CN113415935A - 含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺及系统 - Google Patents
含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺及系统,属于废水处理领域。该处理系统经过预处理装置、膜浓缩装置、蒸发装置及分盐装置,最后处理的出水可循环利用,水的利用率100%,实现了含硫酸镁和氯化镁的稀土废水的零排放;本发明的硫酸镁和氯化镁的稀土废水资源化处理工艺避开了互溶和共结晶的难分离特性,采用分步结晶,低成本实现了废水组分资源化利用,大幅降低了母液处理成本,实现了废水废渣零排放;该处理工艺设计合理,易于工业化实施。
Description
技术领域
本发明属于环境工程的水污染治理领域,具体涉及一种对含硫酸镁、氯化镁稀土废水零排放处理及硫酸镁、氯化镁资源化利用的工艺及系统。
背景技术
稀土是不可再生的重要战略资源,对国家安全、国民经济发展具有重大影响,且在国民经济各部门中的应用日益广泛。经过多年发展,我国稀土产业规模不断扩大,稀土生产过程中的环境污染问题日益突出,严重影响了行业的健康发展,巨大的环境污染一直是一个无法解决的软肋,而环保问题也已经逐渐上升至行业发展的核心。
目前国内外稀土冶炼硫酸镁废水处理诸工艺所采用的方法归纳起来主要有化学法、离子交换法、蒸馏浓缩法以及膜技术处理法等。这几种方法在处理稀土冶炼方面起到了较好的作用,但仍不同程度地存在结构复杂、投资较大、占地较多、运行费用高,能耗大,不易维修、操作,污水净化效果差,只处理到达标排放,水等资源不能回收,不能达到最终处理,硫酸镁、氯化镁不能资源化利用等不足之处。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效处理含硫酸镁和氯化镁的稀土废水零排放及硫酸镁、氯化镁资源化利用的处理工艺及系统。
根据本发明的第一方面,提供一种含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺,包括以下步骤:
(1)将原水池中的稀土废水泵入酸碱调节罐,进行pH调节,进入中间储罐进行搅拌,去除一些重金属后泵入竖流沉降器进行除泥,顶部溢流至除油装置,经过除油后进入粗效过滤器进一步除去悬浮物;
(2)粗效过滤器处理后的废水进入膜浓缩系统,膜浓缩系统采用超滤膜装置+纳滤膜装置+反渗透膜装置,或采用超滤膜装置+反渗透膜装置;超滤膜装置主要用来过滤废水中的胶体,纳滤膜装置主要用来过滤废水中的二价盐,反渗透膜装置主要用来过滤废水中的一价盐。
当采用超滤膜装置+纳滤膜装置+反渗透膜装置情况下,超滤膜装置的浓水返回原水池,产水进入纳滤膜装置;纳滤膜装置的浓水进入 MVR蒸发装置,产水进入反渗透膜装置;反渗透膜装置的浓水进入MVR 蒸发装置,产水达到排放标准循环利用;
当采用超滤膜装置+反渗透膜装置情况下,超滤膜装置的浓水返回原水池,产水进入反渗透膜装置;反渗透膜装置的浓水进入MVR蒸发装置,产水达到排放标准循环利用;
(3)进入MVR蒸发装置的浓水先进入MVR两效蒸发器中的二效蒸发器进行蒸发浓缩,蒸发浓缩后进入MVR一效蒸发器继续蒸发;
(4)经过MVR蒸发装置浓缩后的料液浓度达到设计值后,泵送至硫酸镁结晶装置进行降温结晶,泵送至过滤装置过滤,过滤后七水硫酸镁晶体送至干燥装置烘干;过滤后母液进入母液浓缩装置再次蒸发水分后泵入氯化镁结晶装置,生产刮片氯化镁。
