CN117185537A

CN117185537A - 钠离子交换树脂再生废水的处理工艺

Info

Publication number: CN117185537A
Application number: CN202311180365.2A
Authority: CN
Inventors: 薛潘平; 翟元元; 马岩丰; 王静润; 赵小鸽
Original assignee: Henan Yuguang Zinc Industry Co ltd
Current assignee: Henan Yuguang Zinc Industry Co ltd
Priority date: 2023-09-13
Filing date: 2023-09-13
Publication date: 2023-12-08

Abstract

本发明属于工业废水资源化利用技术领域，公开了一种钠离子交换树脂再生废水的处理工艺，包括以下步骤：向钠离子交换树脂再生废水中加入氢氧化钙，调节废水pH=12，得到氢氧化镁沉淀；向步骤1）处理后的上清液中加入硫酸钠，反应30min，得到硫酸钙沉淀；向步骤2）处理后的上清液中通入二氧化碳，调节pH=8后，再添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，得到碳酸钙沉淀；将步骤3）处理后的上清液通过超滤、反渗透进行过滤，所得淡水进行回用、浓水用于钠离子交换树脂再生。本发明所用药剂低成本，不会带入新的离子进入到废水中，同时产出较纯净的氢氧化镁产品和二水硫酸钙产品，实现钠离子交换树脂再生废水的零排放。

Description

钠离子交换树脂再生废水的处理工艺

技术领域

本发明属于工业废水资源化利用技术领域，涉及一种钠离子交换树脂再生废水的处理工艺。

背景技术

工业生产中，通常软水的生产制备采用钠离子交换树脂工艺进行制备，当钠离子交换树脂失效后，需使用10%wt左右氯化钠溶液进行再生，再生过程中会产生一定含大量钙、镁及氯化钠的废水，鉴于该部分废水含盐量高，无法直接再次利用，通常进行排放。由于该部分废水含大量的钙、镁离子及氯化钠，直接排放不仅会对环境造成一定危害，还造成氯化钠资源的浪费。

结合钠离子交换树脂再生需使用氯化钠溶液，如将其再生废水中的钙镁离子去除，则得到的氯化钠溶液可重复用于钠离子交换树脂的再生，进而降低氯化钠资源的消耗。当前针对废水中钙、镁离子的去除处理工艺，有双碱法、石灰纯碱法、纳滤等几种处理工艺，但由于钠离子交换树脂的再生废水硬度高达几十到几百毫摩尔每升，导致采用上述方法处理费用高，经济性差。

发明内容

本发明针对现有技术中钠离子交换树脂废水的处理费用高、经济性差的技术问题，提供一种钠离子交换树脂再生废水的处理工艺，采用硫酸钠替代常规双碱法中所用碳酸钠、二氧化碳替代盐酸，药剂低成本，不会带入新的离子进入到废水中，同时产出较纯净的氢氧化镁产品和二水硫酸钙产品，实现钠离子交换树脂再生废水的零排放。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种钠离子交换树脂再生废水的处理工艺，包括以下步骤：

1）向钠离子交换树脂再生废水中加入氢氧化钙，调节废水pH=12，得到氢氧化镁沉淀；

2）向步骤1）处理后的上清液中加入硫酸钠，反应30min，得到硫酸钙沉淀；

3）向步骤2）处理后的上清液中通入二氧化碳，调节pH=8后，再添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，得到碳酸钙沉淀；

4）将步骤3）处理后的上清液通过超滤、反渗透进行过滤，所得淡水进行回用、浓水用于钠离子交换树脂再生。

在一个技术方案中，所述步骤1）中氢氧化钙浆液的加入量与钠离子交换树脂再生废水的体积比为3~5：1000。

在一个技术方案中，所述步骤2）中所述步骤2）中硫酸钠的加入量为上清液中钙离子摩尔量的1.2倍。

在一个技术方案中，所述步骤4）中超滤的过滤精度为0.01~0.1μm。

在一个技术方案中，所述步骤4）中反渗透的脱盐率>95%。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明采用氢氧化钙、硫酸钠、二氧化碳对高钙、镁的钠离子交换树脂再生废水进行处理，药剂低成本，相比双碱法采用氢氧化钠、碳酸钠作为除钙、镁药剂，成本可大幅度降低，并且不会带入新的离子进入到废水中，同时产出较纯净的氢氧化镁产品和二水硫酸钙产品，最终反渗透产出的淡水可回用于生产，浓水用于钠离子交换树脂的再生，实现钠离子交换树脂再生废水的零排放。

