CN109650835B - 一种高盐废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高盐废水处理方法，该工艺将高盐废水与粉煤灰、脱硫石膏、碱性激发剂、细沙混合后，进行筑模养护，拆模后即可形成有一定强度的砌块。该方法在实现对高盐废水中盐分及重金属固化的同时，生产出一种非承重式建筑材料。该工艺与其他工艺相比，具有盐分固化效果好、原料易得、操作简单、能耗低等优点。

Description

一种高盐废水处理方法
技术领域
本发明属于环保领域，特别涉及一种高盐废水处理方法。
技术背景
本发明中高盐废水是指总含盐质量分数至少5％的废水，其产生途径可为火电厂脱硫废水、煤矿矿井水、煤化工废水及石油、天然气开采加工废水及上述水源或其他水源通过膜法、蒸发法处理后产生的高盐废水。该类废水含盐量高且含有其他多种有害物质，如重金属、氨氮、有机污染物，其若未经处理直接排放，势必会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水生产极大的危害。
目前处理高盐废水多采用以下三种技术：
一、蒸汽蒸发工艺
高盐废水蒸汽蒸发工艺是指高盐废水经预处理后，通过蒸汽的热量将高盐废水中的水分蒸干，以实现高盐废水零排放。这种技术常规的工艺路线为：预处理+膜浓缩+蒸发结晶(MVR或MED)。
蒸汽蒸发工艺可以实现高盐废水的零排放，而且国内已经有成功运行的工程案例。但是这种方法也存在很多不足：由于采用膜浓缩和蒸发结晶工艺，整个系统占地面积大，且这种工艺投资成本及运行成本高，生产的纯盐或杂盐难以再次利用。
二、烟气蒸发工艺
高盐废水烟气蒸发工艺是指通过锅炉产生的烟气的热量将高盐废水中的水分蒸干，蒸干后产生的灰分随除尘器一起处理，以实现高盐废水零排放。根据烟气来源不同，该工艺可分为高温烟气蒸发和低温烟气蒸发。
高温烟气蒸发是指从空气预热器前引出一部分高温烟气将高盐废水蒸发，蒸发后的烟气进入除尘器前的烟道内，产生的粉尘通过除尘器进行去除，实现零排放；低温烟气蒸发是指将高盐废水喷入空气预热器与除尘器间的低温烟道内，使高盐废水蒸干，产生的粉尘通过后面的除尘器进行收集，实现高盐废水零排放的工艺。
烟气蒸发工艺的特点是整个系统相对简单，占地面积小，投资和运行成本都较低；工艺路线多，不同运行工况可以选择不同的工艺路线；蒸发后产生的粉尘可以由后续的除尘器进行去除，无二次污染物产生。但是，烟气蒸发工艺对工艺设计的要求较高，设计不好时会存在烟道结垢和腐蚀等问题。
三、干灰拌湿法
将高盐废水直接排入灰场进行干灰拌湿，费用低，操作简单，但在降雨及地面径流的作用下，盐分及有害物质依然会扩散至地下水及地表水中，对环境造成不可估量的影响。
发明内容
本发明涉及一种高盐废水处理方法，通过将高盐废水与粉煤灰、高盐石膏、钢渣粉及碱性激发剂混合，进行筑模养护，拆模后即可形成有一定强度的砌块，所得砌块强度高。该方法在实现对高盐废水中盐分及重金属固化的同时，提供了一种非承重式建筑材料。该工艺与其他工艺相比，具有盐分固化效果好、原料易得、操作简单、能耗低等优点。该工艺所生产的砌块可满足国家标准要求，作为道路围挡、空心砖、道地砖、建筑二次结构等非承重建筑材料。本发明充分利用工业固废作为处理高盐废水的基材，是一种协同治理高盐废水及固废的新型环保技术。
本发明采取的技术方案如下：
(1)一种高盐废水处理方法，该工艺将高盐废水与粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、碱性激发剂、细沙混合，进行筑模养护，拆模后即可形成有一定强度的砌块。
(2)根据(1)所述的高盐废水处理方法，高盐废水中盐含量为10％以上。
(3)根据(1)或(2)所述的高盐废水处理方法，高盐废水主要含有Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4 2-等离子。