具体情况下,步骤(1)中,稀土废水在酸碱调节罐中进行酸碱调节,罐中安装自动检测pH装置,能识别因水质变动导致酸碱变化而自动调整投加酸碱量;废水pH值调节为6.0-10.5,优选7.5-9.5。
具体情况下,步骤(1)中,酸碱调节罐中通过添加消解石灰进行酸碱调节,含硫酸镁和氯化镁的稀土废水在中间储罐停留12小时以上,中间储罐可以选择多罐串联,也可选择多罐并联。优选多罐串联,中间储罐安装有搅拌或者曝气装置,顶部溢流至竖流沉降器,废水在中间储罐和竖流沉降器中充分析出过饱和硫酸钙,氧化沉淀部分重金属离子,防止沉清后的清液出现返浊现象。酸碱调节罐、中间储罐和竖流沉降器的底部泥水定期排放至污泥池。
具体情况下,竖流沉降器可选择斜管沉降或锥形沉降,也可采用锥形+斜管组合沉降,优选锥形+斜管组合沉降。
具体情况下,含硫酸镁、氯化镁的稀土废水在除油装置中进行沉降和除油,装置中安装隔板,气泵和刮板,能够除去废水中的浮油、重油和一部分乳化油;除油装置中除油方式可选择气浮除油、重力除油、化学除油、电化学除油、过滤除油等,优选气浮除油。
具体情况下,粗效过滤器中粗效过滤的选择形式,可选纤维球过滤器,也可选用格栅过滤器、钛棒过滤器、微滤装置、石英砂过滤器、活性炭过滤器等中的一种或几种过滤装置组合。
具体情况下,膜浓缩装置的阻垢剂选择抗饱和硫酸钙型,具体可选择有机膦酸类阻垢缓蚀剂或有机膦酸酯类阻垢缓蚀剂。
具体情况下,步骤(3)中,二效蒸发器出来的二次蒸汽进入MVR 压缩机升温升压,二次蒸汽被压缩后饱和温度升高,压缩后的蒸汽送入一效加热器加热物料;一效蒸发器产生的二次蒸汽返回到一效蒸发器作为循环换热介质;加热物料的过程中,蒸汽冷凝成水由冷凝水泵送入预热换热器与膜浓缩后的废水换热,对膜浓缩废水进行预热,冷凝水温度降低后排出系统。
优选情况下,步骤(3)中,MVR蒸发装置中通过加入晶种来控制硫酸镁和氯化镁的比例为2:1-8:1,优选2.5:1-6:1。具体情况下,MVR蒸发装置中返硫酸钙晶种的控制,返晶种量:废水量=1:5-1: 20,优选1:10-1:15。硫酸钙晶种来源可以采用外加氢氧化钙、硫酸钙或结晶装置底部母液沉淀。优选情况下,通过将步骤(4)母液浓缩装置的底部沉淀返回到MVR蒸发装置的二效蒸发器来控制硫酸镁和氯化镁的比例。
具体情况下,步骤(4)中,硫酸镁结晶装置采用闪蒸装置和长晶装置串联,闪蒸物料出口温度控制在48℃以下,真空度控制在 -78KPa以上。从闪蒸装置进入长晶装置的废水中硫酸镁和氯化镁的比例控制在1:1-1:2,优选硫酸镁:氯化镁=1:1.5-1:2;从长晶装置进入母液浓缩装置的废水中的硫酸镁和氯化镁的比例控制在1: 2-1:4,优选硫酸镁:氯化镁=1:2.5-1:4。母液浓缩装置中的温度控制在65℃以下,防止一水硫酸镁的生成。长晶装置和氯化镁结晶装置可以采用常温常压结晶。
本发明针对含硫酸镁和氯化镁的稀土废水资源化处理工艺中硫酸镁和氯化镁互溶和共结晶的难分离特性,采用控制蒸发和结晶装置中硫酸镁和氯化镁的浓度比例实现分步结晶。高比例浓缩终点下,由于硫酸镁在75℃下溶解度最高(约35%),其后随着温度的升高会下降,当达到100℃(大致一效出料温度),只有约30%,此时,原理论要求浓缩终点硫酸镁含量均大于34.83%,最高40%。这样,高于30%的部分会先析出一水硫酸镁,且一水硫酸镁无法在现有工艺条件下转成七水硫酸镁而带走相应的水分,这样母液中水含量较相图理论中的高,硫酸镁含量将高于相图理论终点下的母液中的硫酸镁含量,将导致母液不合格。本发明首先通过加入晶种将MVR蒸发装置中硫酸镁和氯化镁控制在合理比例,再通过控制硫酸镁结晶装置的废水中硫酸镁和氯化镁的比例,使得优先结晶出七水硫酸镁,随后再控制母液浓缩装置中的硫酸镁和氯化镁的比例,使得在氯化镁结晶装置中结晶出六水氯化镁。
