CN106810000B - 一种含盐废水蒸发结晶母液的处理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种含盐废水蒸发结晶母液的处理方法及其系统，该处理方法包括以下步骤：1)将含盐废水蒸发结晶母液进行pH值调节，然后与氯化钙或氯化钙水合物混合，得到混合液；2)将步骤1)得到的混合液进行真空低温蒸发结晶，得到固液混合物，并产生冷凝水，所得固液混合物再自然冷却结晶，得到固体产物。本发明可在母液中添加氯化钙或氯化钙水合物，同时低温蒸发和自然冷却结晶充分耦合，使得母液结晶完全、固化形成固废，从而实现废水蒸发结晶过程的液体零排放的目的，具有处理效率高、设备占地少、投资省、运行费用低等特点。此外，本发明处理系统可采用全封闭的设计，不会造成二次环境污染和被处理水质二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种含盐废水蒸发结晶母液的处理方法及其系统。
背景技术
随着环境问题的日益严重，环境保护与污染处理已得到了越来越多的关注。其中，医药化工等领域中废水处理问题一直是重中之重。医药化工等领域的废水特点包括水质水量变化大、可生化性差、含有大量的无机盐等，而高盐废水是目前国内最难处理的废水之一，废水的问题严重制约着很多企业的发展。关于高含盐废水的处理技术，国内外已经研究了几十年，目前通常采用的方法主要包括：生物法和蒸发脱盐法等。蒸发是现代化工单元操作之一，即用加热的方法使溶液中的部分溶剂汽化并去除，以提高溶液的浓度，或为溶质析出创造条件。
蒸发脱盐法是利用浓缩结晶系统将废液中的无机盐通过蒸发的方式加以去除的方法，固液分离后得到固体和母液。所得到的固体经干燥包装即为无机盐产品，而母液主要是无机盐饱和溶液，其如不加以处理，也会影响化工废水“零排放”。目前，医药化工含盐废水蒸发结晶的母液主要有两种处理模式，一种是设置一个蒸发塘，把废水蒸发结晶所产生的母液送至蒸发塘中进行自然蒸发，这个模式需要巨大的占地、投资大、对自然蒸发条件要求高、并且容易发生二次环境污染和水质二次污染的重大安全问题；另一种模式就是设置蒸锅进行强制蒸干，这样运行费用高，运行安全无法保证，同时也容易发生二次环境污染问题。
因此，如何有效、低成本地处理上述含盐废水蒸发结晶所产生的母液，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种含盐废水蒸发结晶母液的处理方法及其系统，本发明提供的处理方法具有处理效率高、设备占地少、投资省、运行费用低等特点。
本发明提供一种含盐废水蒸发结晶母液的处理方法，包括以下步骤：
1)将含盐废水蒸发结晶母液进行pH值调节，然后与氯化钙或氯化钙水合物混合，得到混合液；
2)将步骤1)得到的混合液进行真空低温蒸发结晶，得到固液混合物，并产生冷凝水，所得固液混合物再自然冷却结晶，得到固体产物。
优选地，所述pH值调节后含盐废水蒸发结晶母液的pH值≥7。
优选地，所述pH值调节采用氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的一种或多种进行。
优选地，所述pH值调节后的母液含水量与氯化钙或氯化钙水合物的质量比例为1:(0.1～1)，更优选为1:(0.5～1)。
优选地，所述含盐废水蒸发结晶母液的进水温度为40～100℃，更优选为40～70℃。
优选地，所述真空低温蒸发结晶在搅拌的条件下进行；所述真空低温蒸发结晶的蒸发温度优选为40～90℃。
优选地，所述真空低温蒸发结晶的时间为30分钟～60分钟。
优选地，所述自然冷却结晶的温度小于等于30℃。
优选地，所述含盐废水蒸发结晶母液含有氯化钠、硫酸钠和硝酸钠中的一种或多种，波美度为21～35，更优选为21～33。
本发明提供一种含盐废水蒸发结晶母液的处理系统，其包括：
pH值调节混合装置，所述pH值调节混合装置具有进水口和氯化钙药剂进口；
与所述pH值调节混合装置连接的真空低温蒸发结晶装置，所述真空低温蒸发结晶装置具有冷凝水出口和固液混合物出口；
与所述真空低温蒸发结晶装置的固液混合物出口连接的自然冷却结晶装置，所述自然冷却结晶装置具有固体产品出口。
优选地，所述处理系统还包括：蒸发结晶母液收集槽和提升泵；所述蒸发结晶母液收集槽中的母液通过提升泵送入pH调节混合装置；