附图说明

图1为本发明钠离子交换树脂再生废水的处理工艺的流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。

本发明采用的钠离子交换树脂再生废水是钠离子交换树脂再生步骤包括反洗、进再生液、置换、正洗四步，将反洗、正洗废水与进再生液、置换步骤废水分开收集，反洗、正洗废水直接回用至一次水处理前端，进再生液、置换步骤废水收集至废水池，得到高浓、高硬高氯化钠的废水。以下实施例采用的钠离子交换树脂再生废水中各离子浓度如下：Ca²⁺60mmol/L、Mg²⁺55mmol/L、Cl⁺111.8g/L。所用超滤装置中超滤膜的过滤精度为0.01~0.1μm，材质为聚偏氟乙烯，压力为＜0.2MPa；反渗透装置为蝶式反渗透，碟式反渗透膜的脱盐率>95%，材质为聚酰胺，压力为4~5MPa。

实施例1

如图1所示的流程图，本发明一种钠离子交换树脂再生废水的处理工艺的详细步骤如下：

1）向1L钠离子交换树脂再生废水中加入10g氢氧化钙粉，调节废水pH=12，得到氢氧化镁沉淀，沉淀物经洗涤、脱水、干燥得3.5g氢氧化镁粉末；

2）向步骤1）处理后的上清液中加入10.4g硫酸钠，反应30min，得到硫酸钙沉淀，沉淀物经洗涤、脱水、干燥得10.3g二水硫酸钙；

3）向步骤2）处理后的上清液中通入二氧化碳（流量0.5L/min），调节pH=8后，再添加0.3g聚合氯化铝和0.002g聚丙烯酰胺，得到碳酸钙沉淀，沉淀物经洗涤、脱水、干燥得1g碳酸钙；

4）将步骤3）处理后的上清液通过超滤、反渗透进行过滤浓缩，所得淡水进行回用、浓水用于钠离子交换树脂再生。测得浓水中NaCl浓度为4.7%，Ca²⁺浓度为8.5mmol/L（去除率为85.5%），Mg²⁺浓度为7.2mmol/L（去除率为86.9%）。

对比例1

常规双碱法处理钠离子交换树脂再生废水的处理工艺步骤如下：

1）向1L钠离子交换树脂再生废水中加入13ml 30%浓度氢氧化钠溶液，调节废水pH=12，得到氢氧化镁沉淀，沉淀物经洗涤、脱水、干燥得3.2g氢氧化镁粉末；

2）向步骤1）处理后的上清液中加入16g碳酸钠，反应30min，得到硫酸钙沉淀，沉淀物经洗涤、脱水、干燥得15g碳酸钙；

3）向步骤2）处理后的上清液中添加30%浓度盐酸1.2ml，调节废水pH=7.5；

4）将步骤3）处理后的上清液通过超滤、反渗透进行过滤浓缩，所得淡水进行回用、浓水用于钠离子交换树脂再生。测得浓水中NaCl浓度为4.5%，Ca²⁺浓度为9mmol/L（去除率为85%），Mg²⁺浓度为6mmol/L（去除率为87%）。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims

1.一种钠离子交换树脂再生废水的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述步骤1）中氢氧化钙浆液的加入量与钠离子交换树脂再生废水的体积比为3~5：1000。

3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述步骤2）中所述步骤2）中硫酸钠的加入量为上清液中钙离子摩尔量的1.2倍。

4.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述步骤4）中超滤的过滤精度为0.01~0.1μm。

5.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述步骤4）中反渗透的脱盐率>95%。