CN114014485B - 一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法，其技术方案要点是：将碳酸钠加入渗滤液中，得到碳酸钙渣与第一废液；将盐酸加入第一废液中，得到第一混合液；将第一混合液加热后，向第一混合液中通入定量氯气，并同步通入空气，得到第二废液与第一混合气；将第一混合气通入碱液吸收塔；将第二废液加热,得到蒸发冷凝水与浓缩液；将浓缩液离心分离，得到氯化钠湿盐与离心分离液；将离心分离液泵入冷却结晶罐中，离心分离得到氯化钾湿盐与最终母液；将最终母液返回至第一废液或第二废液中循环使用。大幅降低后续分盐处理的难度，避免了后续溴化氢对蒸发器设备的腐蚀，实现了氯化钠和氯化钾的资源化回收。
Description
技术领域
本发明涉及水处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法。
背景技术
危险废物填埋场填埋的危险废物一般都包括可溶性盐含量高的废物，如焚烧飞灰、蒸发盐泥等，这些危险废物经稳定化和固化处理后，其中的可溶性盐含量会有一定程度的降低，但难免也会有部分溶解到填埋场的渗滤液中。一般来说，该渗滤液主要为氯化钙、氯化钠和氯化钾的混合溶液，并含少量的溴化物、硫酸盐和硝酸盐。以深圳市某危险废物填埋场为例，其渗滤液的主要成分分别为氯化钙10.33％(wt)、氯化钠6.00％(wt)、氯化钾4.96％(wt)，同时含有少量其它成分，如溴化物6560mg/L、硫酸盐519mg/L、硝酸盐310mg/L、重金属以Pb计50mg/L等，渗滤液的pH值10.78，密度1.15g/cm-1。
目前国内外均没有该类废液的处理研究报告，基本都采用常规的“物化+蒸发+生化”的工艺来处理，蒸发得到的盐泥返回填埋场填埋。然而，该类废液由于氯化钙含量较高，直接碱性条件下蒸发不仅易造成蒸发器的结垢，而且由于氯化钙的溶解度较大，直接蒸发处理(如MVR蒸发)，实际上很难析出固体，采用三效蒸发倒是能析出，但析出的固体是一种混合盐，需要另行处置，浪费了大量的有价资源；同时，碱性条件下蒸发，蒸馏水中的氨氮较高，不利于后续的生化处理。酸性条件下蒸发的话，虽然可以降低蒸馏水中的氨氮含量，并降低结垢的生成，但由于体系中的溴含量较高，溴化氢在高温条件下对蒸发器的腐蚀非常严重，即便是钛材蒸发器，两三个月也会把其列管腐蚀穿透。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法，不仅可以实现渗滤液中氯化钠、氯化钾的资源化回收，而且可以有效避免溴化氢对蒸发器的腐蚀。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法，包括以下步骤；
步骤1，在渗滤液中加入可以完全去除其中钙离子含量所需的碳酸钠，反应30min后，过滤得到碳酸钙渣与第一废液；
步骤2，将盐酸加入所述第一废液中，调节其pH值，得到第一混合液；
步骤3，将所述第一混合液加热至80℃后，向所述第一混合液中通入定量氯气，并同步通入空气，经过吹脱反应后，得到第二废液与第一混合气；
步骤4，将所述第一混合气通入碱液吸收塔，得到吸收液，将所述吸收液送入溴素回收装置对溴素进行回收；
步骤5，将所述第二废液加热至100℃后,使其蒸发结晶，得到蒸发冷凝水与浓缩液；
步骤6，将所述浓缩液离心分离，得到氯化钠湿盐与离心分离液；
步骤7，将所述离心分离液泵入冷却结晶罐中，当所述离心分离液温度冷却至40℃后，离心分离得到氯化钾湿盐与最终母液；
步骤8，将所述最终母液返回至所述第一废液或所述第二废液中循环使用。
在其中一个实施例中，所述第一混合液的pH值为4.0～6.0。
在其中一个实施例中，所述氯气可通过化学反应或电解氯化钠溶液制得。
上述一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法，具有以下有益效果：
其一，本发明中，经预处理除钙，并调除钙后滤液pH值至酸性，可将渗滤液中的CaCl2及加入的稍过量的碳酸钠均转化为NaCl，也即可将原水中CaCl2-NaCl-KCl-H2O四元体系降为NaCl-KCl-H2O三元体系，大幅降低后续分盐处理的难度。
其二，本发明中，渗滤液中的溴离子经脱溴塔提前去除，避免了后续溴化氢对蒸发器设备的腐蚀，同时也消除了溴化物对后续分盐及分盐产品纯度的影响。
其三，本发明中，经蒸发结晶和冷却结晶处理，实现了氯化钠和氯化钾的资源化回收。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法,如图1所示，包括以下步骤；
