导入一次蒸发结晶器进行蒸发浓缩，蒸发浓缩温度为90℃，蒸发至溶液水分剩余10％后，停止蒸发，得到含无水硫酸钠结晶的混合液；
(3)将第(2)步中得到的含无水硫酸钠结晶的混合液进行过滤，分别得到无水硫酸钠晶体和剩余盐泥水溶液；剩余盐泥水溶液与所述盐泥预处理步骤中得到的盐泥水溶液混合进入下一循环的制备过程。
本实施例中相应盐泥减量比例为70％。
取第(3)步所得无水Na2SO420g，加入少量水加热至50℃使其溶解，添加3g氯化钠，搅拌8min，再进行过滤，得到无水硫酸钠沉淀，再进行干燥即可得最终的无水硫酸钠产品。所得无水Na2SO4颗粒均匀，色泽洁白，纯度大于99％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种蒸发盐泥的减量化、资源化方法，其特征在于，包括如下步骤：
盐泥预处理步骤：将盐泥溶于水中，然后快速过滤，去除不溶解的残渣和漂浮的油状有机物，得到澄清透明的盐泥水溶液；
结晶步骤：将所述盐泥水溶液进行结晶操作，得到含硫酸钠结晶的混合液；
固液分离步骤：将所述混合液进行离心或者过滤，得到分离的固体硫酸钠和剩余盐泥水溶液。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括一个循环步骤，即将所述固液分离步骤得到的所述剩余盐泥水溶液与所述盐泥预处理步骤中得到的盐泥水溶液混合，再进入所述结晶步骤。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述盐泥预处理步骤中，所述盐泥与所述水的质量比为1:1.8-2.4。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述盐泥预处理步骤中，所述盐泥的溶解温度为25-40℃；更优选地，所述盐泥的溶解温度为31-33℃。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述结晶操作通过将所述盐泥水溶液降温至5-20℃，得到含硫酸钠结晶的混合液，所述硫酸钠结晶为十水硫酸钠。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述结晶操作采用将所述盐泥水溶液升温蒸发的方法进行，得到含硫酸钠结晶的混合液，所述硫酸钠结晶为无水硫酸钠。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述升温蒸发的温度为80-100℃，蒸发至水分质量百分为5-50％即停止。
8.根据权利要求1-7中任一项所述方法，其特征在于，所述固液分离步骤之后，还包括硫酸钠的提纯步骤。
9.根据权利要求8中任一项所述方法，其特征在于，所述提纯步骤如下：
首先，将所述无水硫酸钠加热至32.4℃以上并加入适量水使其溶解，得到硫酸钠溶液；其次，向所述硫酸钠溶液中加入氯化钠，所述硫酸钠与所述氯化钠的质量比为9-12:1，搅拌5-10min，过滤得到无水硫酸钠沉淀；最后，将所述无水硫酸钠沉淀干燥即可得纯度大于99％的工业级无水硫酸钠。
10.根据权利要求8中任一项所述方法，其特征在于，所述提纯步骤如下：首先，将所述十水硫酸钠加热至32.4℃以上使其溶解，得到硫酸钠溶液；其次，向所述硫酸钠溶液中加入氯化钠，所述硫酸钠与所述氯化钠的质量比为9-12:1，搅拌5-10min，过滤得到无水硫酸钠沉淀；最后，将所述无水硫酸钠沉淀干燥即可得纯度大于99％的工业级无水硫酸钠。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106185989A (zh) * 2016-07-12 2016-12-07 河北工业大学 一种生活垃圾焚烧飞灰中回收无机盐的方法
CN113511662A (zh) * 2021-06-23 2021-10-19 天津长芦汉沽盐场有限责任公司 一种含硫酸钠废盐的提纯方法

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