根据本发明的第二方面,提供一种含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用系统,包括依次设置的预处理单元、膜浓缩单元、蒸发单元及分盐单元。
其中蒸发单元采用MVR蒸发装置,包括二效蒸发器和一效蒸发器,二者之间连接有MVR压缩泵,二效蒸发器产生的二次蒸汽通过MVR压缩泵增压升温后进入一效蒸发器作为换热介质,一效蒸发器产生的二次蒸汽返回到一效蒸发器作为循环换热介质。
二效蒸发器和一效蒸发器的换热介质分别与预热换热器连通,与膜浓缩单元的浓缩废水在预热换热器中进行换热冷凝。
具体情况下,预处理单元包括:
酸碱调节罐,废水在酸碱调节罐中进行酸碱调节,罐中安装自动检测pH装置,能识别因水质变动导致酸碱变化而自动调整投加酸碱量;
中间储罐,与酸碱调节罐连接,罐中安装有搅拌或者曝气装置;底部与污泥池连接;
竖流沉降器,与中间储罐通过泵、流量计相连;顶部溢流至除油装置,底部与污泥池连接;
除油装置,与竖流沉降器相连,顶部浮沫回流至污泥池;
粗效过滤器,通过泵与除油装置相连。
具体情况下,竖流沉降器采用锥形+斜管组合沉降。
具体情况下,膜浓缩单元的组合形式可选用超滤膜系统+纳滤膜系统+反渗透膜系统,也可选用超滤膜系统+一级纳滤膜系统+二级纳滤膜系统+反渗透膜系统,也可选用超滤膜系统+高压反渗透膜系统,优选超滤膜系统+纳滤膜系统+反渗透膜系统。
具体情况下,分盐单元包括依次连接的硫酸镁结晶装置、过滤装置、母液浓缩装置和氯化镁结晶装置。其中硫酸镁结晶装置包括串联的闪蒸装置和长晶装置。
具体情况下,本发明的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用系统还包括污泥处理单元,污泥处理单元包括污泥池和板框压滤机,污泥池分别与酸碱调节罐、中间储罐和竖流沉降器的底部连接,与除油装置的顶部连接;板框压滤机与中间储罐顶部通过泵连接,用来将压滤废水返回到中间储罐。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)最后处理的出水可循环利用,水的利用率100%,实现了含硫酸镁和氯化镁的稀土废水的零排放;本发明的含硫酸镁和氯化镁的稀土废水资源化处理工艺避开了互溶和共结晶的难分离特性,采用控制蒸发和结晶装置中硫酸镁和氯化镁的浓度比例实现分步结晶,低成本实现了废水组分资源化利用,大幅降低了母液处理成本,实现了废水废渣零排放;该处理工艺设计合理,易于工业化实施。
(2)该系统可回收废水中硫酸镁,回收的硫酸镁纯度可达98.5%以上,回收的硫酸镁可用于其它生产使用;该系统可回收废水中的氯化镁,氯化镁的纯度达75%以上,回收的氯化镁也可用于其它生产使用。
(3)该系统的热量来源是利用MVR压缩和一次蒸汽产生,实现了能量的再利用,降低了消耗。
(4)该系统最后处理的出水可循环利用,提高了水的利用率,降低了废水排放量。
(5)该系统最后处理的出水可达污水综合排放一级标准,在处理过程中,对环境没有二次污染。
附图说明
图1是本发明的含硫酸镁和氯化镁的稀土废水处理系统及资源化利用工艺流程图。
图2是本发明中的蒸发装置的结构示意图。
附图标记说明