所述真空低温蒸发结晶装置中设置有搅拌机。
与现有技术相比，本发明实施例在pH值调节混合装置中，将含盐废水蒸发结晶母液进行pH值调节，然后与氯化钙或氯化钙水合物混合，得到混合液；本发明将得到的混合液进行真空低温蒸发结晶，得到固液混合物，并产生冷凝水，所得固液混合物再自然冷却结晶，得到固体产物。本发明可在母液中添加氯化钙或氯化钙水合物，同时低温蒸发和自然冷却结晶充分耦合，使得母液结晶完全、固化形成固废，从而实现废水蒸发结晶过程的液体零排放的目的，具有处理效率高、设备占地少、投资省、运行费用低等特点。此外，本发明处理系统可采用全封闭的设计，不会造成二次环境污染和被处理水质二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例提供的含盐废水结晶母液的处理系统的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种含盐废水蒸发结晶母液的处理方法，包括以下步骤：
1)将含盐废水蒸发结晶母液进行pH值调节，然后与氯化钙或氯化钙水合物混合，得到混合液；
2)将步骤1)得到的混合液进行真空低温蒸发结晶，得到固液混合物，并产生冷凝水，所得固液混合物再自然冷却结晶，得到固体产物。
本发明提供的处理方法，能解决废水蒸发结晶处理过程中母液难于处理、无法排放、容易引发二次环境污染及水质二次污染等问题。
本发明主要处理含盐废水蒸发结晶母液，可为煤化工综合排放废水蒸发结晶处理过程中所产生的母液、电子封装项目重金属MVR蒸发结晶处理过程中所产生的母液、医药中间体项目废水三效蒸发结晶处理过程中所产生的母液。所述母液的成分主要是钠、钾等无机盐的饱和溶液；在本发明的实施例中，所述含盐废水蒸发结晶母液含有氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na2SO4)和硝酸钠(NaNO3)中的一种或多种。
在本发明中，所述含盐废水蒸发结晶母液的波美度可为21～35，如21～33；COD可为150000～250000mg/L，如180000～210000mg/L。在本发明的一些实施例中，所述母液中，NaCl含量310g/L，Na2SO4含量45g/L，波美度为33，CaSO4含量3.2g/L；COD为180000mg/L。在本发明的一些实施例中，所述母液中，NaCl含量200g/L，Na2SO4含量15g/L，波美度为21，CaSO4含量1.2g/L。在本发明的另一些实施例中，所述母液中，NaCl含量320g/L，波美度为32，COD为210000mg/L。波美度(°Bé)是表示溶液浓度的一种方法；把波美比重计浸入所测溶液中，得到的度数就叫波美度。
本发明实施例可将医药化工等工业含盐废水蒸发结晶处理过程中所产生的母液收集于收集槽，经提升泵提升，进行pH值调节或调整，得到调节好pH值的母液。
在本发明的实施例中，所述pH值调节后含盐废水蒸发结晶母液的pH值≥7，如7、7.5或8。所述pH值调节可采用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾或碳酸钠中的一种或多种进行，优选采用NaOH。本发明优选将进水pH值调整后大于等于7，利于后续操作。并且，所述含盐废水蒸发结晶母液的进水温度优选为40～100℃，更优选为40～70℃，进一步优选为55～65℃。
得到调节好pH值的母液后，本发明实施例可向其中添加一定比例量的氯化钙或氯化钙水合物，优选搅拌混合，得到均匀的混合液。
在本发明的实施例中，合理比例量氯化钙(CaCl2)或氯化钙水合物的添加可使得母液中的固液实现完美固化。在本发明的优选实施例中，氯化钙(CaCl2)或氯化钙水合物的添加比例为经过低温蒸发结晶装置处理后的最终排放母液中氯化钙含量为100～150g/L。具体地，所述pH值调节后的母液中水与氯化钙或氯化钙水合物的质量比例可为1：(0.1～1)，优选为1:(0.5～1)。
搅拌均匀得到混合液后，本发明实施例将其进行真空低温蒸发结晶，得到固液混合物，并产生冷凝水，所得固液混合物再自然冷却结晶，自然冷却温度小于等于30℃，得到固体产物。