(4)根据(1)-(3)任一项所述的高盐废水处理方法，高盐废水的温度范围为-5摄氏度至80摄氏度，优选的，高盐废水温度为20摄氏度。
(5)根据(1)-(4)任一项所述的高盐废水处理方法，物料的混合顺序包括以下之一：高盐废水与碱性激发剂形成组分A，粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、细沙形成组分B，A与B混合；粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、碱性激发剂、细沙形成组分C，高盐废水与组分C混合。优选的高盐废水与碱性激发剂形成组分A，粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、细沙形成组分B，A与B混合。
(6)根据(1)-(5)任一项所述的高盐废水处理方法，所述碱性激发剂包括以下之一或至少两种的任意组合：氢氧化钠、硅酸钠、氢氧化钾、硅酸钾。优选的氢氧化钠、硅酸钠组合。
(7)根据(1)-(6)任一项所述的高盐废水处理方法，处理1份高盐废水，所需粉煤灰0.5-1.2份，脱硫石膏0-0.3份，钢渣粉0-1.2份，碱性激发剂0.05-0.6份，细沙2-7份。优选粉煤灰1份，脱硫石膏0.1份，钢渣粉0.7份，碱性激发剂0.2份，细沙6份。
(8)根据(1)-(7)任一项所述的高盐废水处理方法，养护温度应为20摄氏度至100摄氏度，优选的养护温度为80摄氏度，养护方式为喷水养护或蒸汽养护。优选蒸汽养护。
(9)根据(1)-(8)任一项所述的高盐废水处理方法制备的砌块，砌块的应用范围包括以下：道路围挡、空心砖、地砖、建筑二次结构等。
本发明有益技术效果在于：能源行业产生大量的高盐废水，将高盐废水与粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、碱性激发剂、细沙混合，进行筑模养护，拆模后即可形成有一定强度的砌块，所得砌块强度高。该方法在实现对高盐废水中盐分及重金属固化的同时，循环利用固化废料提供了一种非承重式建筑材料。该工艺与其他工艺相比，具有盐分固化效果好、原料易得、操作简单、节能环保等优点。
本发明充分利用工业固废作为处理高盐废水的基材，是一种协同治理高盐废水及固废的新型环保技术。
具体实施方式
对比例1：
取1L火电厂通过双碱法预处理，膜法浓缩的高盐度脱硫废水，其pH为6.0～7.0，TDS大于190g/L，主要盐分为氯化钠，其中氯离子含量115g/L，钠离子含量75g/L，温度为20摄氏度，将其与2kg，425标号硅酸盐水泥拌和，筑入100*100*100mm模具，振动台震实，一天后拆模，在恒温养护箱20摄氏度，湿度95％条件下养护7天，测7天及28天强度及盐分浸出。
对比例2：
取1L经预处理及电渗析处理的矿井水浓水，其pH为3.0～7.0，TDS大于200g/L，温度为20摄氏度，将其与2kg425标号硅酸盐水泥，6kg细沙拌和，筑入100*100*100mm模具，振动台震实，一天后拆模，在恒温养护箱20摄氏度，湿度95％条件下养护7天，测7天及28天强度及盐分浸出。
发明例1：
取1L经预处理及电渗析处理的矿井水浓水，其pH为6.0～7.0，TDS大于200g/L，温度为20摄氏度，将其与0.2kg硅酸钠粉末及0.1kg片状氢氧化钠混合均匀，形成均匀溶液，将此均匀溶液与1.0kg粉煤灰，0.8kg水淬钢渣粉，6kg细沙拌和，筑入100*100*100mm模具，振动台震实，一天后拆模，在恒温养护箱20摄氏度，湿度95％条件下养护7天，测7天及28天强度及盐分浸出。
发明例2：
取1L经预处理及电渗析处理的矿井水浓水，其pH为3.0～7.0，TDS大于180g/L，温度为20摄氏度，将其与0.1kg硅酸钠粉末及0.1kg片状氢氧化钠混合均匀，形成均匀溶液，将此均匀溶液与0.8kg粉煤灰，0.1kg脱硫石膏，0.6kg水淬钢渣粉，5kg细沙拌和，筑入100*100*100mm模具，振动台震实，一天后拆模，在恒温养护箱20摄氏度，湿度95％条件下养护7天，测7天及28天强度及盐分浸出。
