CN105967208A - 硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法及分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法及分离装置。所述分离方法是通过先将硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠含量提高，析出一部份硫酸钠，再蒸发提高浓度后，分别结晶析出氯化钠和硫酸钠的混合晶体，返回与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解后，再次分步析出硫酸钠晶体和氯化钠晶体，最终实现硫酸钠和氯化钠的分离。本发明方法与现有技术中采用蒸发方式处理废水的能耗相同，但本发明杜绝了现有技术中废水蒸发后产生大量“固废”的问题，实现了无需通过添加其他试剂，即可实现硫酸钠和氯化钠的分离和提纯，真正做到了零排放，并且分离后的硫酸钠和氯化钠具有高纯度，可以直接作为工业产品的使用和出售。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工废水处理方法，特别是公开一种硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法及分离装置。
背景技术
在工业生产中，硫酸钠和氯化钠的混合废水是较为常见的一种废水，由于“三废”治理的要求，原先只需将废水浓缩至固体渣即可，这些固体渣被作为“固废”进行排放。而目前浓缩至固体渣的“固废”已是治理废水所不能允许的，“固废”所产生的对环境的污染不容小觑，因此“固废”现已经被称为“危废”，这一名称的变化即反映了在治理废水的过程中，必须把有用的物质提取出来，做成符合国家要求的产品，进行再利用。减少“危废”量，这就要求在废水浓缩过程中，同时做到多种物质的分离和提纯。
对于硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离和提纯方法，常用的方式将含硫酸钠、氯化钠混合废水加热至沸点，将水份完全蒸发，其缺陷是将可以作为工业原料的硫酸钠，氯化钠变成了混合物，因无法使用而成为废物。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种从硫酸钠和氯化钠的混合废水中分别将氯化钠和硫酸钠晶体析出，并使2种物质纯度迖到国家日晒工业盐一级标准GB/T 5462-2003和GB/T 6009-2014 工业无水硫酸钠III类一等品的要求，实现废水零排放的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法及分离装置。
本发明是这样实现的：一种硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在硫酸钠和氯化钠的混合废水中加入工业氯化钠，温度控制在30℃±5℃，使溶液中氯化钠浓度至18%±1%，硫酸钠因为溶解度下降而以晶体形式部份析出，而氯化钠未达到析出浓度仍以溶液形式存在，析出硫酸钠晶体后，将混合液进行固液分离，将分离出的硫酸钠晶体用水清洗后得到工业无水硫酸钠；
（2）将分离出的液体进入蒸发器进行蒸发，通过蒸汽加热浓缩，不断析出氯化钠和硫酸钠的混合晶体，然后将浓缩后的混合液与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解成新的废水溶液，用新的废水溶液代替步骤1的硫酸钠和氯化钠的混合废水，重复步骤1和步骤2，直到硫酸钠被全部析出、浓缩至氯化钠溶液达到饱和后，进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液。
还包括步骤（3）：将步骤2得到的氯化钠饱和溶液进入蒸发器继续蒸发。
还包括步骤（3）：将步骤2得到的一部分氯化钠饱和溶液代替步骤1中的工业氯化钠，加入到下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中，使得下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠浓度达到18%±1%，然后重复后续步骤；将步骤2得到的剩下的一部部分氯化钠饱和溶液进入蒸发器继续蒸发。
一种如上所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，其特征在于：包括第一贮缶、第一固液分离装置、第二贮缶、蒸发器、第三贮缶和第二固液分离装置；所述第一贮缶、第一固液分离装置、第二贮缶、蒸发器、第三贮缶依次相连，所述第三贮缶与所述第一贮缶相连，所述蒸发器还与所述第二固液分离装置相连。
所述第二固液分离装置还与所述蒸发器、第一贮缶分别相连。
所述第二贮缶通过第一泵送装置与所述蒸发器相连，所述第三贮缶通过第二泵送装置与所述第一贮缶相连，所述蒸发器通过第三泵送装置与所述第二固液分离装置相连。
所述第一固液分离装置、第二固液分离装置分别为离心机、板框压滤机、带式过滤器、叶片过滤机或连续转鼓过滤机中的任意一种。