1、原水池,2、酸碱调节罐,3、中间储罐,4、竖流沉降器,5、污泥池,6、除油装置,7、膜集水池,8、粗效过滤装置,9、超滤膜装置,10、纳滤膜和反渗透膜装置,11、石灰料仓,12、板框压滤机, 13、蒸发器储水罐,14、预热装置,15、二效蒸发器,16、MVR压缩机,17、一效蒸发器,18、硫酸镁结晶装置,19、过滤装置,20、母液浓缩装置,21、干燥装置,22、氯化镁结晶装置,24、晶种池,25、搅拌罐。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚,但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。除特别说明外,实施例中所采用的装置或部件均可采用本领域所熟知的常规结构。
除特殊说明外,本说明书上下文中描述的物料比例均以重量计。
参见图1,本发明的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用系统主要包括预处理单元、膜浓缩单元、蒸发单元和分盐单元。
预处理单元包括:原水池1、酸碱调节罐2、中间储罐3、竖流沉降器4、除油装置6和粗效过滤装置8。其中,中间储罐3通过多个储罐串联,上一储罐出水通过顶部溢流至下一储罐底部,形成过饱和硫酸钙回流循环,一些重金属充分形成盐析出,泵入竖流沉降器4,通过斜管沉降顶部上清液溢流至除油装置6,除油装置6进一步除去悬浮物和油类,溢流至膜集水池7,随后进入粗效过滤装置8进一步除去悬浮物。本发明的处理系统还包括污泥处理单元,污泥处理单元包括污泥池5和板框压滤机12。污泥池5分别与酸碱调节罐2、中间储罐3和竖流沉降器4的底部连接,与除油装置6的顶部连接;板框压滤机12将污泥池5中的污泥进行压滤操作,得到的硫酸钙滤饼回收利用。板框压滤机12与中间储罐3顶部通过泵连接,用来将压滤废水返回到中间储罐3。
膜浓缩单元包括超滤膜装置9、纳滤膜和反渗透膜装置10,其中超滤膜装置9的浓水返回到原水池1,产水进入纳滤膜和反渗透膜装置10。通过纳滤膜和反渗透膜的浓水分别去蒸发器储水罐13、浓水的TDS可达120000mg/L以上,产水达到排放标准循环利用。
蒸发单元包括:蒸发器储水罐13、预热装置14、二效蒸发器15、 MVR压缩机16、一效蒸发器17。其中浓缩的硫酸镁、氯化镁废水首先进入MVR两效蒸发器中二效蒸发器15进行蒸发浓缩,蒸发浓缩后进入MVR一效蒸发器17继续蒸发。当料液浓度达到设计值后蒸发料液由转料泵送至分盐装置进行降温结晶。
本发明中的蒸发装置采用专门设计的MVR二效蒸发装置,参见图 2,MVR二效蒸发装置主要包括蒸发器储水罐13、预热装置14、晶种池24、搅拌罐25、二效蒸发器15和一效蒸发器17,二效蒸发器15 和一效蒸发器17二者之间连接有MVR压缩泵16,二效蒸发器15产生的二次蒸汽通过MVR压缩泵16增压升温后进入一效蒸发器17作为换热介质,一效蒸发器17产生的二次蒸汽返回到一效蒸发器15作为循环换热介质。二效蒸发器15和一效蒸发器16的换热介质分别与预热装置14连通。
经预处理装置及膜浓缩装置后的稀土废水首先进入蒸发器储水罐13,并经预热装置14换热后与晶种池24的晶种液在搅拌罐25混合均匀后进入二效蒸发器15进一步蒸发浓缩,根据计算机实时计算结果料液浓度达到设计值后蒸发料液由转料泵自动送至一效蒸发器 17继续蒸发浓缩,当料液浓度再次达到设计值后蒸发料液由转料泵送至硫酸镁结晶装置18进行结晶,结晶后的料液达到一定要求后进入过滤装置19,进行分离硫酸镁及母液。
