CN111925061A - 一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，对废水中的白炭黑粉末和硫酸钠进行针对性处理、分离、回收，同时对工艺流程中产生的二氧化碳和蒸汽热量进行回收。本发明中提出的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，回收率高，回收工艺简单，环境污染小，实现了对废水资源的充分利用，达到废水资源的最大优化。
Description
技术领域
本发明涉及污水治理领域，尤其涉及一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺。
背景技术
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是炭黑的代用品，白炭黑经典的制造方法分三类:气相法、沉淀法和非金属矿离解法。“沉淀法白炭黑”是将水玻璃与酸作用，先生成硅酸，然后分解制得。“沉淀法白炭黑”常规生产中，每生产1吨“沉淀法白炭黑”产品排放废水60.00m3,该废水中有副产品硫酸钠0.67吨，白炭黑微粒60公斤(由于“沉淀法白炭黑”极细，难于沉淀)。如果企业按年产5万吨“沉淀法白炭黑”产品计算，则每年排放废水300×104m3，其中含有副产品硫酸钠3.35万吨，白炭黑微粒0.3万吨，既浪费了资源，又严重污染了环境。
为解决上述问题，本申请中提出一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，对废水中的白炭黑粉末和硫酸钠进行针对性处理、回收，同时对工艺流程中产生的二氧化碳和蒸汽热量进行回收，回收率高，回收工艺简单，环境污染小，实现了对废水资源的充分利用，达到废水资源的最大优化。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，包括如下步骤：
S1、将废水转移至废水回收池，向废水中加入缓冲剂，调节废水的pH值至中7.5-8.5；
S2、将预处理后的废水排入厌氧好氧处理系统，降低COD至200mg/mL以下；
S3、通入沉淀池静置24h-48h，分离得到上清液和沉淀；
S4、采用板框压滤设备对上清液过滤，得到滤饼和滤液；
S5、将滤饼和沉淀合并，水洗，干燥，得到白炭黑回收物；
S6、将上清液、滤液和水洗液合并，进入蒸发罐，加热、浓缩处理，得到浓缩液；
S7、浓缩液采用纳滤膜过滤，得到二次浓缩液和渗透液；
S8、渗透液转移至废水回收池；
S9、对二次浓缩液进行加热、加压，得到饱和晶浆；
S10、将饱和晶浆转移至闪蒸室，降压、降温，闪蒸处理，得到硫酸钠晶体；
S11、将S6和S10中产生的蒸汽转移至换热器中，回收余热，并将生成的冷凝水泵送至加工工段，作为生产用水。
优选的，S1中加入的缓冲剂为碳酸氢钠溶液，反应方程式为：
2NaHCO3+H2SO4＝＝2NaSO4+2CO2+2H2O。
优选的，在0.02MPa，40℃条件下，将S1中产生的气体通入气体分离系统，再加压至0.65MPa，对S1中产生的二氧化碳气体进行回收。
优选的，板框压滤设备采用带式压滤机，其中板框内边长为1000-1500毫米，板框厚度为60-70毫米，过滤面积为800-1000平方米。
优选的，纳滤膜的留分子量为200至350Dalton，操作压力0.7-0.8Mpa，操作温度为50℃-70℃，进水流量为9-12m3/hr，浓水流量为2-3m3/hr。
优选的，对纳滤膜每间隔15min反冲一次，反冲时长为10-15s。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明提出一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，对废水中的白炭黑粉末和硫酸钠进行针对性处理、回收，同时对工艺流程中产生的二氧化碳和蒸汽热量进行回收，回收率高，回收工艺简单，环境污染小，实现了对废水资源的充分利用，达到废水资源的最大优化。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
本发明提出的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，包括如下步骤：
S1、将废水转移至废水回收池，向废水中加入缓冲剂，调节废水的pH值至7.5；