发明例3：
取1L火电厂通过双碱法预处理，膜法浓缩的高盐度脱硫废水，其pH为6.0～7.0，TDS大于190g/L，主要盐分为氯化钠，其中氯离子含量115g/L，钠离子含量75g/L，温度为20摄氏度，将其与0.2kg硅酸钠粉末及0.1kg片状氢氧化钠混合均匀，形成均匀溶液，将此均匀溶液与1.0kg粉煤灰，0.8kg水淬钢渣粉，6kg细沙拌和，筑入100*100*100mm模具，振动台震实，一天后拆模，在恒温养护箱80摄氏度，湿度95％条件下养护7天，测7天及28天强度及盐分浸出。
发明例4：
取1L经预处理及电渗析处理的矿井水浓水，其pH为3.0～7.0，TDS大于180g/L，温度为20摄氏度，将0.1kg硅酸钠粉末、0.1kg片状氢氧化钠、0.8kg粉煤灰、0.1kg脱硫石膏、0.6kg水淬钢渣粉、5kg细沙搅拌均匀，将此浓盐水与搅拌均匀的固体物料均匀拌和，筑入100*100*100mm模具，振动台震实，一天后拆模，在恒温养护箱20摄氏度，湿度95％条件下养护7天，测7天及28天强度及盐分浸出。
盐分浸出率测定方法：将上述试块浸泡在pH约5.6的水溶液中，固液比为1：10，20摄氏度下翻转震荡18h，测定水溶液的总盐分。
盐分浸出率＝浸出液总盐分/浓盐水总盐分×100％
表1效果对比
名称 7天强度 28天强度 28天盐份浸出率
对比例1 7.0MPa 36.7MPa 69％
对比例2 6.7MPa 42.1MPa 63％
发明例1 22.1MPa 75.3MPa 6.1％
发明例2 23.6MPa 82.6MPa 7.3％
发明例3 35.7Mpa 80.3MPa 7.7％
发明例4 32.1Mpa 69.9Mpa 7.2％
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改与变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高盐废水处理方法，其特征在于：将高盐废水与粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、碱性激发剂、细沙混合，进行筑模养护；处理1份高盐废水，所需粉煤灰0.5-1.2份，脱硫石膏0-0.3份，钢渣粉0-1.2份，碱性激发剂0.2-0.6份，细沙2-7份；
其中碱性激发剂包括以下之一或至少两种的任意组合：氢氧化钠、硅酸钠、氢氧化钾、硅酸钾；
混合顺序包括以下之一：高盐废水与碱性激发剂形成组分A，粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、细沙形成组分B，A与B混合；粉煤灰、脱硫石膏、钢渣粉、碱性激发剂、细沙形成组分C，高盐废水与组分C混合；
高盐废水中盐含量为10％以上；
高盐废水中含有Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4 2-离子。
2.根据权利要求1所述的高盐废水处理方法，其特征在于：高盐废水的温度范围为-5摄氏度至80摄氏度。
3.根据权利要求1所述的高盐废水处理方法，其特征在于：所述高盐废水的温度为20摄氏度。
4.根据权利要求1所述的高盐废水处理方法，其特征在于：所述养护温度为20摄氏度至100摄氏度，养护方式为喷水养护或蒸汽养护。
5.根据权利要求1所述的高盐废水处理方法，其特征在于：所述养护温度为80摄氏度，养护方式为喷水养护或蒸汽养护。
6.根据权利要求1至5任一项所述的高盐废水处理方法制备的砌块，其特征在于：所述砌块的应用范围包括以下：道路围挡、空心砖、地砖、建筑二次结构。
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