本发明实施例可把投加药剂调整好的废水蒸发结晶母液送入真空低温蒸发结晶装置，真空低温蒸发结晶装置中优选设置有搅拌机，开启搅拌机，在搅拌的条件下，经过一定时间的蒸发过程，然后固液混合物从蒸发结晶装置中排出，再送至包装袋中自然冷却，此时发生冷却结晶过程，使该固液混合物彻底固化。即，本发明采用蒸发结晶和自然冷却结晶的组合工艺来实现废水蒸发结晶处理过程中所产生的母液的处理，通过往废水蒸发结晶母液中添加一定比例量的氯化钙或氯化钙水合物，在经过一定时间的蒸发后出料再进行冷却，母液中的水份变成氯化钙的结晶水，使母液得到结晶固化形成固废，从而实现废水蒸发结晶过程的液体零排放的目的。
在本发明的具体实施例中，所述真空低温蒸发结晶的温度为40～90℃。本发明优选采用带搅拌的低温蒸发结晶装置与出料自然冷却结晶完美耦合，使母液中的固液实现完美固化。本发明实施例所述真空低温蒸发结晶的时间可为30分钟～60分钟；自然冷却结晶到料液温度小于等于30℃。并且，本发明采用自然冷却结晶固化模式，节约能源。
本发明实施例真空低温蒸发结晶装置中所产生的冷凝水可送污水处理站，直接达标排放；而本发明自然冷却结晶形成固废，即为凝结型固体产物。因此，本发明可实现废水蒸发结晶过程的液体零排放的目的，解决了废水蒸发结晶处理过程中母液难于处理、无法排放、容易引发二次环境污染及水质二次污染等问题。
本发明提供了一种含盐废水蒸发结晶母液的处理系统，其包括：
pH值调节混合装置，所述pH值调节混合装置具有进水口和氯化钙药剂进口；
与所述pH值调节混合装置连接的真空低温蒸发结晶装置，所述真空低温蒸发结晶装置具有冷凝水出口和固液混合物出口；
与所述真空低温蒸发结晶装置的固液混合物出口连接的自然冷却结晶装置，所述自然冷却结晶装置具有固体产品出口。
参见图1，图1为本发明实施例提供的含盐废水结晶母液的处理系统的流程示意图。
本发明所述处理系统优选还包括：蒸发结晶母液收集槽和提升泵；所述蒸发结晶母液收集槽(简称收集槽)中的母液通过提升泵送入pH调节混合装置。其中，所述收集槽和提升泵采用本领域常用的即可，本发明没有特殊限制。在本发明的实施例中，所述母液的日处理量可为10～50t/d。并且，所述含盐废水蒸发结晶母液的进水温度优选为40～100℃，更优选为40～70℃，进一步优选为55～65℃。
本发明所述处理系统包括pH调节混合装置，其具有进水口和氯化钙药剂进口(可称氯化钙或氯化钙水合物进口)；所述pH调节混合装置用于将含盐废水蒸发结晶母液进行pH值调节，并与氯化钙或氯化钙水合物混合。本发明对所述pH调节混合装置的尺寸、材质和结构等没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的pH调节池、pH调节槽等。
本发明还可以采用药剂混合器投加氯化钙或氯化钙水合物等药剂；所述pH值调节优选采用氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的一种或多种进行，更优选采用NaOH。在本发明的实施例中，所述pH值调节后含盐废水蒸发结晶母液的pH值≥7；所述pH值调节后的母液中含水与氯化钙或氯化钙水合物的质量比例优选为1:(0.1～1)，更优选为1:(0.5～1)。在本发明的实施例中，合理比例量氯化钙(CaCl2)或氯化钙水合物的添加可使得母液中的固液实现完美固化。在本发明的优选实施例中，氯化钙(CaCl2)或氯化钙水合物的添加比例为经过低温蒸发结晶装置处理后的最终排放母液中氯化钙含量为100～150g/L，电导率小于100μS/cm。
在本发明中，所述含盐废水蒸发结晶母液的处理系统包括与所述pH值调节混合装置连接的真空低温蒸发结晶装置。所述真空低温蒸发结晶装置具有冷凝水出口和固液混合物出口；用于将得到的混合液进行真空低温蒸发结晶，得到固液混合物，并产生冷凝水。
在本发明中，所述真空低温蒸发结晶装置中优选设置有搅拌机。本发明实施例可把投加药剂调整好的废水蒸发结晶母液送入真空低温蒸发结晶装
置，开启搅拌机，经过一定时间的蒸发过程，所得到的固液混合物从蒸发结晶装置中固液混合物出口排出，同时产生冷凝水，可由冷凝水出口直接达标排放。本发明可采用本领域常用的真空低温蒸发结晶装置，如TG-250，
TG-500，TG-1000，TG-1500，TG-2000等型号设备，其具有热源；所述真空低温蒸发结晶的温度可为40～90℃。
本发明所述处理系统包括自然冷却结晶装置，其与所述真空低温蒸发结晶装置的固液混合物出口连接。所得固液混合物从蒸发结晶装置中排出，再送至自然冷却结晶装置，如本领域技术人员熟知的包装袋中自然冷却，此时发生冷却结晶过程，使该固液混合物最终完全固化，结晶固化形成的固废可从固体产品出口排出。
本发明采用蒸发结晶和自然冷却结晶的组合装置来实现废水蒸发结晶处理过程中所产生的母液的处理，通过往废水蒸发结晶母液中添加一定比例量的氯化钙或氯化钙水合物，在经过一定时间的蒸发后出料再进行冷却，母液中的水份变成氯化钙的结晶水，使母液得到结晶固化形成固废，从而实现废水蒸发结晶过程的液体零排放的目的。
综上，本发明所述含盐废水蒸发结晶母液的处理方法及其系统具有处理效率高、设备占地少、投资省、运行费用低等特点。此外，本发明可采用全封闭的装置结构设计，不会造成二次环境污染和被处理水质二次污染。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的含盐废水蒸发结晶母液的处理方法及其系统进行具体地描述。
实施例1
某煤化工项目综合废水MVR蒸发结晶零排放项目新建母液处理系统
该煤化工项目蒸发结晶零排放项目新建母液处理系统的日处理量：50t/d；处理流程参见图1。
进口母液：NaCl含量310g/L，Na2SO4含量45g/L，波美度为33，CaSO4含量3.2g/L，COD为180000mg/L。
出口：凝结型固体。
最终冷凝水流向：送总厂污水处理总站达标排放。
煤化工综合排放废水蒸发结晶处理过程中所产生的母液进入收集槽，被收集的母液中NaCl含量310g/L，Na2SO4含量45g/L，波美度为33，CaSO4含量3.2g/L，COD为180000mg/L，温度为65℃。这些废水蒸发结晶母液经提升后，首先用氢氧化钠进行pH调节，使这些废水蒸发结晶母液的pH达到7，然后再往调整好pH值的废水蒸发结晶母液中添加一定比例量的氯化钙，添加比例为母液水量：氯化钙＝1：0.9质量比，搅拌均匀后，再把调整好的废水蒸发结晶母液送入TG-2000真空低温蒸发结晶装置，真空低温蒸发结晶装置中设置有搅拌机，开启搅拌机，在60℃下经过30分钟的蒸发过程后，固液混合物从蒸发结晶装置中排出，此时排出的固液混合物中氯化钙含量为125～135g/L，排出的固液混合物送至包装袋中自然冷却到30℃，此时发生冷却结晶过程，使固液混合物彻底固化，形成1200kg/h的固废。另外，真空低温蒸发结晶装置中所产生的冷凝水直接达标排放，最终排放母液中氯化钙含量为100～150g/L，电导率小于90μS/cm。
实施例2
某电子封装项目重金属MVR蒸发结晶零排放母液处理系统
该电子封装项目重金属MVR蒸发结晶零排放母液处理系统的日处理量：12t/d，处理流程参见图1。
进口母液：NaCl含量200g/L，Na2SO4含量15g/L，波美度为21，CaSO4含量1.2g/L。
出口：凝结型固体。
最终冷凝水流向：送总厂污水处理总站达标排放。
电子封装项目重金属MVR蒸发结晶处理过程中所产生的母液进入收集槽，被收集的母液中NaCl含量200g/L，Na2SO4含量15g/L，波美度为21，CaSO4含量1.2g/L，温度为60℃。这些重金属MVR蒸发结晶母液经提升后，首先用氢氧化钠进行pH调节，使这些重金属MVR蒸发结晶母液的pH达到7.5，然后再往调整好pH值的重金属MVR蒸发结晶母液中添加一定比例量的氯化钙，添加比例为母液水量：氯化钙＝1：0.65质量比，搅拌均匀后，再把调整好的重金属MVR蒸发结晶母液送入TG-500真空低温蒸发结晶装置，真空低温蒸发结晶装置中设置有搅拌机，开启搅拌机，在50℃下经过60分钟的蒸发过程后，固液混合物从蒸发结晶装置中排出，此时排出的固液混合物中氯化钙含量为115～125g/L，排出的固液混合物送至包装袋中自然冷却到30℃，此时发生冷却结晶过程，使固液混合物彻底固化，形成250kg/h的固废。另外，真空低温蒸发结晶装置中所产生的冷凝水直接达标排放，最终排放母液中氯化钙含量为100～150g/L，电导率小于80μS/cm。
实施例3
某医药中间体项目废水三效蒸发结晶零排放项目新建母液处理系统
该医药中间体项目废水三效蒸发结晶零排放项目新建母液处理系统的日处理量：24t/d；处理流程参见图1。
进口母液：NaCl含量320g/L，波美度为32，COD为210000mg/L。
出口：凝结型固体。
最终冷凝水流向：送总厂污水处理总站达标排放。
医药中间体项目废水三效蒸发结晶处理过程中所产生的母液进入收集槽，被收集的母液中NaCl含量320g/L，波美度为32，COD为210000mg/L，温度为55℃。这些三效蒸发结晶母液经提升后，首先用氢氧化钠进行pH调节，使这些三效蒸发结晶母液的pH达到8，然后再往调整好pH值的三效蒸发结晶母液中添加一定比例量的氯化钙，添加比例为母液水量：氯化钙＝1：1质量比，搅拌均匀后，再把调整好的三效蒸发结晶母液送入TG-1000真空低温蒸发结晶装置，真空低温蒸发结晶装置中设置有搅拌机，开启搅拌机，在40℃下经过45分钟的蒸发过程后，固液混合物从蒸发结晶装置中排出，此时排出的固液混合物中氯化钙含量为100～115g/L，排出的固液混合物送至包装袋中自然冷却到30℃，此时发生冷却结晶过程，使固液混合物彻底固化，形成650kg/h的固废。另外，真空低温蒸发结晶装置中所产生的冷凝水直接达标排放，最终排放母液中氯化钙含量为100～150g/L，电导率小于100μS/cm。
由以上实施例可以看出，本发明采用蒸发结晶和自然冷却结晶的组合装置及工艺来实现废水蒸发结晶处理过程中所产生的母液的处理，通过往废水蒸发结晶母液中添加一定比例量的氯化钙或氯化钙水合物，在经过一定时间的蒸发后出料再进行冷却，母液中的水份变成氯化钙的结晶水，使母液得到结晶固化形成固废，从而实现废水蒸发结晶过程的液体零排放的目的。本发明具有处理效率高、设备占地少、投资省、运行费用低等特点，此外，本发明可采用全封闭的装置结构设计，不会造成二次环境污染和被处理水质二次污染。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使本技术领域的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对这些实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。
Claims (3)
1.一种含盐废水蒸发结晶母液的处理方法，包括以下步骤：
1)将含盐废水蒸发结晶母液进行pH值调节，所述pH值调节后含盐废水蒸发结晶母液的pH值≥7，然后与氯化钙或氯化钙水合物混合，得到混合液；
所述含盐废水蒸发结晶母液的进水温度为40～100℃；所述pH值调节采用氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的一种或多种进行；所述pH值调节后的母液含水量与氯化钙或氯化钙水合物的质量比例为1:(0.1～1)；
2)将步骤1)得到的混合液进行真空低温蒸发结晶，所述真空低温蒸发结晶在搅拌的条件下进行；蒸发温度为40～90℃，所述真空低温蒸发结晶的时间为30分钟～60分钟，得到固液混合物，并产生冷凝水，所得固液混合物再自然冷却结晶，得到固体产物；
所述含盐废水蒸发结晶母液含有氯化钠、硫酸钠和硝酸钠中的一种或多种，波美度为21～35；所述含盐废水蒸发结晶母液为煤化工综合排放废水蒸发结晶处理过程中所产生的母液、电子封装项目重金属MVR蒸发结晶处理过程中所产生的母液、医药中间体项目废水三效蒸发结晶处理过程中所产生的母液。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述含盐废水蒸发结晶母液的处理系统包括：
pH值调节混合装置，所述pH值调节混合装置具有进水口和氯化钙药剂进口；
与所述pH值调节混合装置连接的真空低温蒸发结晶装置，所述真空低温蒸发结晶装置具有冷凝水出口和固液混合物出口；
与所述真空低温蒸发结晶装置的固液混合物出口连接的自然冷却结晶装置，所述自然冷却结晶装置具有固体产品出口。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述处理系统还包括：蒸发结晶母液收集槽和提升泵；所述蒸发结晶母液收集槽中的母液通过提升泵送入pH调节混合装置；
所述真空低温蒸发结晶装置中设置有搅拌机。
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