硫酸钠和氯化钠的混合废水进入所述第一贮缶，并加入工业氯化钠使溶液中氯化钠浓度至18%±1%后，混合液进入第一固液分离装置进行固液分离，分离后的溶液进入第二贮缶后，再进入到蒸发器中进行蒸发浓缩，浓缩后的混合液进入第三贮缶，再返回至第一贮缶与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解形成新的废水溶液，用新的废水溶液代替硫酸钠和氯化钠的混合废水，重复上述步骤，直到硫酸钠被全部析出得到硫酸钠晶体与氯化钠溶液的混合液，用第一固液分离装置进行分离，分离出的氯化钠溶液进入蒸发器中加热浓缩，直到氯化钠溶液达到饱和并浓缩出氯化钠晶体后，送至第二固液分离装置进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液。
将得到的一部分氯化钠饱和溶液加入到蒸发器进行继续蒸发，剩下的一部分氯化钠饱和溶液代替工业氯化钠，加入到第一贮缶中，与下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合，使得下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠浓度达到18%±1%，然后重复后续步骤。
本发明的有益效果是：通过先将硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠含量提高，析出一部份硫酸钠，.再蒸发提高浓度后，分别结晶析出氯化钠和硫酸钠的混合晶体，返回与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解后，再次分步析出硫酸钠晶体和氯化钠晶体，最终实现硫酸钠和氯化钠的分离。本发明方法与现有技术中采用蒸发方式处理废水的能耗相同，但本发明杜绝了现有技术中废水蒸发后产生大量“固废”的问题，彻底改变由原来的从一种废料（废水）变成另一种废料（危废）的状况，实现了无需通过添加其他试剂，即可实现硫酸钠和氯化钠的分离和提纯，真正做到了零排放，并且分离后的硫酸钠和氯化钠具有高纯度，可以直接作为工业产品的使用和出售。
附图说明
图1是本发明分离装置的结构示意图。
其中：1、第一贮缶；2、第一固液分离装置；3、第二贮缶；4、蒸发器；41、蒸发室入口；5、第三贮缶；6、第二固液分离装置；7、第一泵送装置；8、第二泵送装置；9、第三泵送装置。
具体实施方式
本发明硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法，包括如下步骤：
（1）在硫酸钠和氯化钠的混合废水中加入工业氯化钠，温度控制在30℃±5℃，使溶液中氯化钠浓度至18%±1%，硫酸钠因为溶解度下降而以晶体形式部份析出，而氯化钠未达到析出浓度仍以溶液形式存在，析出硫酸钠晶体，将混合液进行固液分离，将分离出的硫酸钠晶体用水清洗后得到工业无水硫酸钠；
（2）将分离出的液体进入蒸发器进行蒸发，通过蒸汽加热浓缩，不断析出氯化钠和硫酸钠的混合晶体，然后将浓缩后的混合液与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解成新的废水溶液，用新的废水溶液代替步骤1的硫酸钠和氯化钠的混合废水，重复步骤1和步骤2，直到硫酸钠被全部析出、浓缩至氯化钠溶液达到饱和后，进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液。
在步骤2之后还包括步骤3的两种方式，任选一种进行实施：一种是：将步骤2得到的氯化钠饱和溶液进入蒸发器继续蒸发得到氯化钠晶体。
二是：将步骤2得到的一部分氯化钠饱和溶液代替步骤1中的工业氯化钠，加入到下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中，使得下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠浓度达到18%±1%，然后重复后续步骤；将步骤2得到的剩下的一部部分氯化钠饱和溶液进入蒸发器继续蒸发。
根据图1，一种如上所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，包括第一贮缶1、第一固液分离装置2、第二贮缶3、蒸发器4、第三贮缶5和第二固液分离装置6；所述第一贮缶1、第一固液分离装置2、第二贮缶3、蒸发器4、第三贮缶5依次相连，其中所述第二贮缶3通过第一泵送装置7与所述蒸发器4相连；所述第三贮缶5通过第二泵送装置8与所述第一贮缶1相连，所述蒸发器4通过第三泵送装置9与所述第二固液分离装置6相连。所述第二固液分离装置6还分别与所述蒸发器4的蒸发室入口41、第一贮缶1相连。
所述第一固液分离装置2、第二固液分离装置6分别为离心机、板框压滤机、带式过滤器、叶片过滤机或连续转鼓过滤机中的任意一种。
本发明分离装置的工作过程如下：
将硫酸钠和氯化钠的混合废水置入所述第一贮缶1，并在第一贮缶1中加入工业氯化钠使溶液中氯化钠浓度至18%±1%后，硫酸钠因为溶解度下降而以晶体形式部份析出，而氯化钠未达到析出浓度仍以溶液形式存在，析出硫酸钠晶体后，混合液进入第一固液分离装置2进行固液分离，分离出的硫酸钠晶体经清洗后形成无水硫酸钠，分离后的溶液为9.7%浓度的硫酸钠溶液和18%浓度的氯化钠溶液的混合溶液，进入到第二贮缶3后，通过第一泵送装置7，将混合溶液送入到蒸发器4中进行蒸发浓缩，在浓缩过程中不断有氯化钠和硫酸钠混合晶体析出，形成浓缩后的混合液，浓缩后的混合液进入第三贮缶5，然后通过第二泵送装置8再返回至第一贮缶1中与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解形成新的废水溶液，在新的废水溶液中继续加入工业氯化钠使新的废水溶液中的氯化钠浓度至18%±1%后，再次重复上述从第一固液分离装置2、第二贮缶3、第一泵送装置7、蒸发器4到第三贮缶5再到第一贮缶1的过程，直到第一贮缶1的废水中的硫酸钠被全部析出得到硫酸钠晶体与氯化钠溶液的混合液，然后用第一固液分离装置2进行固液分离，分离出的氯化钠溶液进入蒸发器4中加热浓缩，直到氯化钠溶液达到饱和并浓缩出氯化钠晶体后，通过第三泵送装置9送至第二固液分离装置6进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液。