步骤1，将碳酸钠加入渗滤液中，得到碳酸钙渣与第一废液；
在渗滤液中加入可以完全去除其中钙离子含量的碳酸钠，二者的比例大约为1L渗滤液：114g无水碳酸钠，其中渗滤液的主要检测指标为氯化钙10.33％(wt)、氯化钠6.00％(wt)、氯化钾4.96％(wt)、溴化物6560mg/L、重金属以Pb计50mg/L、密度1.15g/cm-1，碳酸钠与所述渗滤液充分反应后，压滤，得到碳酸钙渣与第一废液；
具体地，碳酸钠与渗滤液的反应时间为30min；
具体地，碳酸钙渣可作为中和剂用于中和废酸。
步骤2，将盐酸加入所述第一废液中，调节其pH值，得到第一混合液；
具体地，所述第一混合液的pH值为4.0～6.0，优选地，pH值为5.0；
步骤3，将所述第一混合液加热到80℃后，向所述第一混合液中通入定量氯气，其中氯气大约为3g，并同步通入空气，经过吹脱反应后，得到第二废液与第一混合气；
具体地，上述使用的氯气可直接来源于氯气瓶，也可通过电解或化学反应制得；电解方法制备氯气优选离子膜电解氯化钠溶液，并且此处的氯化钠可使用本工艺生产得到的氯化钠产品；化学反应制备氯气优选盐酸与次氯酸钙或次氯酸钠反应；
步骤4，将所述第一混合气通入碱液吸收塔，得到吸收液，其中碱液为5％的氢氧化钠溶液；将所述吸收液送入溴素回收装置对溴素进行回收；
步骤5，将所述第二废液加热到100℃,使其蒸发结晶，蒸发结晶约45mi n,得到蒸发冷凝水与浓缩液；
具体地，上述蒸发结晶时间需根据料液中氯化钠和氯化钾含量的变化而变化；
将所述冷凝水生化处理达标后排放；
步骤6，将所述浓缩液离心分离后过滤，得到氯化钠湿盐与离心分离液；
具体地，所述氯化钠可作为电解制备氯气的原料；
步骤7，将所述离心分离液泵入冷却结晶罐中，所述离心分离冷却结晶的温度为30～50℃，优选的温度为40℃，当所述离心分离液温度冷却后，离心分离得到氯化钾湿盐与最终母液；
步骤8，将所述最终母液返回至所述第一废液或所述第二废液中循环使用进行二次处理。
上述危险废物填埋场渗滤液的处理方法，通过向危险废物填埋场渗滤液中加入理论量的碳酸钠固体来除钙，将其中的氯化钙转化为碳酸钙和氯化钠，该过程中，还可将重金属以Pb计的含量由50mg/L左右降至5mg/L以下；除钙后的滤液先用盐酸调节pH值至4.0～6.0，避免氯气与过量的碳酸钠反应，而后将其加热至80℃以上，向其中通入定量的氯气，并同步通入空气，通过高温吹脱的办法将反应生成的溴素吹脱出渗滤液体系，可将溴离子的含量从6560mg/L降至70mg/L以下，大幅降低后续氯化钠、氯化钾产品中的溴含量；除溴后的渗滤液继续加热至100℃，通过蒸发结晶分离得到氯化钠产品，再通过冷却结晶分离得到氯化钾产品，最终的母液返回前面继续蒸发，以提高总盐的回收率。母液经17次循环后，总盐的回收率可达到95％以上，并且不会影响氯化钠和氯化钾产品的品质。
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本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 (3)
1.一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤1，在渗滤液中加入可以完全去除其中钙离子含量所需的碳酸钠，反应30min后，过滤得到碳酸钙渣与第一废液；
步骤2，将盐酸加入所述第一废液中，调节其pH值，得到第一混合液；
步骤3，将所述第一混合液加热至80℃后，向所述第一混合液中通入定量氯气，并同步通入空气，经过吹脱反应后，得到第二废液与第一混合气；
步骤4，将所述第一混合气通入碱液吸收塔，得到吸收液，将所述吸收液送入溴素回收装置对溴素进行回收；
步骤5，将所述第二废液加热至100℃后,使其蒸发结晶，得到蒸发冷凝水与浓缩液；
步骤6，将所述浓缩液离心分离，得到氯化钠湿盐与离心分离液；
步骤7，将所述离心分离液泵入冷却结晶罐中，当所述离心分离液温度冷却至40℃后，离心分离得到氯化钾湿盐与最终母液；
步骤8，将所述最终母液返回至所述第一废液或所述第二废液中循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法，其特征在于：所述第一混合液的pH值为4.0～6.0。
3.根据权利要求1所述的一种危险废物填埋场渗滤液的处理方法，其特征在于：所述氯气可通过化学反应或电解氯化钠溶液制得。
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