CN112759134B - 一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法 - Google Patents

一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112759134B
CN112759134B CN202110002234.XA CN202110002234A CN112759134B CN 112759134 B CN112759134 B CN 112759134B CN 202110002234 A CN202110002234 A CN 202110002234A CN 112759134 B CN112759134 B CN 112759134B
Authority
CN
China
Prior art keywords
treatment liquid
nanofiltration
reaction
membrane filtration
coal chemical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110002234.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112759134A (zh
Inventor
陈秀荣
汪朔原
孙小力
令狐珊珊
张心雨
李秋月
魏晓
顾昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN202110002234.XA priority Critical patent/CN112759134B/zh
Publication of CN112759134A publication Critical patent/CN112759134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112759134B publication Critical patent/CN112759134B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04Chlorides
    • C01D3/06Preparation by working up brines; seawater or spent lyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/62Heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/05Conductivity or salinity
    • C02F2209/055Hardness
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/08Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/10Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/20Total organic carbon [TOC]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/02Softening water by precipitation of the hardness

Abstract

本发明提供了一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法,涉及污水处理技术领域。本发明在煤化工膜滤浓缩液中加入CaO、MgO、PAC和PAM进行钝化反应,得到钝化处理液,再加入Na2CO3、PAC和PAM进行络合反应,得到络合处理液;在络合处理液中加入FeSO4和Na2CO3进行沉淀反应,得到沉淀处理液;将沉淀处理液的pH值调节至9~10,通入臭氧和空气的混合气体,在活化铁刨花催化作用下进行臭氧催化氧化,得到臭氧催化氧化出水;将臭氧催化氧化出水进行纳滤和蒸发结晶,得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体。本发明提供的方法可对煤化工膜滤浓缩液进行有效处理,实现危废减量化,且实现杂盐的分离和资源化利用。

Description

一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,特别涉及一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法。
背景技术
