CN109297033A - 一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，工艺简单易行，具有较好的工业应用前景。涉及煤化工、化肥、化纤和农药等行业。

Description

一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法
技术领域
本发明涉及一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，属于危废无害化资源化环保领域。
背景技术
通常高盐废水是指含有机物和至少总溶解固体（TDS）的质量分数大于 3.5%的废水。因为在这类废水中，除了含有有机污染物，还含有大量可溶性的无机盐，如 Cl-、Na+、SO4 2-、Ca2+等，这类废水一般是生化处理的极限。目前高盐废水处理方法主要有生化处理法、蒸发浓缩法和多效蒸馏法等。随着生化技术的进步与发展，耐盐嗜盐菌的成功分离、培养、驯化使得采用生化方法处理浓盐废水成为可能，特别是利用耐盐嗜盐菌种，采用物化-生化耦合工艺技术，更加促进了浓盐废水处理的工程化。生化技术的发展，虽然提高了菌种的环境适应性，可以降低浓盐废水中的 COD 含量。但是，由于耐盐嗜盐菌的环境适应性有一定限度，仍然有大量的浓盐废水面临有效处理的难题。只有将浓盐废水中的 COD去除，同时将浓盐水的可溶性盐类物质分离处理，才是浓盐废水的最终处置目标。为此，有人提出了“浓盐水低温热利用-蒸发-结晶工艺”技术处理此类废水。然而，最终结果并不是得到该工艺技术期望得到的结果—工业盐和回用淡水。这是因为废水中的盐类物质多为氯盐，在水中的溶解度特别大，采用浓缩、降温的结晶方法，根本无法高效分离出盐类物质，无法实现高盐废水的无害化处置。
基于此，本发明提出一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法新思路，将电炉或燃烧炉加热设备进行升温，待温度达1200-1500℃时，将碳质燃料、高盐废水、硫酸盐、二氧化硅按照一定比例混匀并加入至加热炉内将高盐废水置于电炉或燃烧炉中，此后通过喷枪向熔池中鼓入氧化性气体进行有机污染物等的富氧燃烧，实现高盐废水中有机污染物等的无害化处理，通过二氧化硅、碳质燃料、硫酸盐将盐中钠盐转变为硅酸盐，并将所产生富含HCl、NOX、SOX等有毒物质的烟气经净化处理，最终实现化肥行业高盐废水的无害化处置，所发明工艺操作简单，具有较好的工业应用前景。
发明内容
本发明通过以下技术方案实现：
（1）将电炉或燃烧炉加热设备进行升温，升温终点为：温度达1200-1500℃；
（2）温度达1200-1500℃时，将碳质燃料、高盐废水、硫酸盐、二氧化硅按照一定比例混匀并加入至加热炉内将高盐废水置于电炉或燃烧炉中，此后通过喷枪向熔池中鼓入氧化性气体进行有机污染物等的富氧燃烧，实现高盐废水中有机污染物等的无害化处理，通过碳质燃料、二氧化硅、硫酸盐将盐中钠盐转变为硅酸盐；
（3）燃烧所释放HCl、NOX，SOX等有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，电炉或燃烧炉中熔融盐倾倒出后则转变为硅酸盐。
所述步骤（1）中的化肥行业有机高盐废水COD含量大于100 ppm；
所述步骤（2）中的反应时间为10-700 min；所加入碳质燃料、高盐废水、硫酸盐的质量比为1:20:2-1:5:1；二氧化硅加入量为高盐废水质量的0.02-5.0倍；氧化性气体为空气、氧气或两者的混合气体，鼓入压力为0.005-10.0MPa。
本发明利用高盐废水中有机污染物易于燃烧气化和氯化钠成分氧化性气氛下易于生成硅酸盐的特点，提出一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，以实现煤化工、化纤、化肥和农药行业高盐废水的无害化处置，本发明具有的有益效果和优点是：
（1）利用煤化工、化肥和农药行业中有机污染物易于燃烧气化的特点，提出燃烧法对其进行无害化处理，方法使用范围广，且工艺流程短，操作简单易行，具有较大的工业应用前景；
（2）加入碳质燃料、高盐废水、硫酸盐、二氧化硅，使高盐废水中氯化物转变成硅酸盐，使其资源化。
附图说明 图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
实施例1
电炉升温至1400℃时，将400 Kg化肥行业高盐废水、硫酸盐、碳质燃料和二氧化硅混合物（COD含量10000 ppm）置于电炉中，高盐废水、硫酸盐、碳质燃料和二氧化硅的加入质量比例为：1:20:1:2，此后将喷枪插入物料中鼓入氧气，氧气鼓入压力为0.3 MPa，进行废盐中有机物的燃烧和氯化钠组分的硅酸盐化转变，保温100 min后，硅酸盐产品倾倒进入中间包转移，所产生HCl、NOX，SOX等有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，经检测熔融燃烧处理后废盐COD含量为30mg/L，达到废盐排放有机物含量标准，硅酸盐产品纯度＞98%，杂质含量低于国家标准。
实施例2
燃烧炉升温至1200℃时，将700 Kg煤化工行业高盐废水、硫酸盐、碳质燃料和二氧化硅混合物（COD含量400 ppm）置于燃烧炉中，高盐废水、硫酸盐、碳质燃料和二氧化硅的加入质量比例为：1:10:1:2.5，此后将喷枪插入物料中鼓入氧气，氧气鼓入压力为2.8 MPa，进行废盐中有机物的燃烧和氯化钠组分的硅酸盐化转变，保温70 min后，硅酸盐产品倾倒进入中间包转移，所产生HCl、NOX，SOX等有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，经检测熔融燃烧处理后废盐COD含量为17mg/L，达到废盐排放有机物含量标准，硅酸盐产品纯度＞98%，杂质含量低于国家标准。
实施例3
电炉升温至1500℃时，将1000 Kg化纤行业高盐废水、硫酸盐、碳质燃料和二氧化硅混合物（COD含量1000 ppm）置于电炉中，高盐废水、硫酸盐、碳质燃料和二氧化硅的加入质量比例为：1:15:1:1.5，此后将喷枪插入物料中鼓入氧气，氧气鼓入压力为5.0 MPa，进行废盐中有机物的燃烧和氯化钠组分的硅酸盐化转变，保温200 min后，硅酸盐产品倾倒进入中间包转移，所产生HCl、NOX，SOX等有毒物质的烟气经净化处理后排入大气，经检测熔融燃烧处理后废盐COD含量为10mg/L，达到废盐排放有机物含量标准，硅酸盐产品纯度＞98%，杂质含量低于国家标准。