S2、将预处理后的废水排入厌氧好氧处理系统，降低COD至200mg/mL以下；
S3、通入沉淀池静置24h-48h，分离得到上清液和沉淀；
S4、采用板框压滤设备对上清液过滤，得到滤饼和滤液；
S5、将滤饼和沉淀合并，水洗，干燥，得到白炭黑回收物；
S6、将上清液、滤液和水洗液合并，进入蒸发罐，加热、浓缩处理，得到浓缩液；
S7、浓缩液采用纳滤膜过滤，得到二次浓缩液和渗透液；
S8、渗透液转移至废水回收池；
S9、对二次浓缩液进行加热、加压，得到饱和晶浆；
S10、将饱和晶浆转移至闪蒸室，降压、降温，闪蒸处理，得到硫酸钠晶体；
S11、将S6和S10中产生的蒸汽转移至换热器中，回收余热，并将生成的冷凝水泵送至加工工段，作为生产用水。
在一个可选的实施例中，S1中加入的缓冲剂为碳酸氢钠溶液，反应方程式为：
2NaHCO3+H2SO4＝＝2NaSO4+2CO2+2H2O。
在一个可选的实施例中，在0.02MPa，40℃条件下，将S1中产生的气体通入气体分离系统，再加压至0.65MPa，对S1中产生的二氧化碳气体进行回收。
在一个可选的实施例中，板框压滤设备采用带式压滤机，其中板框内边长为1000毫米，板框厚度为60毫米，过滤面积为800平方米。
在一个可选的实施例中，纳滤膜的留分子量为200至350Dalton，操作压力0.7Mpa，操作温度为50℃，进水流量为9m3/hr，浓水流量为2m3/hr。
在一个可选的实施例中，对纳滤膜每间隔15min反冲一次，反冲时长为10s。
实施例2
本发明提出的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，包括如下步骤：
S1、将废水转移至废水回收池，向废水中加入缓冲剂，调节废水的pH值至8.5；
S2、将预处理后的废水排入厌氧好氧处理系统，降低COD至200mg/mL以下；
S3、通入沉淀池静置24h-48h，分离得到上清液和沉淀；
S4、采用板框压滤设备对上清液过滤，得到滤饼和滤液；
S5、将滤饼和沉淀合并，水洗，干燥，得到白炭黑回收物；
S6、将上清液、滤液和水洗液合并，进入蒸发罐，加热、浓缩处理，得到浓缩液；
S7、浓缩液采用纳滤膜过滤，得到二次浓缩液和渗透液；
S8、渗透液转移至废水回收池；
S9、对二次浓缩液进行加热、加压，得到饱和晶浆；
S10、将饱和晶浆转移至闪蒸室，降压、降温，闪蒸处理，得到硫酸钠晶体；
S11、将S6和S10中产生的蒸汽转移至换热器中，回收余热，并将生成的冷凝水泵送至加工工段，作为生产用水。
在一个可选的实施例中，S1中加入的缓冲剂为碳酸氢钠溶液，反应方程式为：
2NaHCO3+H2SO4＝＝2NaSO4+2CO2+2H2O。
在一个可选的实施例中，在0.02MPa，40℃条件下，将S1中产生的气体通入气体分离系统，再加压至0.65MPa，对S1中产生的二氧化碳气体进行回收。
在一个可选的实施例中，板框压滤设备采用带式压滤机，其中板框内边长为1200毫米，板框厚度为65毫米，过滤面积为900平方米。
在一个可选的实施例中，纳滤膜的留分子量为200至350Dalton，操作压力0.75Mpa，操作温度为60℃，进水流量为10m3/hr，浓水流量为2.5m3/hr。
在一个可选的实施例中，对纳滤膜每间隔15min反冲一次，反冲时长为13s。
实施例3
本发明提出的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，包括如下步骤：
S1、将废水转移至废水回收池，向废水中加入缓冲剂，调节废水的pH值至8；
S2、将预处理后的废水排入厌氧好氧处理系统，降低COD至200mg/mL以下；
S3、通入沉淀池静置24h-48h，分离得到上清液和沉淀；
S4、采用板框压滤设备对上清液过滤，得到滤饼和滤液；
S5、将滤饼和沉淀合并，水洗，干燥，得到白炭黑回收物；
S6、将上清液、滤液和水洗液合并，进入蒸发罐，加热、浓缩处理，得到浓缩液；
S7、浓缩液采用纳滤膜过滤，得到二次浓缩液和渗透液；
S8、渗透液转移至废水回收池；
S9、对二次浓缩液进行加热、加压，得到饱和晶浆；
S10、将饱和晶浆转移至闪蒸室，降压、降温，闪蒸处理，得到硫酸钠晶体；
S11、将S6和S10中产生的蒸汽转移至换热器中，回收余热，并将生成的冷凝水泵送至加工工段，作为生产用水。
在一个可选的实施例中，S1中加入的缓冲剂为碳酸氢钠溶液，反应方程式为：
2NaHCO3+H2SO4＝＝2NaSO4+2CO2+2H2O。
在一个可选的实施例中，在0.02MPa，40℃条件下，将S1中产生的气体通入气体分离系统，再加压至0.65MPa，对S1中产生的二氧化碳气体进行回收。
在一个可选的实施例中，板框压滤设备采用带式压滤机，其中板框内边长为1500毫米，板框厚度为70毫米，过滤面积为1000平方米。
在一个可选的实施例中，纳滤膜的留分子量为200至350Dalton，操作压力0.8Mpa，操作温度为70℃，进水流量为12m3/hr，浓水流量为3m3/hr。
在一个可选的实施例中，对纳滤膜每间隔15min反冲一次，反冲时长为15s。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (6)
1.一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将废水转移至废水回收池，向废水中加入缓冲剂，调节废水的pH值至7.5-8.5；
S2、将预处理后的废水排入厌氧好氧处理系统，降低COD至200mg/mL以下；
S3、通入沉淀池静置24h-48h，分离得到上清液和沉淀；
S4、采用板框压滤设备对上清液过滤，得到滤饼和滤液；
S5、将滤饼和沉淀合并，水洗，干燥，得到白炭黑回收物；
S6、将上清液、滤液和水洗液合并，进入蒸发罐，加热、浓缩处理，得到浓缩液；
S7、浓缩液采用纳滤膜过滤，得到二次浓缩液和渗透液；
S8、渗透液转移至废水回收池；
S9、对二次浓缩液进行加热、加压，得到饱和晶浆；
S10、将饱和晶浆转移至闪蒸室，降压、降温，闪蒸处理，得到硫酸钠晶体；
S11、将S6和S10中产生的蒸汽转移至换热器中，回收余热，并将生成的冷凝水泵送至加工工段，作为生产用水。
2.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，其特征在于，S1中加入的缓冲剂为碳酸氢钠溶液，反应方程式为：
2NaHCO3+H2SO4＝＝2NaSO4+2CO2+2H2O。
3.根据权利要求2所述的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，其特征在于，在0.02MPa，40℃条件下，将S1中产生的气体通入气体分离系统，再加压至0.65MPa，对S1中产生的二氧化碳气体进行回收。
4.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，其特征在于，板框压滤设备采用带式压滤机，其中板框内边长为1200毫米，板框厚度为65毫米，过滤面积为900平方米。
5.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，其特征在于，纳滤膜的留分子量为200至350Dalton，操作压力0.75Mpa，操作温度为60℃，进水流量为9-12m3/hr，浓水流量为2-3m3/hr。
6.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺，其特征在于，对纳滤膜每间隔15min反冲一次，反冲时长为10-15s。
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| CN202010810936.6A CN111925061A (zh) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | 一种白炭黑生产废水的资源化处理工艺 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113044859A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-29 | 四川思达能环保科技有限公司 | 从白炭黑料液中回收硫酸钠的方法 |
| CN115448512A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-12-09 | 上海力脉环保设备有限公司 | 一种碳化法白炭黑生产废水的处理方法 |
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2020
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