煤化工废水中含有大量的污染物,普通的生化工艺难以将煤化工废水中的污染物完全处理掉,通常需要采用膜分离技术进行深度处理。但膜分离工艺会产生一定量的膜滤浓缩液,膜滤浓缩液中重金属离子含量高、难降解有机物浓度高、可生化性差,还含有大量的杂盐(如NaCl、Na2SO4、CaCl2),处理难度极大。现有技术多采用蒸发结晶法对煤化工膜滤浓缩液进行处理,蒸发结晶法是将有机物和高含盐组分进行浓缩,该方法会产生大量的危废和杂盐,并不能实现对煤化工膜滤浓缩液的有效处理,并造成了资源浪费。
发明内容
有鉴于此,本发明目的在于提供一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法。本发明提供的方法能够对煤化工膜滤浓缩液进行有效处理,实现危废减量化,且实现杂盐的分离和资源化利用。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法,包括以下步骤:
(1)在煤化工膜滤浓缩液中加入CaO、MgO、PAC和PAM进行钝化反应,得到钝化处理液;在所述钝化处理液中加入Na2CO3、PAC和PAM进行络合反应,得到络合处理液;
(2)在所述络合处理液中加入FeSO4和Na2CO3进行沉淀反应,得到沉淀处理液;
(3)将所述沉淀处理液的pH值调节至9~10,然后向沉淀处理液中通入臭氧和空气的混合气体,在活化铁刨花的催化作用下进行臭氧催化氧化反应,得到臭氧催化氧化出水;
(4)将所述臭氧催化氧化出水进行纳滤,得到纳滤产水和纳滤浓水;将所述纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体。
优选地,所述步骤(1)钝化反应中CaO、MgO、PAC和PAM在煤化工膜滤浓缩液中的投加量分别为75~80mg/L、2300~2500mg/L、100~120mg/L和1.5~2mg/L。
优选地,所述步骤(1)络合反应中Na2CO3、PAC和PAM在钝化处理液中的投加量分别为60~70mg/L、100~120mg/L和1.5~2mg/L。
优选地,所述步骤(2)中FeSO4和Na2CO3在络合处理液中的投加量分别为80~90mg/L和110~120mg/L。
优选地,所述步骤(3)中调节pH值用pH调节剂为Na2CO3
优选地,所述步骤(3)中混合气体的气体通量为1.0~1.5L/min;所述混合气体中臭氧浓度为60~70mg/L。
优选地,所述步骤(3)中活化铁刨花在沉淀处理液中的投加量为40~50g/L。
优选地,所述活化铁刨花的制备方法为:
将铁刨花依次进行碱洗和酸洗,得到活化铁刨花;所述碱洗用碱液为1~1.5mol/L的NaOH溶液,所述碱洗的时间为20~24h;所述酸洗用酸液为0.1~0.3mol/L的HCl溶液,所述酸洗的时间为1~1.5h。
优选地,所述步骤(3)中臭氧催化氧化反应的时间为50~70min。
优选地,所述步骤(4)中纳滤采用的纳滤膜为芳香聚酰胺复合膜,所述纳滤膜的有效膜面积为0.30~0.40m2;所述纳滤的压力为0.6~0.8MPa。
本发明提供了一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法,包括以下步骤:(1)在煤化工膜滤浓缩液中加入CaO、MgO、PAC和PAM进行钝化反应,得到钝化处理液;在所述钝化处理液中加入Na2CO3、PAC和PAM进行络合反应,得到络合处理液;(2)在所述络合处理液中加入FeSO4和Na2CO3进行沉淀反应,得到沉淀处理液;(3)将所述沉淀处理液的pH值调节至9~10,然后向沉淀处理液中通入臭氧和空气的混合气体,在活化铁刨花的催化作用下进行臭氧催化氧化反应,得到臭氧催化氧化出水;(4)将所述臭氧催化氧化出水进行纳滤,得到纳滤产水和纳滤浓水;将所述纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体。本发明先采用CaO、MgO、PAC和PAM对煤化工膜滤浓缩液进行钝化处理,采用Na2CO3、PAC和PAM对煤化工膜滤浓缩液进行络合处理,其中钝化处理去除煤化工膜滤浓缩液中大部分金属离子、碱度及部分活性硅,络合处理进一步去除硅化合物、重金属离子和钙镁离子及部分硬度;再采用FeSO4和Na2CO3对膜滤浓缩液进行沉淀反应,进一步去除重金属离子;然后以活化铁刨花为催化剂,对膜滤浓缩液进行臭氧催化氧化反应,去除吡啶、吲哚、喹啉等难降解有机物;最后对臭氧催化氧化出水进行纳滤分盐,实现NaCl和Na2SO4的分离,经蒸发结晶得到NaCl晶体和Na2SO4晶体。本发明提供的方法结合钝化-络合工艺、化学沉淀、臭氧催化氧化法和纳滤分盐,降低煤化工膜滤浓缩液的硬度、COD、TOC和TDS,有效去除浓缩液中的重金属离子和难降解有机物,并实现NaCl和Na2SO4的分离,减少危废的产生,且实现杂盐的分离和资源化利用。
实施例结果表明,煤化工膜滤浓缩液经过本发明提供的方法处理后,COD的去除率在59%以上,TOC的去除率在69%以上,分离出的NaCl晶体纯度大于97.5%、Na2SO4晶体纯度大于97%,完全可以满足工业化应用。
具体实施方式
本发明提供了一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法,包括以下步骤:
(1)在煤化工膜滤浓缩液中加入CaO、MgO、PAC和PAM进行钝化反应,得到钝化处理液;在所述钝化处理液中加入Na2CO3、PAC和PAM进行络合反应,得到络合处理液;
(2)在所述络合处理液中加入FeSO4和Na2CO3进行沉淀反应,得到沉淀处理液;
(3)将所述沉淀处理液的pH值调节至9~10,然后向沉淀处理液中通入臭氧和空气的混合气体,在活化铁刨花的催化作用下进行臭氧催化氧化反应,得到臭氧催化氧化出水;
(4)将所述臭氧催化氧化出水进行纳滤,得到纳滤产水和纳滤浓水;将所述纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体。
本发明在煤化工膜滤浓缩液中加入CaO、MgO、PAC和PAM进行钝化反应,得到钝化处理液。本发明对所述煤化工膜滤浓缩液的来源没有特别的要求,本领域技术人员熟知的煤化工膜滤浓缩液均适用于本发明方法;在本发明实施例中,以新疆某煤制气反渗透膜滤浓缩液和新疆某煤液化反渗透膜滤浓缩液为处理对象,其中含有Ca2+、Mg2+、Si、Cu2+、Ni2+、As,COD浓度为132~157mg/L,TOC为210~285mg/L,pH值为7.43~7.98。在本发明中,所述钝化反应中CaO、MgO、PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)在煤化工膜滤浓缩液中的投加量分别优选为75~80mg/L、2300~2500mg/L、100~120mg/L和1.5~2mg/L。在本发明中,所述钝化反应优选在搅拌条件下进行,所述钝化反应的具体操作优选为:在所述煤化工膜滤浓缩液中先加入CaO和MgO;然后再向所得混合液中依次加入PAC和PAM;加入所述CaO和MgO后优选搅拌10~20min,加入所述PAC后优选搅拌5~10min,加入所述PAM后优选搅拌5~10min。在本发明中,所述钝化反应优选在絮凝沉淀池中进行,即将所述煤化工膜滤浓缩液置于絮凝沉淀池中,然后向其中加入CaO、MgO、PAC和PAM进行钝化反应。本发明对所述絮凝沉淀池没有特别的要求,采用本领域技术人员熟知的絮凝沉淀池即可。
在本发明中,所述CaO和MgO的加入,可在水体中形成Ca(OH)2和Mg(OH)2,相应的Ca2 +、Mg2+可与煤化工膜滤浓缩液中CO3 2-、SO4 2-等形成化学沉淀,且形成的Ca(OH)2和Mg(OH)2也可增大煤化工膜滤浓缩液的pH值,使煤化工膜滤浓缩液中的重金属离子Cu2+、Mn2+、Ni2+、Pb2+等形成氢氧化物沉淀下来;此外CaO和MgO也作为较好的助凝剂,增大碰撞机会、促进颗粒团的形成,在絮凝中实现较大颗粒团的碰撞结合。在本发明中,所述PAC作为絮凝剂,PAM作为助凝剂,两者联合应用,在煤化工膜滤浓缩液的絮凝中起到良好的吸附架桥和网捕卷扫作用,絮凝效果良好。
得到钝化处理液后,本发明在所述钝化处理液中加入Na2CO3、PAC和PAM进行络合反应,得到沉淀处理液。在本发明中,所述络合反应中Na2CO3、PAC和PAM在钝化处理液中的投加量分别优选为60~70mg/L、100~120mg/L和1.5~2mg/L。在本发明中,所述络合反应优选在搅拌的条件下进行,所述络合反应的具体操作优选为:在所述钝化处理液中依次加入Na2CO3、PAC和PAM;加入所述Na2CO3后优选搅拌10~20min,加入所述PAC后优选搅拌5~10min,加入所述PAC后优选搅拌5~10min。在本发明中,所述络合反应优选在絮凝沉淀池中进行,具体地,在絮凝沉淀中完成钝化反应后,直接再向絮凝沉淀池中加入Na2CO3、PAC和PAM进行络合反应。在本发明中,所述Na2CO3、PAC和PAM的引入可进一步去除煤化工膜滤浓缩液残留的Ca2+、Mg2+,形成碳酸钙、碳酸镁等沉淀,同时调整膜滤浓缩液的pH,有助于重金属离子、活性硅形成沉淀(碱性条件有助于氢氧化物形成及增强絮凝沉淀)。
本发明先采用CaO、MgO、PAC和PAM对煤化工膜滤浓缩液进行钝化处理,采用Na2CO3、PAC和PAM对煤化工膜滤浓缩液进行络合处理,其中钝化处理去除煤化工膜滤浓缩液中大部分金属离子及部分活性硅,络合处理进一步去除硅化合物、重金属离子和钙镁离子及部分硬度。
得到络合处理液后,本发明在所述络合处理液中加入FeSO4和Na2CO3进行沉淀反应,得到沉淀处理液。在本发明中,所述FeSO4和Na2CO3在络合处理液中的投加量分别优选为80~90mg/L和110~120mg/L。在本发明中,所述沉淀反应优选在搅拌的条件下进行,所述沉淀反应的时间优选为10~20min;所述沉淀反应后,优选将所得料液静置1h,得到沉淀处理液。在本发明中,所述沉淀反应优选在絮凝沉淀池中进行,即在絮凝沉淀池中完成钝化-络合反应后,再向絮凝沉淀池中加入FeSO4和Na2CO3进行沉淀反应。在本发明中,所述FeSO4主要是作为絮凝剂,去除Ca2+、Mg2+、Mn2+、Al3+等金属离子;引入Na2CO3,与残余的金属离子形成沉淀,进一步提高重金属去除率。