二效蒸发器15出来的二次蒸汽进入MVR压缩机16升温升压。二次蒸汽被压缩后,饱和温度可升高到105℃左右,压缩后的蒸汽送入一效加热器17加热物料。加热物料的过程中,饱和温度约为105℃的蒸汽冷凝成水由冷凝水泵送入预热装置14与废水换热,温度降至约45℃左右排出系统。
分盐单元包括:硫酸镁结晶装置18、过滤装置19、母液浓缩装置20、干燥装置21、氯化镁结晶装置22。硫酸镁结晶装置18中含硫酸镁结晶体物料经输送泵送至过滤装置19过滤,过滤后七水硫酸镁晶体送至干燥装置21烘干,包装后作为产品销售。过滤后母液主要含有硫酸镁和氯化镁,送母液浓缩装置20分离出大部分硫酸镁后再次蒸发水分泵入氯化镁结晶装置22,生产刮片氯化镁。
实施例1
资源化利用内蒙古包钢厂北方稀土某厂产出的硫酸镁、氯化镁的稀土废水。
内蒙古包钢厂北方稀土某厂产出的硫酸镁、氯化镁的稀土废水来水水质指标如表1
表1硫酸镁、氯化镁废水原水水质
项目 | pH | MgSO<sub>4</sub> | Ca<sup>2+</sup> | Al<sup>3+</sup> | Fe2<sup>+</sup> | Cl<sup>-</sup> | F<sup>-</sup> | SS | 油污物 | 温度 |
无量纲 | g/L | g/L | g/L | g/L | g/L | g/L | mg/L | mg/L | ℃ | |
数值 | 3.5-5.5 | >40 | 0.7-1.2 | <0.1 | <0.1 | <7 | <0.05 | <100 | <300 | 30-60 |
1、预处理装置
石灰与水按照1:10混合均匀制得消解石灰,再向硫酸镁、氯化镁废水加入消解石灰,把混合废水的pH调整至6.5-10.5。优选 7.5-9.5。
中间装置,由几个储罐串联而成,储罐体积是每日处理水量的20%-70%,罐中安装曝气装置,上一储罐出水通过顶部溢流至下一储罐底部,形成过饱和硫酸钙循环,一些重金属充分形成盐析出,底部泥水定期排放至污泥池。
竖流沉降器可选择斜管沉降或锥形沉降,也可采用锥形+斜管组合沉降,优选锥形+斜管组合沉降。溢流出水的浊度降至10NTU以下, SDI降至10以下。
含硫酸镁、氯化镁废水在中间装置和竖流沉降器中充分析出过饱和硫酸钙,氧化沉淀部分重金属离子,防止沉清后的清液出现返浊现象。
含硫酸镁、氯化镁废水在除油装置中进行沉降和除油,装置中安装隔板,气泵和刮板,进一步除去SS和油污物,清液油污物含量降至20mg/L以下。
2、膜浓缩装置
内蒙古包钢厂北方稀土某厂产出的硫酸镁、氯化镁的稀土废水经预处理后的水质指标如表2
表2硫酸镁、氯化镁废水预处理后水质
项目 | pH | MgSO<sub>4</sub> | Ca<sup>2+</sup> | Al<sup>3+</sup> | Fe2<sup>+</sup> | Cl<sup>-</sup> | F<sup>-</sup> | SS | 油污物 | 浊度 |
无量纲 | g/L | g/L | mg/L | g/L | g/L | mg/L | mg/L | mg/L | NTU | |
数值 | 8.5-9.5 | >40 | 0.7-1.2 | <5.0 | <0.2 | <7 | <0.5 | <1 | <20 | <10 |
浊度低于10以下的废水再经过超滤装置进一步过滤,进入纳滤装置,纳滤浓水进入蒸发装置,纳滤产水进入反渗透装置,反渗透产水作为回用水进行循环使用,反渗透浓水进入蒸发装置。进入MVR蒸发装置的浓水的TDS可达120000mg/L以上。
3、MVR蒸发装置及分盐装置