Claims (7)

1.一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，其特征在于含有以下工艺步骤：对电炉或燃烧炉加热设备进行升温，待温度达1200-1500℃时，将碳质燃料、高盐废水、硫酸盐按照一定比例混匀并加入至加热炉内，其后通过喷枪向熔池中鼓入氧化性气体进行其中有机物的富氧燃烧，并其中添加一定量二氧化硅，所产生富含NOX、HCl、SOX等有毒物质的烟气经净化处理后排入空气。
2.根据权利要求1所述，一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，其特征在于：所处理煤化工、化肥和农药行业高盐废水有机污染物含量大于100 ppm。
3.根据权利要求1所述，一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，其特征在于：物料加入温度为1200-1500℃，其后该温度下保温10-700 min。
4.根据权利要求1所述，一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，其特征在于：所通入氧化性气体为空气、氧气或两者的混合气体，鼓入压力为0.005-10.0MPa。
5.根据权利要求1所述，一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，其特征在于：燃烧过程中向熔融盐中加入一定量二氧化硅，加入量为高盐废水质量的0.02-5.0倍。
6.根据权利要求1所述，一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，其特征在于：所产生富含NOX、HCl、SOX等有毒物质的烟气经净化处理后再排入空气。
7.根据权利要求1所述，一种高盐废水资源化处置制备硅酸盐的方法，其特征在于：所加入碳质燃料、高盐废水、硫酸盐的质量比为1:20:2-1:5:1。
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