得到沉淀处理液后,本发明将所述沉淀处理液的pH值调节至9~10,然后向沉淀处理液中通入臭氧和空气的混合气体,在活化铁刨花的催化作用下进行臭氧催化氧化反应,得到臭氧催化氧化出水。在本发明中,所述调节pH值用pH调节剂优选为Na2CO3。在本发明中,所述混合气体的气体通量优选为1.0~1.5L/min;所述混合气体中臭氧浓度优选为60~70mg/L。
在本发明中,所述活化铁刨花在沉淀处理液中的投加量优选为40~50g/L;所述活化铁刨花的制备方法优选为:将铁刨花依次进行碱洗和酸洗,得到活化铁刨花。本发明对所述铁刨花没有特别的要求,采用本领域技术人员熟知的铁刨花即可。在本发明中,所述碱洗用碱液优选为1~1.5mol/L的NaOH溶液,所述碱洗的时间优选为20~24h;所述酸洗用酸液优选为0.1~0.3mol/L的HCl溶液,所述酸洗的时间优选为1~1.5h。在本发明中,所述碱洗优选将铁刨花在碱液中进行浸泡,通过所述碱洗去除铁刨花表面的油污和杂质;所述酸洗优选将碱洗后的铁刨花在酸液中进行浸泡,所述酸洗的时间具体以铁刨花表面完全呈银白色为准,通过所述酸洗将氧化铁等铁的氧化物(活性物质)暴露于铁刨花表面。在本发明中,所述铁刨花作为工业废料,具有性质活泼、成本低廉和安全无害等优势,是理想的臭氧氧化催化剂。
在本发明中,所述臭氧催化氧化反应的时间优选为50~70min,更优选为60min。在本发明中,所述臭氧催化氧化反应优选在臭氧反应器中进行,具体地,将沉淀处理液的pH值调节至9~10,然后将调节pH值后的沉淀处理液由絮凝沉淀池通入臭氧反应器中;再向沉淀处理液中投入活化铁刨花,打开臭氧反应器的臭氧发生机质提供臭氧和空气的混合气体,进行臭氧催化氧化反应。本发明对所述臭氧反应器没有特别的要求,采用本领域技术人员熟知的臭氧反应器即可。
本发明以活化铁刨花为催化剂,催化臭氧产生具有强氧化性的羟基自由基,羟基自由基可以氧化煤化工浓缩液中大部分的难降解有机污染物(吡啶、吲哚和喹啉等)。
得到臭氧催化氧化出水后,本发明将所述臭氧催化氧化出水进行纳滤,得到纳滤产水和纳滤浓水;将所述纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体。在本发明中,所述纳滤采用的纳滤膜优选为芳香聚酰胺复合膜,本发明对所述芳香聚酰胺复合膜没有特别的要求,采用本领域技术人员熟知的芳香聚酰胺复合膜即可;所述纳滤膜的有效膜面积优选为0.30~0.40m2。在本发明中,所述纳滤的压力优选为0.6~0.8MPa。本发明对所述纳滤的设备和操作方法没有特别的要求,采用本领域技术人员熟知的设备和操作方法即可。在本发明中,所述纳滤膜允许浓缩液中的Cl-透过纳滤膜,但SO4 2-会被纳滤膜截留在浓水一侧,利用纳滤膜的选择透过性,可以将浓缩液中的Cl-和SO4 2-进行分离,使得纳滤产水一侧具有较高的Cl-/SO4 2-比值,纳滤浓水一侧具有较低的Cl-/SO4 2-比值,从而实现浓缩液中的杂盐(主要为Cl-和SO4 2-)分离。本发明对所述蒸发结晶的条件及操作方法没有特别的要求,采用本领域技术人员熟知的操作方法能够分别得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体即可。本发明通过对所述纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,能够得到纯度较高的Na2SO4晶体和NaCl晶体,实现杂盐的资源化再利用。
本发明提供的方法结合钝化-络合工艺、化学沉淀、臭氧催化氧化法和纳滤分盐,降低煤化工膜滤浓缩液的硬度、COD、TOC和TDS,有效去除浓缩液中的重金属离子及难降解有机物,并实现NaCl和Na2SO4的分离,减少危废的产生,且实现杂盐的分离和资源化利用。
下面结合实施例对本发明提供的煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本实施例以新疆某煤制气反渗透膜滤浓缩液为处理对象。该浓缩液中Ca2+、Mg2+和总Si浓度分别为11.22mg/L、3.62mg/L和76.1mg/L,Cu2+、Ni2+和总As浓度分别为0.5mg/L、0.4mg/L和0.3mg/L,COD浓度为157mg/L,TOC为285mg/L,pH值为7.43。
对该浓缩液进行资源化处理,方法如下:
(1)将反渗透浓缩液引入絮凝沉淀池,向其中先加入CaO和MgO搅拌10min,再依次加入PAC和PAM分别搅拌5min,进行钝化反应,得到钝化处理液,钝化反应中CaO、MgO、PAC和PAM的投加量分别为75mg/L、2300mg/L、110mg/L和2mg/L;
向钝化处理液中加入Na2CO3搅拌10min,再向其中依次加入PAC和PAM分别搅拌5min,进行络合反应,得到络合处理液;络合反应中Na2CO3、PAC和PAM的投加量分别为60mg/L、110mg/L和2mg/L;