将得到的一部分氯化钠饱和溶液加入到蒸发器4中进行继续蒸发，剩下的一部分氯化钠饱和溶液代替工业氯化钠，加入到第一贮缶1中，与下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合，使得下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠浓度达到18%±1%，然后按照上述过程重复后续步骤。
Claims (9)
1.一种硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在硫酸钠和氯化钠的混合废水中加入工业氯化钠，温度控制在30℃±5℃，使溶液中氯化钠浓度至18%±1%，析出硫酸钠晶体后，将混合液进行固液分离，将分离出的硫酸钠晶体用水清洗后得到工业无水硫酸钠；
（2）将分离出的液体进入蒸发器进行蒸发，通过蒸汽加热浓缩，不断析出氯化钠和硫酸钠的混合晶体，然后将浓缩后的混合液与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解成新的废水溶液，用新的废水溶液代替步骤1的硫酸钠和氯化钠的混合废水，重复步骤1和步骤2，直到硫酸钠被全部析出、浓缩至氯化钠溶液达到饱和后，进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液。
2.根据权利要求 1 所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法，其特征在于：还包括步骤（3）：将步骤2得到的氯化钠饱和溶液进入蒸发器继续蒸发。
3.根据权利要求 1 所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法，其特征在于：还包括步骤（3）：将步骤2得到的一部分氯化钠饱和溶液代替步骤1中的工业氯化钠，加入到下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中，使得下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠浓度达到18%±1%，然后重复后续步骤；将步骤2得到的剩下的一部部分氯化钠饱和溶液进入蒸发器继续蒸发。
4.根据权利要求 1 所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，其特征在于：包括第一贮缶、第一固液分离装置、第二贮缶、蒸发器、第三贮缶和第二固液分离装置；所述第一贮缶、第一固液分离装置、第二贮缶、蒸发器、第三贮缶依次相连，所述第三贮缶与所述第一贮缶相连，所述蒸发器还与所述第二固液分离装置相连。
5.根据权利要求 4所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，其特征在于：所述第二固液分离装置还与所述蒸发器、第一贮缶分别相连。
6.根据权利要求 4或5所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，其特征在于：所述第二贮缶通过第一泵送装置与所述蒸发器相连，所述第三贮缶通过第二泵送装置与所述第一贮缶相连，所述蒸发器通过第三泵送装置与所述第二固液分离装置相连。
7.根据权利要求4所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，其特征在于：所述第一固液分离装置、第二固液分离装置分别为离心机、板框压滤机、带式过滤器、叶片过滤机或连续转鼓过滤机中的任意一种。
8.根据权利要求4所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，其特征在于：硫酸钠和氯化钠的混合废水进入所述第一贮缶，并加入工业氯化钠使溶液中氯化钠浓度至18%±1%后，混合液进入第一固液分离装置进行固液分离，分离后的溶液进入第二贮缶后，再进入到蒸发器中进行蒸发浓缩，浓缩后的混合液进入第三贮缶，再返回至第一贮缶与新的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合、溶解形成新的废水溶液，用新的废水溶液代替硫酸钠和氯化钠的混合废水，重复上述步骤，直到硫酸钠被全部析出得到硫酸钠晶体与氯化钠溶液的混合液，用第一固液分离装置进行分离，分离出的氯化钠溶液进入蒸发器中加热浓缩，直到氯化钠溶液达到饱和并浓缩出氯化钠晶体后，送至第二固液分离装置进行固液分离，得到氯化钠晶体和氯化钠饱和溶液。
9.根据权利要求8所述的硫酸钠和氯化钠的混合废水的分离方法所用的分离装置，其特征在于：将得到的一部分氯化钠饱和溶液加入到蒸发器进行继续蒸发，剩下的一部分氯化钠饱和溶液代替工业氯化钠，加入到第一贮缶中，与下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水混合，使得下一次要处理的硫酸钠和氯化钠的混合废水中的氯化钠浓度达到18%±1%，然后重复后续步骤。
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