浓缩的硫酸镁、氯化镁废水首先进入MVR两效蒸发器中二效蒸发器进行蒸发浓缩,蒸发浓缩后进入MVR一效蒸发器继续蒸发。当料液浓度达到设计值后蒸发料液由转料泵送至闪蒸系统进行降温结晶,再送入长晶装置常温结晶出硫酸镁。
从MVR二效蒸发器出来的二次蒸汽进入MVR压缩机升温升压。二次蒸汽被压缩后,饱和温度可升高到105℃左右,压缩后的蒸汽送入一效加热器加热物料。加热物料的过程中,饱和温度约为105℃的蒸汽冷凝成水由冷凝水泵送入预热器与原料液换热,温度降至约45℃左右排出系统。
料液浓度通过硫酸镁、氯化镁的比例和沸点,计算机实时计算蒸发终点浓度,达到设计值后蒸发料液由转料泵送入硫酸镁结晶装置。
MVR蒸发装置中的硫酸镁、氯化镁的比例控制,硫酸镁:氯化镁=2:1-8:1,优选2.5:1-6:1。硫酸镁和氯化镁的比例控制可以由结晶装置后的母液来调节。
硫酸镁结晶装置有闪蒸系统和长晶系统组成。闪蒸物料出口温度控制在48℃以下,真空度控制在-78KPa以上。优选出口温度控制在 40℃以下,真空度控制在-85KPa以上。
MVR蒸发装置中返硫酸钙晶种的控制,返晶种量:废水量=1:5-1: 20,优选1:10-1:15。硫酸钙晶种来源可以外加氢氧化钙、硫酸钙,结晶装置后母液浓缩装置底部沉淀。添加返硫酸钙晶种的位置在二效蒸发器进口处,返硫酸钙晶种优选结晶装置后母液浓缩装置底部沉淀。
从闪蒸装置进入长晶装置的废水中硫酸镁和氯化镁的比例控制在1:1-1:2,优选硫酸镁:氯化镁=1:1.5-1:2;从长晶装置进入母液浓缩装置的废水中的硫酸镁和氯化镁的比例控制在1:2-1:4,优选硫酸镁:氯化镁=1:2.5-1:4。
硫酸镁结晶装置中含硫酸镁结晶体物料经输送泵送至过滤装置过滤,过滤后七水硫酸镁晶体送至干燥装置烘干,包装后作为产品销售。过滤后母液主要含有硫酸镁和氯化镁,送母液浓缩装置分离出大部分硫酸镁后再次蒸发水分泵入氯化镁结晶装置,生产刮片氯化镁。长晶装置和氯化镁结晶装置可以采用常温常压结晶。
本发明方法中制备的七水硫酸镁的纯度为98.5%以上,主要杂质为硫酸钙。
本发明方法中制备的六水氯化镁的纯度为75%以上,主要杂质为硫酸镁。
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 (10)
1.一种含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺,包括以下步骤:
(1)将原水池中的稀土废水泵入酸碱调节罐,进行pH调节,进入中间储罐进行搅拌,去除一些重金属后泵入竖流沉降器进行除泥,顶部溢流至除油装置,经过除油后进入粗效过滤器进一步除去悬浮物;
(2)粗效过滤器处理后的废水进入膜浓缩系统,膜浓缩系统采用超滤膜装置+纳滤膜装置+反渗透膜装置,或采用超滤膜装置+反渗透膜装置;
当采用超滤膜装置+纳滤膜装置+反渗透膜装置情况下,超滤膜装置的浓水返回原水池,产水进入纳滤膜装置;纳滤膜装置的浓水进入MVR蒸发装置,产水进入反渗透膜装置;反渗透膜装置的浓水进入MVR蒸发装置,产水达到排放标准循环利用;
当采用超滤膜装置+反渗透膜装置情况下,超滤膜装置的浓水返回原水池,产水进入反渗透膜装置;反渗透膜装置的浓水进入MVR蒸发装置,产水达到排放标准循环利用;
(3)进入MVR蒸发装置的浓水先进入MVR两效蒸发器中的二效蒸发器进行蒸发浓缩,蒸发浓缩后进入MVR一效蒸发器继续蒸发;