(2)在络合处理液中加入FeSO4和Na2CO3搅拌10min进行沉淀反应,再静置1h得到沉淀处理液;FeSO4和Na2CO3的投加量分别为90mg/L、110mg/L;经过此工艺处理,Ca2+、Mg2+、总Si的去除率分别为76.07%、88.31%、49.71%,重金属离子Cu2+、Ni2+和总As的去除率分别为59.00%、46.25%、60.00%;
(3)将铁刨花在1mol/L的NaOH溶液浸泡24h;碱洗后,再用0.1mol/L的HCl溶液浸没1h,铁刨花表面完全呈银白色,得到活化铁刨花;
将沉淀处理液采用Na2CO3调节pH值至9.0,然后通入臭氧反应器中,臭氧反应器中加入活化铁刨花作为催化剂(活化铁刨花的投加量为40g/L),设定反应时间1h,打开臭氧反应器的臭氧发生机制提供臭氧和空气的混合气体进行臭氧催化氧化,混合气体的气体通量为1L/min,其中臭氧浓度为60mg/L;
经过此臭氧催化氧化处理工艺后,COD由157mg/L降至52mg/L,去除率达到66.88%,TOC去除率为71.2%,得到臭氧催化氧化出水;
(4)将臭氧催化氧化出水通入纳滤设备,纳滤膜选用芳香聚酰胺复合膜,有效膜面积0.35m2,纳滤过程在0.6~0.8MPa的压力下运行;对得到的纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,最后得到纯度大于97.5%的NaCl晶体和纯度大于97%的Na2SO4晶体,实现杂盐的资源化利用。
实施例2
本实施例以新疆某煤液化反渗透膜滤浓缩液为处理对象。该浓缩液中Ca2+、Mg2+和总Si浓度分别为10.07mg/L、2.45mg/L和74.10mg/L,Cu2+、Ni2+和总As浓度分别为0.6mg/L、0.3mg/L和0.3mg/L,COD浓度为132mg/L,TOC为210mg/L,pH值为7.98。
对该浓缩液进行资源化处理,方法如下:
(1)将反渗透浓缩液引入絮凝沉淀池,向其中先加入CaO(80mg/L)、和MgO(2400mg/L)搅拌10min,再依次加入PAC(110mg/L)和PAM(1.7mg/L)分别搅拌5min,进行钝化反应,得到钝化处理液;
在钝化处理液中加入Na2CO3(65mg/L)搅拌10min,再向其中依次加入PAC(110mg/L)和PAM(2mg/L)分别搅拌5min,进行络合反应,得到络合处理液;
(2)在络合处理液中加入FeSO4(85mg/L)和Na2CO3(115mg/L)搅拌10min进行沉淀反应,再静置1h,得到沉淀处理液;经过此工艺处理,Ca2+、Mg2+、总Si的去除率分别为79.10%、86.45%、50.41%,重金属离子Cu2+、Ni2+和总As的去除率分别为63.00%、48.31%、67.02%;
(3)将铁刨花在1mol/L的NaOH溶液浸泡24h;碱洗后,再用0.1mol/L的HCl溶液浸没1h,铁刨花表面完全呈银白色,得到活化铁刨花;
将沉淀处理液采用Na2CO3调节pH值至9.0,然后通入臭氧反应器中,臭氧反应器中加入活化铁刨花作为催化剂(活化铁刨花的投加量为45g/L),设定反应时间1h,打开臭氧反应器的臭氧发生机制提供臭氧和空气的混合气体进行臭氧催化氧化,混合气体的气体通量为1L/min,其中臭氧浓度为60mg/L;
经过此臭氧催化氧化处理工艺处理后,COD由132mg/L降至53.5mg/L,去除率达到59.47%,TOC去除率为69.3%,得到臭氧催化氧化出水;
(4)将臭氧催化氧化出水通入纳滤设备,纳滤膜选用芳香聚酰胺复合膜,有效膜面积0.35m2,纳滤过程是在0.6~0.8MPa的压力下运行;对得到的纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,最后得到纯度大于97.5%的NaCl晶体和纯度大于97%的Na2SO4晶体,实现杂盐的资源化利用。
由实施例可以看出,本发明提供的方法能够对煤化工膜滤浓缩液进行有效处理,实现危废减量化,且实现杂盐的分离,有利于资源化利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在煤化工膜滤浓缩液中加入CaO、MgO、PAC和PAM进行钝化反应,得到钝化处理液;在所述钝化处理液中加入Na2CO3、PAC和PAM进行络合反应,得到络合处理液;
(2)在所述络合处理液中加入FeSO4和Na2CO3进行沉淀反应,得到沉淀处理液;
(3)将所述沉淀处理液的pH值调节至9~10,然后向沉淀处理液中通入臭氧和空气的混合气体,在活化铁刨花的催化作用下进行臭氧催化氧化反应,得到臭氧催化氧化出水;
(4)将所述臭氧催化氧化出水进行纳滤,得到纳滤产水和纳滤浓水;将所述纳滤产水和纳滤浓水分别进行蒸发结晶,得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体;
所述步骤(1)钝化反应中CaO、MgO、PAC和PAM在煤化工膜滤浓缩液中的投加量分别为75~80mg/L、2300~2500mg/L、100~120mg/L和1.5~2mg/L;
