CN112093834A - 含盐废水的分盐处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含盐废水的分盐处理系统和处理方法。分盐处理系统中，加热器对将含盐废水进行一级蒸发处理，使含盐废水中的硫酸铵达到过饱和状态，然后进入结晶分离器，在结晶分离器中进行一级结晶处理，含盐废水中达到过饱和状态的硫酸铵会结晶析出过饱和的硫酸铵晶体；然后进入第二蒸发结晶装置，通过加热反应釜对浓缩母液进行加热蒸发，在二级蒸发结晶过程中，硫酸铵先结晶析出，硝酸铵始终保持在不饱和状态，以保证在二级蒸发结过程中硝酸铵不结晶析出，最后通过第一固液分离器进行固液分离，从而进一步得到高纯度的硫酸铵晶体。该分盐处理系统可以从含硫酸铵和硝酸铵的废水中分离出占优势地位的硫酸铵，且分理出的硫酸铵纯度高，杂质含量低。

Description

含盐废水的分盐处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种含盐废水的分盐处理系统及处理方法。

背景技术

在很多化工生产过程中，会产生大量含硫酸铵和硝酸铵的废水。例如脱硝技术中，会产生主要成分为硫酸铵和硝酸铵的废水。含硫酸铵和硝酸铵的废水排放到自然水体中，会导致水体中氮的含量严重超标，造成水体富营养化，进而破坏水体的生态平衡；故而，需要对其废水处理才能排放。

在含硫酸铵和硝酸铵的废水的传统分盐处理工艺中，是通过膜渗透处理将含硫酸铵和硝酸铵的废水中的不同离子分离，或通过化学沉淀回收其中的离子，但膜渗透处理的成本高昂，不利于工业化生产，而化学沉淀处理会引入新的离子，容易造成二次污染，形成二次工业废水，且净化效率不高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

基于此，有必要提供一种含盐废水的分盐处理系统及处理方法，该分盐处理方法及处理系统能对含硫酸铵和硝酸铵的废水进行高效的分盐处理。

本发明的技术方案如下：

本发明的一方面提供了一种含盐废水的分盐处理系统，包括：

第一蒸发结晶装置，包括换热器、排气冷凝器、结晶分离器及加热器；所述换热器的第一出液口与所述排气冷凝器的进液口连接；所述排气冷凝器的第一出液口与所述结晶分离器的进液口连接；所述结晶分离器的第一出液口与所述加热器的进液口连接，以对含盐废水进行一级结晶处理；所述加热器的第一出液口与所述结晶分离器的进液口连接，所述加热器的排气口与所述排气冷凝器的进气口连接，以对含盐废水进行一级蒸发处理；

第二蒸发结晶装置，包括加热反应釜及第一固液分离器；所述加热反应釜的进液口与所述结晶分离器的第二出液口连接，所述加热反应釜的出液口与所述第一固液分离器的进液口连接，所述加热反应釜用于对所述一级结晶处理得到的第一浓缩母液进行二级蒸发结晶，所述第一固液分离器用于对经所述二级蒸发结晶后的产物进行固液分离。

在其中一些实施例中，所述第一固液分离器的出液口与所述加热反应釜的进液口连接。

在其中一些实施例中，所述第一蒸发结晶装置还包括浓缩液泵、稠厚器、第二固液分离器、第一母液罐及母液泵；所述结晶分离器的第二出液口与所述稠厚器的进液口连接，所述稠厚器的第一出液口与所述第二固液分离器的进液口连接，所述第二固液分离器的出液口与所述第一母液罐的出液口连接，所述第一母液罐的出液口与所述结晶分离器的进液口连接，以使经所述一级结晶得到的所述第一浓缩母液循环进行所述一级蒸发处理；

所述浓缩液泵设于所述结晶分离器的出液口与所述稠厚器的进液口之间的连接管路上；所述母液泵设于所述第一母液罐的出液口与所述结晶分离器的进液口之间的连接管路上，且所述母液泵的出液口与所述第一固液分离器的进液口连接。

在其中一些实施例中，所述第二蒸发结晶装置还包括第二母液罐、第二输送泵、喷雾干燥塔、风机和冷凝器；所述第二母液罐的进液口与所述第一固液分离器的出液口连接，所述第二母液罐的出液口与所述喷雾干燥塔的进液口连接，所述喷雾干燥器的出气口与所述风机的进气口连接；所述第二输送泵位于所述第二母液罐的出液口与所述喷雾干燥塔的进液口之间的连接管路上，所述冷凝器的进气口与所述加热反应釜的出气口连接。

在其中一些实施例中，所述第一蒸发结晶装置还包括强制循环泵；所述强制循环泵位于所述结晶分离器的第一出液口与所述加热器的进液口之间连接的管路上。

在其中一些实施例中，所述第一蒸发结晶装置还包括洗气塔及蒸汽压缩机；所述洗气塔的进气口与所述结晶分离器的出气口连接，所述洗气塔的出气口与所述蒸汽压缩机的进气口连接，以对所述一级结晶处理得到的第一蒸汽进行洗气处理，所述蒸汽压缩机的出气口与所述加热器的进气口连接，以使经所述洗气处理后的第一蒸汽回到所述加热器作为热源；所述洗气塔的出液口与所述结晶分离器的进液口连接。

在其中一些实施例中，所述洗气塔中设置有酸洗区间与碱洗区间，以对所述第一蒸汽进行酸洗和碱洗。

在其中一些实施例中，所述第一蒸发结晶装置还包括蒸馏水罐；所述加热器的第二出液口与所述蒸馏水罐的进液口连接，所述蒸馏水罐的出液口与所述换热器的第一进液口连接。

本发明的另一方面提供一种含盐废水的分盐处理方法，包括以下步骤：

提供含盐废水，所述含盐废水含20wt％～45wt％硫酸铵和1wt％～10wt％硝酸铵；

将所述含盐废水预热后进行一级蒸发处理，直至含盐废水的温度为100℃～110℃、且控制所述一级蒸发处理时的压力为-0.1mPa～0.1mPa以使所述含盐废水中的硫酸铵达到过饱和状态，然后进行一级结晶处理；得到硫酸铵晶体和第一浓缩母液；

将所述第一浓缩母液进行二级蒸发结晶，直至经所述二级蒸发结晶后的第二浓缩母液中所述硝酸铵的含量达到25wt％～30wt％，然后经固液分离得到硫酸铵晶体。

在其中一些实施例中，当所述第一浓缩母液中所述硝酸铵的含量达到15wt％～20wt％时，将所述第一浓缩母液进入所述二级蒸发结晶步骤；

当所述第一浓缩母液中所述硝酸铵的含量低于15wt％时，则将所述第一浓缩母液继续循环进行所述一级蒸发处理步骤。

在其中一些实施例中，所述一级结晶处理的步骤还得到第一蒸汽；

所述分盐处理方法还包括对所述第一蒸汽进行洗气，得到净化蒸汽的步骤。

在其中一些实施例中，所述洗气步骤包括酸洗和碱洗。

在其中一些实施例中，将所述净化蒸汽作为所述一级蒸发处理时的热源。

在其中一些实施例中，所述固液分离步骤还得到废液；

所述分盐处理方法还包括将所述废液进行干燥，得到固体废物的步骤。

有益效果

本发明的含盐废水的分盐处理系统可用于含硫酸铵和硝酸铵且硫酸铵占有优势含量的含盐废水；其中，换热器对待处理的含盐废水进行预热，预热后的含盐废水进入排气冷凝器中，预热后的含盐废水携带的蒸汽在排气冷凝器中发生冷凝，冷凝产生的热量对含盐废水进一步提温，且回收了冷凝水，提高了热效率；提温后的含盐废水进入结晶分离器中发生闪蒸，使含盐废水浓缩并释放蒸汽，然后进入加热器，加热器对将含盐废水进行一级蒸发处理，使含盐废水中的硫酸铵达到过饱和状态，然后进入结晶分离器，在结晶分离器中进行一级结晶处理，含盐废水中达到过饱和状态的硫酸铵会结晶析出过饱和的硫酸铵晶体，得到的浓缩母液中，硫酸铵保持在饱和状态；然后进入第二蒸发结晶装置，通过加热反应釜对浓缩母液进行加热蒸发，在二级蒸发结晶过程中，硫酸铵先结晶析出，而硝酸铵始终保持在不饱和状态，以保证硝酸铵不结晶析出，直至达到第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到设定的终点，最后通过第一固液分离器进行固液分离。如此，可以从含硫酸铵和硝酸铵的废水中分离出占优势地位的硫酸铵，且分理出的硫酸铵纯度高，杂质含量低。同时，加热器的排气口与排气冷凝器的进气口连接，含盐废水在蒸发结晶过程中产生的不凝汽能回到排气冷凝器，继续作为排气冷凝器的热源，与含盐废水进行换热，在提高进液温度的同时，不凝汽中携带的雾化的水蒸汽冷凝成蒸馏水，从而回收水蒸气和热量，如此进一步提高了分盐处理系统的热效率。

本发明的含盐废水的分盐处理方法，先将含20wt％～45wt％硫酸铵和1wt％～10wt％硝酸铵的含盐废水预热后进行一级蒸发处理，含盐废水被不断浓缩，含盐废水的温度不断升高，直至含盐废水的温度为100℃～110℃，且控制所述一级蒸发处理时的压力为-0.1mPa～0.1mPa以使含盐废水中的硫酸铵达到过饱和状态，然后经过一级结晶处理，在结晶过程中，处于过饱和状态的硫酸铵晶体析出，而此时硝酸铵不会析出，从而分离得到高纯度的硫酸铵晶体，同时得到第一浓缩母液；然后将第一浓缩母液进行二级蒸发结晶处理，直至第一浓缩母液中的硝酸铵的含量达到25wt％～30wt％；在二级蒸发结晶处理过程中，随着第一浓缩母液不断被浓缩，温度升高，硝酸铵的溶解度随温度升高的增幅远大于硫酸铵的溶解度的增幅，硫酸铵先结晶析出，通过控制第一浓缩母液中硝酸铵的含量终点，使硝酸铵始终保持在不饱和状态，以保证在二级蒸发结过程中硝酸铵不结晶析出，从而进一步得到高纯度的硫酸铵晶体。该分盐处理方法能从含盐废水中分离回收绝大部分的硫酸铵，且硫酸铵的纯度高。

附图说明

图1为本发明实施例1的含盐废水的处理系统的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

化工生产过程中，经常会产生大量含硫酸铵和硝酸铵的废水，如脱硝技术中产生的废水的主要成分为硫酸铵和硝酸铵。在含硫酸铵和硝酸铵的废水的传统分盐处理工艺中，通常通过膜渗透处理将含硫酸铵和硝酸铵的废水中的不同离子分离，或通过化学沉淀回收其中的离子，但膜渗透处理的成本高昂，不利于工业化生产，而化学沉淀处理会引入新的离子，容易造成二次污染，形成二次工业废水，且净化效率不高。

技术人员尝试过利用两种盐之间的溶解性差异特性，通过直接加热冷冻结晶的方法分离出其中硫酸或硝酸铵，但由于两种盐在水中的溶解度的差异并不大，其在水中的溶解度趋势相似，因此分离效率不高，往往只能分离出一小部分，且分离出的盐的纯度不高。

本发明的技术人员，在基于自身多年在废水处理领域从业积累的经验，并通过大量的实验，创造性地提出本发明中能对含硫酸铵和硝酸铵的废水进行高效的分盐处理的技术方案。

请参阅图1，本发明一实施方式提供了一种含盐废水的分盐处理系统10，包括第一蒸发结晶装置100及第二蒸发结晶装置200。

第一蒸发结晶装置100，包括换热器101、排气冷凝器102、结晶分离器103及加热器104；换热器101的第一出液口与排气冷凝器102的进液口连接；排气冷凝器102的第一出液口与结晶分离器103的进液口连接，以对含盐废水进行一级结晶处理；结晶分离器103的第一出液口与加热器104的进液口连接；加热器104的第一出液口与结晶分离器103的进液口连接，加热器104的排气口与排气冷凝器103的进气口连接，以对含盐废水进行一级蒸发处理。

上述含盐废水的分盐处理系统10可用于含硫酸铵和硝酸铵，且硫酸铵占有优势含量的含盐废水。其中，换热器101对待处理的含盐废水进行预热，预热后的含盐废水进入排气冷凝器102中，预热后的含盐废水携带的蒸汽在排气冷凝器102中发生冷凝，冷凝产生的热量对含盐废水进一步提温，同时回收了冷凝水，提高了分盐处理系统的热效率；提温后的含盐废水进入结晶分离器103中发生闪蒸，使含盐废水浓缩并释放蒸汽，然后进入加热器104，加热器104对含盐废水进行一级蒸发处理，使含盐废水中的硫酸铵达到过饱和状态；然后进入结晶分离器103，在结晶分离器103中进行一级结晶处理，含盐废水中达到过饱和状态的硫酸铵会结晶析出过饱和的硫酸铵晶体，得到的第一浓缩母液中，硫酸铵保持在饱和状态。同时，加热器104的出气口与排气冷凝器102的进气口连接，含盐废水在蒸发结晶过程中产生的不凝汽能回到排气冷凝器102，继续作为排气冷凝器102的热源，与进入排气冷凝器102的待处理的含盐废水进行换热，在提高含盐废水温度的同时，不凝汽中携带的雾化的水蒸汽冷凝成蒸馏水，从而回收水蒸气和热量，如此进一步提高了处理系统的热效率。

具体的，加热器104上设置有电动阀，以控制加热器104中的压力；电动阀连通大气，压力过低/过高时，打开电动阀与大气的连通口，以控制加热器104中的压力。

第二蒸发结晶装置200，包括加热反应釜201及第一固液分离器202；加热反应釜201的进液口与结晶分离器103的第二出液口连接，加热反应釜201的出液口与第一固液分离器202的进液口连接；加热反应釜201用于对上述一级结晶处理得到的第一浓缩母液进行二级蒸发结晶，第一固液分离器202用于对经二级蒸发结晶后的产物进行固液分离。

第一浓缩母液从结晶分离器103的第二出液口进入第二蒸发结晶装置200中的加热反应釜201，加热反应釜201对浓缩母液进行加热蒸发，在蒸发过程中，浓缩母液进一步被浓缩，硫酸铵先结晶析出，而硝酸铵始终保持在不饱和状态，以保证硝酸铵不结晶析出，直至达到第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到设定的终点，最后通过第一固液分离器进行固液分离，得到废液和硫酸铵晶体。如此，可以从含硫酸铵和硝酸铵的废水中分离出占优势地位的硫酸铵，且分理出的硫酸铵纯度高，杂质含量低。

进一步的，排气冷凝器102上设置有排气口；经处理后的不凝汽由排气口排出。

在其中一些实施例中，第一固液分离器202的出液口与加热反应釜201的进液口连接。当第一固液分离器中分离出的废液中硝酸铵的质量含量未达到终点时，废液可进一步地加热反应釜201，继续进行蒸发结晶以回收硫酸铵，从而提高硫酸铵的回收率。

在其中一些实施例中，第一蒸发结晶装置100还包括浓缩液泵110、稠厚器111、第二固液分离器112、第一母液罐113及母液泵114；结晶分离器103的第二出液口与稠厚器111的进液口连接，稠厚器111的第一出液口与第二固液分离器112的进液口连接，第二固液分离器112的出液口与第一母液罐113的出液口连接，第一母液罐113的出液口与结晶分离器13的进液口连接，以使经上述一级结晶得到的第一浓缩母液进入结晶分离器103后继续循环进行一级蒸发处理。

浓缩液泵110设于结晶分离器103的出液口与稠厚器111的进液口之间的连接管路上，以提供结晶分离器103中的第一浓缩液进入稠厚器111的动力；母液泵114设于第一母液罐113的出液口与结晶分离器103的进液口之间的连接管路上，且母液泵114的出液口与第一固液分离器202的进液口连接。

工作时，第一蒸发结晶装置对含盐废水进行被浓缩结晶，在结晶分离器103发生一级结晶后，得到的母液进入稠厚器111进行预分离，再经第二固液分离器112分离出第一浓缩母液和硫酸铵晶体，硫酸铵晶体从第二固液分离器112上的固体出口D排出。如第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到设置的工况，则母液泵114将第一浓缩母液输送至第一固液分离器202中，进行下一步第二次蒸发结晶处理；如第一浓缩母液中硝酸铵的含量还未达到设置的工况，则母液泵114将第一浓缩母液输送至分离结晶器103中，与待处理的含盐废水混合重新进入，作为新的含盐废水循环进行一级蒸发处理操作，直至第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到15wt％～20wt％。如此，可以进一步分离出高纯度的硫酸铵晶体。

在其中一些实施例中，第二蒸发结晶装置200还包括第二母液罐203、第二输送泵204、喷雾干燥塔205、风机206和冷凝器207；第二母液罐203的进液口与第一固液分离器202的出液口连接，母液罐203的出液口与喷雾干燥塔205的进液口连接，喷雾干燥器205的出液口与风机206的进液口连接；第二输送泵204位于母液罐203的出液口与喷雾干燥塔205的进液口之间的连接管路上，以提供废液从母液罐203进入喷雾干燥塔205的动力；冷凝器207的进气口与加热反应釜201的出气口连接，加热反应釜201中产生的蒸汽进入冷凝器207中，冷凝得到蒸馏水，然后排出。

当加热反应釜201中的浓缩母液达到设置的工况时，经第一固液分离器202进行固液分离得到硫酸铵晶体和废液，废液储存在第二母液罐203中，经第二输送泵204进入喷雾干燥塔205，在极短的时间内被干燥为成固体，固体废物连续地由喷雾干燥塔205的底部和旋风分离器中输出，废气由风机206排空。

冷凝器207上设置有去真空系统H。

在其中一些实施例中，风机206上设置有冷却水出口F、冷却水进口G与排气口，废气经排气口排出。

在其中一些实施例中，上述第一蒸发结晶装置100还包括强制循环泵105；强制循环泵105位于结晶分离器103的第一出液口与加热器104的进液口之间连接的管路上。以提供结晶分离器103的含盐废水进入加热器104的动力。

在强制循环泵105的作用下，含盐废水在加热器104和结晶分离器103中不断进行加热蒸发、结晶过程，加热后的循环液从加热器104流出到低压的结晶分离器103中，由于压力骤然降低循环液在此发生闪蒸，得到浓缩，同时产生蒸汽。

在一具体示例中，强制循环泵105采用VFD(变频)控制，初始启动系统运行，频率根据比重以及出口压力自动检测保持在0～50Hz范围自动调节，以满足循环流量需求；经强制循环泵105经含盐废水分流至加热器104的每根换热管内，流速控制在1.5m/s～3.5m/s，降低结垢概率，以免影响换热效率。当循环液从管子中高速流动时，循环液被换热管外部蒸汽冷凝所产生的热量加热升温，通过控制加热器104的每根换热管内的压力低于含盐废水在特定温度下的饱和蒸汽压力，使含盐废水在加热器104的换管内不会沸腾蒸发，从而使含盐废水中的硫酸铵达到过饱和状态。

在其中一些实施例中，第一蒸发结晶装置100还包括洗气塔106及蒸汽压缩机107；洗气塔106的进气口与结晶分离器103的出气口连接，结晶分离器103中产生的第一蒸汽进入洗气塔106中进行洗气。

洗气塔106的出气口与蒸汽压缩机107的进气口连接，蒸汽压缩机107的出气口与加热器104的进气口连接，洗气塔107的出液口与结晶分离器103的进液口连接；洗气塔106对一级结晶处理得到的第一蒸汽进行洗气处理，然后通过蒸汽压缩机107将回到加热器104作为热源，从而可以提供加热器104加热含盐废水时所需的部分热量。

同时，洗气塔106的出液口与结晶分离器103的进液口连接，如此，洗气塔106中产生的废液可回到结晶分离器103参与蒸发结晶过程，使洗气过程不产生额外的废水。

在其中一些实施例中，第一蒸发结晶装置100还包括第一输送泵108，第一输送泵108位于洗气塔106的出液口与结晶分离器103的进液口之间连接的管路上，以提供洗气塔104的废液循环至结晶分离器103的动力。

在其中一些实施例中，洗气塔106的顶部设置有喷淋装置，第一输送泵108的出液口与洗气塔106中的喷淋装置连接；洗液在第一输送泵108的作用下进入洗气塔106中的喷淋装置。

蒸汽经洗气后产生的废液经第一输送泵108进入结晶分离器103继续参与结晶蒸发，分离出固体，回收蒸馏水，从而不产生额外的废水。

在其中一些实施例中，洗气塔106中设置有酸洗区间与碱洗区间，以对第一蒸汽进行酸洗和碱洗。

通过酸洗可以中和蒸汽中的碱性物质如氨气等，通过碱洗可以除去蒸汽中的有机物质或还原性物质，从而降低蒸汽的COD值，进而使通过冷凝第一蒸汽而回收的蒸馏水能达到排放标准。

进一步地，第一蒸发结晶装置100还包括洗液输送装置109。洗液输送装置109包括洗液泵1091和洗液罐1092，洗液罐1092的出液口与洗气塔106的进液口连接，洗液罐1092用于储存洗液并传输至洗气塔106使用。进一步地，洗液输送装置109还包括洗液泵1091，洗液泵1091设于洗液罐1092的出液口与洗气塔106的进液口之间的连接管路上。通过洗液洗液泵1091将储存在洗液罐1092中的洗液泵入洗气塔104中，洗液经过第一输送泵108进入洗气塔106中的喷淋装置。

在其中一些实施例中，洗气塔106采用气液逆向吸收方式，洗液通过洗气塔106塔顶的喷淋装置向下雾状(或小液滴)喷洒而下，而蒸汽则由洗气塔106的塔底向上逆流，以达到气液充分接触的目的。

进一步地，洗气塔106的塔顶还设置有除雾系统，洗气后的蒸汽经除雾系统，除去携带的雾状水滴。

可理解，洗气塔106的除雾系统设置在喷淋系统的上方。

在其中一些实施例中，上述结晶分离器103采用盐腿结晶器。上述盐腿结晶器的顶部设置有一体式的折流板加丝网除雾器。采用一体式的折流板加丝网除雾器，除雾效率高。

在其中一些实施例中，第一蒸发结晶装置100还包括蒸馏水罐115和蒸馏水泵116。

加热器104的第二出液口与蒸馏水罐115的进液口连接，蒸馏水罐115的出液口与蒸馏水泵116的进液口连接，蒸馏水泵116的出液口与换热器101的第一进液口连接。进一步地，换热器101设有第二出液口B。

含盐废水经第一蒸发结晶装置100处理产生的第一蒸汽回到加热器104的中，作为加热器104的部分蒸发热源，提供一级蒸发处理所需的部分热量；与进入加热器104的换热管中的循环废液进行热交换后，循环废液被加热蒸发，第一蒸汽冷凝得到蒸馏水，蒸馏水储存在蒸馏水罐115中，由蒸馏水泵116输送至换热器101作为热源，与进入换热器101中的含盐废水进行换热后，经换热器101上的第二出液口C排出系统，这样可以大量回收蒸馏水外排的热量，提高热效率，且回收的蒸馏水达到排放标准：COD:100mg/L。

在其中一些实施例中，排气冷凝器102的第二出液口与蒸馏水罐115的进液口的连接。排气冷凝器102中产生的蒸馏水，储存在蒸馏水罐115中，以进一步回收蒸馏水。

进一步地，蒸馏水罐115还设有出气口，且蒸汽出口与结晶分离器103的饱和蒸汽入口连接。如此，流入蒸馏水罐115的冷凝水产生的饱和蒸汽又回到上述结晶分离器103中，进行强制循环，进一步提高了装置的热效率，进一步保证装置总体的热平衡，维持了操作条件的稳定。

进一步地，结晶分离器103还设有饱和蒸汽入口E。根据实际应用的需要，通过上述结晶分离器103的饱和蒸汽入口E，通入少量的额外饱和蒸汽补充，以保持装置总体的热平衡和保证操作条件的稳定。

在其中一些实施例中，第一蒸发结晶装置100还包括料液罐117和料液输送泵118，料液输送泵118的出液口与换热器101上的第二进液口连接。

进一步地，料液罐117设有料液进口A和自来水进口C。含盐废水经料液进口A进入料液罐117。

进一步地，第一蒸发结晶装置100还包括清洗装置119，清洗装置119包括化学药剂罐1192，化学药剂罐1192的出液口与结晶分离器103的进液口连接。化学药剂罐1192用于储存化学药剂并传输至结晶分离器103，以清洗结晶分离器103。进一步地，清洗装置118还包括化学药剂泵1191，化学药剂泵1191设于化学药剂罐1182的出液口与结晶分离器103的进液口之间的连接管路上。

储存在化学药剂罐1192中的化学药剂通过化学药剂泵1191泵入结晶分离器103，并设置PLC自动控制装置，控制清洗装置119定期对结晶分离器103进行清洗，可以保证长时期处理的水量和出水水质稳定。

进一步地，本发明提供一种含盐废水的分盐处理方法，可理解，该含盐废水的分盐处理方法可以采用上述含盐废水的处理装置10进行，包括以下步骤S10～S30。

步骤S10、提供含盐废水，含盐废水含20wt％～45wt％硫酸铵和1wt％～10wt％硝酸铵。

步骤S20、将步骤S10获得的含盐废水预热后进行一级蒸发处理，直至含盐废水的温度为100℃～110℃，且控制一级蒸发处理时的压力为-0.1mPa～0.1mPa，以使含盐废水中的所述硫酸铵达到过饱和状态；然后进行一级结晶处理，得到硫酸铵晶体和第一浓缩母液。

预热后的含盐废水在一级蒸发过程中被不断浓缩，含盐废水中盐的浓度变大，含盐废水的沸点随之升高，含盐废水温度也随之升高，直至含盐废水的温度为100℃～110℃，且控制一级蒸发处理时的压力为-0.1mPa～0.1mPa，在此温度下和压力的含盐废水中占优势地位的硫酸铵先达到饱和状态，进一步保持过饱和状态，而此时，硝酸铵还远未达到饱和状态；然后经过一级结晶处理，在结晶过程中，处于过饱和状态的硫酸铵结晶析出，而硝酸铵不会析出，从而分离得到高纯度的硫酸铵晶体，同时得到第一浓缩母液。

当控制一级蒸发处理时含盐废水的温度超出110℃，硫酸铵与硝酸铵的溶解度均升高，导致分出的硫酸铵晶体的量减少，且在析出过程中伴随着少量的硝酸铵晶体析出，导致分离出的硫酸铵晶体不纯；当控制一级蒸发处理时，含盐废水的温度低于100℃时，硫酸铵远未达到饱和浓度，无法进行结晶分离。

步骤S30、将步骤S20获得的第一浓缩母液进行二级蒸发结晶，直至经二级蒸发结晶后的第二浓缩母液中的硝酸铵的含量达到25wt％～30wt％，然后经固液分离得到硫酸铵晶体和废液。

在二级蒸发结晶处理过程中，随着第一浓缩母液不断被浓缩，温度升高，硝酸铵的溶解度随温度升高的增幅远大于硫酸铵的溶解度的增幅，硫酸铵先结晶析出，当经二级蒸发结晶后的第二浓缩母液中硝酸铵的含量达到终点含量之前，硝酸铵始终保持在不饱和状态，以保证在二级蒸发结过程中硝酸铵不结晶析出，从而进一步得到高纯度的硫酸铵晶体。该分盐处理方法能从含盐废水中分离回收绝大部分的硫酸铵，且硫酸铵的纯度高。

上述该分盐处理方法先通过控制蒸发过程中含盐废水温度及压力，在此温度下和压力下，含盐废水中的硫酸铵先达到过饱和状态结晶析出；在二级蒸发结晶处理的过程中，随着第一浓缩母液不断被浓缩，温度升高，硝酸铵的溶解度随温度升高的增幅远大于硫酸铵的溶解度的增幅，硫酸铵先结晶析出，通过控制经二级蒸发结晶后的第二浓缩母液中硝酸铵的含量终点，使硝酸铵始终保持在不饱和状态，以保证在二级蒸发结过程中硝酸铵不结晶析出，从而进一步得到高纯度的硫酸铵晶体。该分盐处理方法能从含盐废水中分离回收绝大部分的硫酸铵，且硫酸铵的纯度高。

进一步地，步骤20中，含盐废水经一级蒸发处理及一级结晶处理后，含盐废水被浓缩，当经一级结晶处理后的第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到15wt％～20wt％时，将第一浓缩母液进行步骤30中的二级蒸发结晶步骤；

当步骤20中得到的第一浓缩母液中硝酸铵的含量低于15wt％时，则将第一浓缩母液继续循环进行一级蒸发处理步骤。进一步地，如第一浓缩母液中硝酸铵的含量低于15wt％时，第一浓缩母液与待处理的含盐废水混重新进入一级蒸发处理操作，直至第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到15wt％～20wt％。如此，可以进一步分离出高纯度的硫酸铵晶体。

在其中一些实施例中，上述步骤S20中，一级结晶处理得步骤还得到第一蒸汽；进一步地，上述分盐处理方法还包括对第一蒸汽进行洗气，得到净化蒸汽的步骤。

在其中一些实施例中，上述洗气步骤包括酸洗和碱洗。通过酸洗可以中和蒸汽中的碱性物质如氨气等，通过碱洗可以除去蒸汽中的有机物质或还原性物质，从而降低蒸汽的COD值，进而使通过冷凝第一蒸汽而回收的蒸馏水能达到排放标准。

在其中一些实施例中，将净化蒸汽作为步骤S20中第一级蒸发处理时的热源。净化蒸汽通过热交换释放的热量可以提供部分一级蒸发处理所需的热量，使第一蒸汽冷凝而回收的蒸馏水，同时回收了第一蒸汽携带的热量，节约了资源。

在其中一些实施例中，上述步骤S30中的固液分离步骤还得到废液；进一步地，上述分盐处理方法还包括将废液进行干燥，得到固体废物的步骤。

得到的固体废物中主要为含盐废水中含量较少的硝酸盐，绝大部分的硫酸盐被分离回收，从而节约了资源，降低了工业生产成本。

具体实施例

这里按照本发明的含盐废水的分盐处理系统及处理方法与应用举例，但本发明并不局限于下述实施例。

实施例1

在本实施例1中，采用附图1所示分盐处理系统对含盐废水进行分盐处理，含盐废水的水质：硫酸铵：40wt％，硝酸铵8wt％。

1)请继续参考图1，在本实施例的具体示例中，含盐废水的处理过程如下：

工作时，待处理的含盐废水经料液进口A进入料液罐117，经料液输送泵118输送至换热器101中，先在换热器101进行预热，预热后的含盐废水进入排气冷凝器102中，预热后的含盐废水携带的蒸汽在排气冷凝器102中发生冷凝，冷凝产生的热量对含盐废水进一步提温，提温后的含盐废水经循环泵105进入结晶分离器103中发生闪蒸，然后进入加热器104，加热器104对含盐废水进行一级蒸发处理，使含盐废水的温度达到108.2℃，且控制加热器104中的换热管中的压力为0.1mPa，使硫酸铵达到过饱和状态；然后进入结晶分离器103，在结晶分离器103中进行一级结晶处理，含盐废水中达到过饱和状态的硫酸铵会结晶析出过饱和的硫酸铵晶体，得到的浓液经浓缩液泵110进入稠厚器111进行预分离，再经第二固液分离器112分离出第一浓缩母液和硫酸铵晶体，硫酸铵晶体从第二固液分离器112上的固体出口D排出。如第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到16wt％，则母液泵114将第一浓缩母液输送至第一固液分离器202中，进行下一步二级蒸发结晶处理；如第一浓缩母液中硝酸铵的含量还未达到16wt％，则母液泵114将第一浓缩母液输送至分离结晶器103中，与待处理的含盐废水混合重新进入加热器104中，作为新的含盐废水循环进行一级蒸发处理操作，直至第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到16wt％。

第一浓缩母液中硝酸铵的含量达到16wt％后，进入加热反应釜201，加热反应釜201对第一浓缩母液进行二级蒸发结晶处理，在二级蒸发结晶过程中，第一浓缩母液进一步被浓缩，温度升高，硝酸铵的溶解度随温度升高的增幅远大于硫酸铵的溶解度的增幅，硫酸铵先结晶析出，通过控制第一浓缩母液中硝酸铵的含量终点，使硝酸铵始终保持在不饱和状态，以保证在二级蒸发结过程中硝酸铵不结晶析出，从而进一步得到高纯度的硫酸铵晶体。当第一浓缩母液达到硝酸铵的质量含量终点25wt％后，第一浓缩母液进入第一固液分离器进行固液分离，得到废液和硫酸铵晶体。当第一固液分离器中分离出的废液中硝酸铵的质量含量未达到终点时，废液可进一步地加热反应釜201，继续进行蒸发结晶以回收硫酸。

废液中硝酸铵的质量含量达到终点时，废液储存在第二母液罐203中，经第二输送泵204进入喷雾干燥塔205，在极短的时间内被干燥为成固体，固体废物连续地由喷雾干燥塔205的底部和旋风分离器中输出，废气由风机206排空。

同时，含盐废水经第一蒸发结晶装置100处理，在结晶分离器103中产生的第一蒸汽进入洗气塔106中，经过洗气塔106中设有的酸洗区和碱洗区进行酸洗和碱洗，洗气后的蒸汽通过蒸汽压缩机107将回到加热器104作为热源，与进入加热器104的换热管中的循环废液进行热交换后，冷凝得到蒸馏水。蒸馏水储存在蒸馏水罐115中，由蒸馏水泵116输送至换热器101作为热源，与进入换热器101中的含盐废水进行换热后，经换热器101上的第二出液口C排出系统，这样可以大量回收蒸馏水外排的热量，提高热效率，且回收的蒸馏水达到排放标准：COD:100mg/L。同时，洗气塔106中产生的废液可回到结晶分离器103参与蒸发结晶过程，使洗气过程不产生额外的废水。

且含盐废水在一级结晶处理中产生的不凝汽能回到排气冷凝器102，继续作为排气冷凝器102的热源，与进入排气冷凝器102的待处理的含盐废水进行换热，在提高含盐废水温度的同时，不凝汽中携带的雾化的水蒸汽冷凝成蒸馏水，排气冷凝器102中产生的蒸馏水，储存在蒸馏水罐115中，以进一步回收蒸馏水，如此进一步提高了处理系统的热效率。

经第一固液分离器202进行固液分离得到硫酸铵晶体和废液，废液储存在第二母液罐203中，经第二输送泵204进入喷雾干燥塔205，在极短的时间内被干燥为成固体，固体废物连续地由喷雾干燥塔205的底部和旋风分离器中输出，废气由风机206排空。

2)将步骤1)中分离出的硫酸铵干燥，采用高效液相色谱法HPLC对干燥后的硫酸铵晶体的纯度进行测试，结果表明，硫酸铵晶体的纯度为98％。

对比例1

对比例1中，含盐废水的水质：硫酸铵：40wt％，硝酸铵8wt％。含盐废水的处理过程如下：

1)工作时，待处理的含盐废水经料液进口A进入料液罐117，经料液输送泵118输送至换热器101中，先在换热器101进行预热，预热后的含盐废水进入排气冷凝器102中，预热后的含盐废水携带的蒸汽在排气冷凝器102中发生冷凝，冷凝产生的热量对含盐废水进一步提温，提温后的含盐废水直接进入加热反应釜201中，加热反应釜201对含盐废水进行加热蒸发，在蒸发过程中，第一浓缩母液进一步被浓缩，析出硫酸铵晶体，当浓缩母液达中硝酸铵的质量含量终点25wt％后，浓缩母液进入第一固液分离器进行固液分离，得到废液和硫酸铵晶体。当第一固液分离器中分离出的废液中硝酸铵的质量含量未达到终点时，废液可进一步地加热反应釜201，继续进行蒸发结晶以回收硫酸。

经第一固液分离器202进行固液分离得到硫酸铵晶体和废液，废液储存在第二母液罐203中，经第二输送泵204进入喷雾干燥塔205，在极短的时间内被干燥为成固体，固体废物连续地由喷雾干燥塔205的底部和旋风分离器中输出，废气由风机206排空。

2)将步骤1)中分离出的硫酸铵晶体干燥，采用高效液相色谱法HPLC对干燥后的硫酸铵晶体的纯度进行测试，结果表明，硫酸铵晶体的纯度为80％。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种含盐废水的分盐处理系统，其特征在于，包括：

第一蒸发结晶装置，包括换热器、排气冷凝器、结晶分离器及加热器；所述换热器的第一出液口与所述排气冷凝器的进液口连接；所述排气冷凝器的第一出液口与所述结晶分离器的进液口连接；所述结晶分离器的第一出液口与所述加热器的进液口连接，以对含盐废水进行一级结晶处理；所述加热器的第一出液口与所述结晶分离器的进液口连接，所述加热器的排气口与所述排气冷凝器的进气口连接，以对含盐废水进行一级蒸发处理；

第二蒸发结晶装置，包括加热反应釜及第一固液分离器；所述加热反应釜的进液口与所述结晶分离器的第二出液口连接，所述加热反应釜的出液口与所述第一固液分离器的进液口连接，所述加热反应釜用于对所述一级结晶处理得到的第一浓缩母液进行二级蒸发结晶，所述第一固液分离器用于对经所述二级蒸发结晶后的产物进行固液分离。

2.如权利要求1所述的分盐处理系统，其特征在于，所述第一固液分离器的出液口与所述加热反应釜的进液口连接。

3.如权利要求1所述的分盐处理系统，其特征在于，所述第一蒸发结晶装置还包括浓缩液泵、稠厚器、第二固液分离器、第一母液罐及母液泵；所述结晶分离器的第二出液口与所述稠厚器的进液口连接，所述稠厚器的第一出液口与所述第二固液分离器的进液口连接，所述第二固液分离器的出液口与所述第一母液罐的出液口连接，所述第一母液罐的出液口与所述结晶分离器的进液口连接，以使经所述一级结晶得到的所述第一浓缩母液循环进行所述一级蒸发处理；

所述浓缩液泵设于所述结晶分离器的出液口与所述稠厚器的进液口之间的连接管路上；所述母液泵设于所述第一母液罐的出液口与所述结晶分离器的进液口之间的连接管路上，且所述母液泵的出液口与所述第一固液分离器的进液口连接。

4.如权利要求1所述的分盐处理系统，其特征在于，所述第二蒸发结晶装置还包括第二母液罐、第二输送泵、喷雾干燥塔、风机和冷凝器；所述第二母液罐的进液口与所述第一固液分离器的出液口连接，所述第二母液罐的出液口与所述喷雾干燥塔的进液口连接，所述喷雾干燥器的出气口与所述风机的进气口连接；所述第二输送泵位于所述第二母液罐的出液口与所述喷雾干燥塔的进液口之间的连接管路上，所述冷凝器的进气口与所述加热反应釜的出气口连接。

5.如权利要求1～4任一项所述的分盐处理系统，其特征在于，所述第一蒸发结晶装置还包括强制循环泵；所述强制循环泵位于所述结晶分离器的第一出液口与所述加热器的进液口之间连接的管路上。

6.如权利要求1～4任一项所述的分盐处理系统，其特征在于，所述第一蒸发结晶装置还包括洗气塔及蒸汽压缩机；所述洗气塔的进气口与所述结晶分离器的出气口连接，所述洗气塔的出气口与所述蒸汽压缩机的进气口连接，以对所述一级结晶处理得到的第一蒸汽进行洗气处理，所述蒸汽压缩机的出气口与所述加热器的进气口连接，以使经所述洗气处理后的第一蒸汽回到所述加热器作为热源；所述洗气塔的出液口与所述结晶分离器的进液口连接。

7.如权利要求6所述的分盐处理系统，其特征在于，其特征在于，所述洗气塔中设置有酸洗区间与碱洗区间，以对所述第一蒸汽进行酸洗和碱洗。

8.如权利要求1～4任一项所述的分盐处理系统，其特征在于，所述第一蒸发结晶装置还包括蒸馏水罐；所述加热器的第二出液口与所述蒸馏水罐的进液口连接，所述蒸馏水罐的出液口与所述换热器的第一进液口连接。

9.一种含盐废水的分盐处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供含盐废水，所述含盐废水含20wt％～45wt％硫酸铵和1wt％～10wt％硝酸铵；

将所述含盐废水预热后进行一级蒸发处理，直至含盐废水的温度为100℃～110℃，且控制所述一级蒸发处理时的压力为-0.1mPa～0.1mPa，以使所述含盐废水中的所述硫酸铵达到过饱和状态；然后进行一级结晶处理，得到硫酸铵晶体和第一浓缩母液；

将所述第一浓缩母液进行二级蒸发结晶，直至经所述二级蒸发结晶后的第二浓缩母液中所述硝酸铵的含量达到25wt％～30wt％，然后经固液分离得到硫酸铵晶体。

10.如权利要求9所述的分盐处理方法，其特征在于，当所述第一浓缩母液中所述硝酸铵的含量达到15wt％～20wt％时，将所述第一浓缩母液进行所述二级蒸发结晶步骤；

当所述第一浓缩母液中所述硝酸铵的含量低于15wt％时，则将所述第一浓缩母液继续循环进行所述一级蒸发处理步骤。

11.如权利要求9所述的分盐处理方法，其特征在于，所述一级结晶处理的步骤还得到第一蒸汽；

所述分盐处理方法还包括对所述第一蒸汽进行洗气，得到净化蒸汽的步骤。

12.如权利要求11所述的分盐处理方法，其特征在于，所述洗气步骤包括酸洗和碱洗。

13.如权利要求9～12任一项所述的分盐处理方法，其特征在于，将所述净化蒸汽作为所述一级蒸发处理时的热源。

14.如权利要求9～12任一项所述的分盐处理方法，其特征在于，所述固液分离步骤还得到废液；

所述分盐处理方法还包括将所述废液进行干燥，得到固体废物的步骤。

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