(4)经过MVR蒸发装置浓缩后的料液浓度达到设计值后,泵送至硫酸镁结晶装置进行降温结晶,泵送至过滤装置过滤,过滤后七水硫酸镁晶体送至干燥装置烘干;过滤后母液进入母液浓缩装置再次蒸发水分后泵入氯化镁结晶装置,生产刮片氯化镁。
2.根据权利要求1所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺,步骤(1)中,稀土废水在酸碱调节罐中进行酸碱调节,罐中安装自动检测pH装置,能识别因水质变动导致酸碱变化而自动调整投加酸碱量;废水pH值调节为6.0-10.5。
3.根据权利要求2所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺,步骤(1)中,酸碱调节罐中通过添加消解石灰进行酸碱调节,中间储罐安装有搅拌或者曝气装置,废水在中间储罐和竖流沉降器中充分析出过饱和硫酸钙,氧化沉淀部分重金属离子。
4.根据权利要求1所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺,步骤(3)中,MVR蒸发装置中通过加入晶种来控制硫酸镁和氯化镁的比例为2:1-8:1。
5.根据权利要求4所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺,通过将步骤(4)母液浓缩装置的底部沉淀返回到MVR蒸发装置的二效蒸发器来控制硫酸镁和氯化镁的比例。
6.根据权利要求1所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用工艺,步骤(4)中,硫酸镁结晶装置废水中硫酸镁和氯化镁的比例控制在1:1-1:2,母液浓缩装置废水中硫酸镁和氯化镁的比例控制在1:2-1:4。
7.一种含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用系统,其特征在于,包括依次设置的预处理单元、膜浓缩单元、蒸发单元及分盐单元;
其中蒸发单元采用MVR蒸发装置,包括二效蒸发器和一效蒸发器,二者之间连接有MVR压缩泵,二效蒸发器产生的二次蒸汽通过MVR压缩泵增压升温后进入一效蒸发器作为换热介质,一效蒸发器产生的二次蒸汽返回到一效蒸发器作为循环换热介质;
二效蒸发器和一效蒸发器的换热介质分别与预热换热器连通,与膜浓缩单元的浓缩废水在预热换热器中进行换热冷凝。
8.根据权利要求7所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用系统,其特征在于,预处理单元包括:
酸碱调节罐,废水在酸碱调节罐中进行酸碱调节,罐中安装自动检测pH装置,能识别因水质变动导致酸碱变化而自动调整投加酸碱量;
中间储罐,与酸碱调节罐连接,罐中安装有搅拌或者曝气装置;底部与污泥池连接;
竖流沉降器,与中间储罐通过泵、流量计相连;顶部溢流至除油装置,底部与污泥池连接;
除油装置,与竖流沉降器相连,顶部浮沫回流至污泥池;
粗效过滤器,通过泵与除油装置相连。
9.根据权利要求7所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用系统,其特征在于,膜浓缩单元采用超滤膜装置+纳滤膜装置+反渗透膜装置,或采用超滤膜装置+反渗透膜装置。
10.根据权利要求7所述的含硫酸镁和氯化镁稀土废水处理及资源化利用系统,其特征在于,分盐单元包括依次连接的硫酸镁结晶装置、过滤装置、母液浓缩装置和氯化镁结晶装置。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210921 |