所述步骤(1)络合反应中Na2CO3、PAC和PAM在钝化处理液中的投加量分别为60~70mg/L、100~120mg/L和1.5~2mg/L。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中FeSO4和Na2CO3在络合处理液中的投加量分别为80~90mg/L和110~120mg/L。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中调节pH值用pH调节剂为Na2CO3
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中混合气体的气体通量为1.0~1.5L/min;所述混合气体中臭氧浓度为60~70mg/L。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中活化铁刨花在沉淀处理液中的投加量为40~50g/L。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述活化铁刨花的制备方法为:
将铁刨花依次进行碱洗和酸洗,得到活化铁刨花;所述碱洗用碱液为1~1.5mol/L的NaOH溶液,所述碱洗的时间为20~24h;所述酸洗用酸液为0.1~0.3mol/L的HCl溶液,所述酸洗的时间为1~1.5h。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中臭氧催化氧化反应的时间为50~70min。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中纳滤采用的纳滤膜为芳香聚酰胺复合膜,所述纳滤膜的有效膜面积为0.30~0.40m2;所述纳滤的压力为0.6~0.8MPa。
CN202110002234.XA 2021-01-04 2021-01-04 一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法 Active CN112759134B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110002234.XA CN112759134B (zh) 2021-01-04 2021-01-04 一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110002234.XA CN112759134B (zh) 2021-01-04 2021-01-04 一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112759134A CN112759134A (zh) 2021-05-07
CN112759134B true CN112759134B (zh) 2023-10-31

Family

ID=75699024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110002234.XA Active CN112759134B (zh) 2021-01-04 2021-01-04 一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112759134B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002361273A (ja) * 2001-06-12 2002-12-17 Hitoshi Tofun 環境浄化材及びその製造方法
WO2014187296A1 (zh) * 2013-05-19 2014-11-27 波鹰(厦门)科技有限公司 一种造纸深度处理废水的再生循环利用装置及方法
CN105399262A (zh) * 2015-12-21 2016-03-16 哈尔滨工业大学 一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法
CN105906150A (zh) * 2016-06-06 2016-08-31 李丹丹 一种对城市内河道的污水处理系统及污水处理工艺
CN205528115U (zh) * 2016-01-30 2016-08-31 内蒙古久科康瑞环保科技有限公司 一种高含盐工业废水的强化预处理系统
CN109942107A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 中国石油化工股份有限公司 一种高盐废水的软化处理方法
CN110129061A (zh) * 2019-05-31 2019-08-16 北京建工环境修复股份有限公司 一种修复重金属污染的稳定剂及其制备方法和应用
CN111018230A (zh) * 2020-01-14 2020-04-17 北京赛科康仑环保科技有限公司 一种实现煤化工反渗透浓水零排放及资源化利用方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2014344808B2 (en) * 2013-10-28 2017-01-05 Crs Industrial Water Treatment Systems Pty Ltd A method for treating alkaline brines

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002361273A (ja) * 2001-06-12 2002-12-17 Hitoshi Tofun 環境浄化材及びその製造方法
WO2014187296A1 (zh) * 2013-05-19 2014-11-27 波鹰(厦门)科技有限公司 一种造纸深度处理废水的再生循环利用装置及方法
CN105399262A (zh) * 2015-12-21 2016-03-16 哈尔滨工业大学 一种利用煤化工浓盐水制备高纯度工业级结晶盐的方法
CN205528115U (zh) * 2016-01-30 2016-08-31 内蒙古久科康瑞环保科技有限公司 一种高含盐工业废水的强化预处理系统
CN105906150A (zh) * 2016-06-06 2016-08-31 李丹丹 一种对城市内河道的污水处理系统及污水处理工艺
CN109942107A (zh) * 2017-12-21 2019-06-28 中国石油化工股份有限公司 一种高盐废水的软化处理方法
CN110129061A (zh) * 2019-05-31 2019-08-16 北京建工环境修复股份有限公司 一种修复重金属污染的稳定剂及其制备方法和应用
CN111018230A (zh) * 2020-01-14 2020-04-17 北京赛科康仑环保科技有限公司 一种实现煤化工反渗透浓水零排放及资源化利用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112759134A (zh) 2021-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101746874B (zh) 一种烟气湿法脱硫废水的处理方法
JP5873771B2 (ja) 有機性廃水の処理方法及び処理装置
TWI583635B (zh) Treatment System of Coal Gasification Wastewater and Treatment Method of Coal Gasification Wastewater
WO2012056826A1 (ja) 有害物質含有水の処理方法および処理装置
JP4428582B1 (ja) 浸出液から酸およびアルカリを製造する方法および装置
JP2017114705A (ja) 次亜塩素酸ソーダの製造方法及び次亜塩素酸ソーダの製造装置
JP2013104723A (ja) Sr含有水の処理方法及び処理装置
CN110668613A (zh) 一种黄金湿法冶炼含氰废水的深度处理方法
TW201427910A (zh) 含氨廢水的處理裝置及含氨廢水的處理方法
CN112759134B (zh) 一种煤化工膜滤浓缩液的资源化处理方法
JP2007175673A (ja) アンモニア含有排水の処理方法
JP2007125510A (ja) フッ素含有水の処理方法
CN114426360A (zh) 一种煤化工高盐废水的处理系统及处理方法
JPS6211634B2 (zh)
US6936177B2 (en) Method for removing metal from wastewater
JP2018130717A (ja) 脱硫排水の処理方法及び処理システム
JP2010089051A (ja) リン酸、硝酸および有機酸含有水の処理方法および処理装置
JP2001239273A (ja) ホウ素およびフッ素含有水の処理方法
US20200290910A1 (en) Process for Reduction of Sulfide from Water and Wastewater
CN113735313A (zh) 一种稀土萃取废水零排放处理技术
CN113461237A (zh) 一种盐类废水处理零排放系统
JP2002346574A (ja) ホウ素含有水の処理方法
JPH0975925A (ja) 排煙脱硫排水の処理方法
CA3031762C (en) Process for removing silica from produced water and other wastewater streams
JP2010069413A (ja) 有機性排水の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant