申请日2015.06.30
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明提供了一种分子筛制备过程中产生的含硅废水的处理方法，包括如下步骤：(A)将分子筛制备过程中直接排放的滤液、母液以及洗液汇集、初步调配后形成凝胶废水，加溶质质量百分比浓度为8-10%的石灰乳液搅拌一段时间后静置;(B)将上层清液直接回用，底部污泥堆积排放。本发明实施例提供的含硅废水的理方法能够很好的将凝胶废水中的凝胶杂质进行处理，处理后的废水浊度明显降低，而且处理方法成本低、操作方便，适于大范围推广应用。
权利要求书
1.一种分子筛制备过程中产生的含硅废水的处理方法，其特征 在于，包括如下步骤：
(A)将分子筛制备过程中直接排放的滤液、母液以及洗液汇 集、初步调配后形成凝胶废水，加溶质质量百分比浓度为8-10%的 石灰乳液搅拌一段时间后静置;
(B)将上层清液直接回用，底部污泥堆积排放。
2.根据权利要求1所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，所述步骤(A)中，每升凝胶废水中可溶 硅含量在300-2000mg，加入所述石灰乳液中的溶质质量为 1000-8000mg，优选每升凝胶废水中可溶硅含量在500-1000mg，石 灰乳液中的溶质质量为3500-4000mg，更优选可溶硅含量在300mg， 石灰乳液中的溶质质量为3600mg。
3.根据权利要求1所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，所述步骤(A)中，搅拌的时间为15-60min， 静置的时间为120-165min;优选搅拌的时间为30-60min，静置的时 间为120-150min;更优选搅拌时间与静置时间的总和在180-200min 之间。
4.根据权利要求1所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，所述步骤(B)中，底部污泥通过压滤后 形成回用液与废弃污泥，所述回用液返回(A)步骤中汇集到凝胶 废水中继续进行处理，废弃污泥则直接排放;优选地，废弃污泥直 接添加到凝胶废水中处理废水以节约石灰乳液的用量。
5.根据权利要求4所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，废弃污泥直接添加到凝胶废水中以使每升 凝胶废水中，纯石灰的用量为3500-4000mg;优选纯石灰的用量为 3600mg。
6.根据权利要求1所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，所述步骤(A)中，分子筛制备过程中， 若加入稀土元素对分子筛进行改性，则在交换过滤洗涤过程中还会 产生改性分子筛废水;
则在所述步骤(B)之后还包括如下步骤：
(C)在改性分子筛废水中添加元素回收剂以用于回收稀土元 素，其中，所述元素回收剂包括絮凝剂、草酸钠、氢氧化钠以及磷 酸铵中的其中一种。
7.根据权利要求6所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，所述步骤(C)中，添加元素回收剂后静 置10-40min，优选静置30-40min。
8.根据权利要求6所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，所述元素回收剂为磷酸铵或氢氧化钠。
9.根据权利要求8所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠预先配成成质量百分比浓度 为23-25%的氢氧化钠溶液，所述磷酸铵预先配制成质量百分比浓度 为8-10%的磷酸铵溶液。
10.根据权利要求9所述的分子筛制备过程中产生的含硅废水 的处理方法，其特征在于，每升改性分子筛废水中，添加氢氧化钠 溶液的溶质质量与改性分子筛废水中镧元素的质量比为5-15:1，添 加磷酸铵溶液的溶质质量与改性分子筛废水中镧元素的质量比为 1-5:1;优选氢氧化钠溶液的溶质质量与改性分子筛废水中镧元素的 质量比为10:1，磷酸铵溶液的溶质质量与改性分子筛废水中镧元素 的质量比为3:1。
说明书
分子筛制备过程中产生的含硅废水的处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体而言，涉及一种分子筛制 备过程中产生的含硅废水的处理方法。
背景技术
分子筛作为一种重要的催化剂和吸附分离剂，已经广泛应用于 石油的加氢裂化、流化催化裂化、苯的烷基化等反应，分子筛合成 的主要方法是将先配制导向剂和母液，将导向剂和母液混合后进行 晶化，混合后进行过滤和焙烧产生沸石分子筛。
在分子筛合成过程中，一种废水来源于晶化浆液水洗过滤产生 的滤液和洗液、以及少部分母液中含有的大量氧化硅和氧化钠在加 入一定量的硫酸铝溶液后，产生硅铝凝胶过滤废水，称为凝胶废水。 凝胶废水的主要含有硅铝凝胶、悬浮物(Suspended Solid，SS)和硫酸 盐。另一种废水主要是分子筛改性过程中交换过滤洗涤工序产生的 滤液，称为改性分子筛废水。该类废水主要含有少量硅、微量稀土 元素(La和Ce)、SS以及硫酸盐。
现有技术中一般是采取直接将废水排放的方式，但是这种处理 方式不仅污染环境，不绿色环保，而且改性分子筛废水中含有大量 稀土元素，直接排放造成原料浪费，提高了运行成本，造成非必要 的原料流失，对整个生产工艺也是不利的。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分子筛制备过程中产生的含硅废水 的处理方法，所述处理方法能够很好的将凝胶废水中的凝胶杂质进 行处理，处理后的废水浊度明显降低，而且处理方法成本低、操作 方便，适于大范围推广应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种分子筛制备过程中产生的含硅废水的 处理方法，包括如下步骤：
(A)将分子筛制备过程中直接排放的滤液、母液以及洗液汇 集、初步调配后形成凝胶废水，加溶质质量百分比浓度为8-10%的 石灰乳液搅拌一段时间后静置;
(B)将上层清液直接回用，底部污泥堆积排放。
现有技术中，通常分子筛的制备方法是采用硅胶或水玻璃为硅 源的水热合成法，原因在于这种方法条件比较温和制备工艺简单、 成本低因此被广泛推广。但是，在制备过程中会产生大量的凝胶废 水，这些凝胶废水的来源主要为成胶工序后的过滤工序，以及对初 步形成的分子筛浆液水洗形成的洗液、还有少部分的母液，当然在 正常生产过程中还会进行一定量的回用，最后无法回用的部分就会 直接排放，但是这种处理方式不仅会将有用资源直接排掉造成浪费， 而且还会污染环境。
本发明为了解决以上技术问题，发明了一种分子筛制备过程中 产生的含硅废水的处理方法，通过将准备进行排放的滤液、洗液以 及母液汇集后，通过调配硅铝比使其与生产相适应后，加溶质质量 百分比浓度为8-10%的石灰乳液进行废水处理，这种处理方式不仅 成本低，而且处理方法也比较简单，现有技术中也有实践过采用普 通的絮凝剂(如PAC、PAM等)进行处理的方法，但是效果不显著， 经过检测上层清液中所含可溶硅含量依旧很高，而且浊度这个指标 也偏高，因此这种加絮凝剂的方式并不可取。
在本发明中，创造性的使用石灰乳液作为废水处理剂，现有技 术中完全没有过关于石灰乳液可以处理含硅废水的报道。配制石灰 乳液时，其质量百分比浓度需要在8-10%之间，因为如果浓度过高 添加到废水体系中会变成浆糊状影响搅拌，如果浓度太低则会有大 量的水掺入体系中，设备的体积需要扩大，无形之中增加了成本。 因此需要严格控制石灰乳液的浓度。经过处理后的上层清液可以直 接回用，如果用户要求比较高，也可以继续进入水处理设备中进行 进一步处理，视具体情况而定。
另外，除了石灰乳液的质量百分比浓度这个指标需要严格把控， 还有石灰乳液的加量、搅拌以及静置时间等参数，均是发明人通过 大量的实验进行了优化，经过优化实验后，发现每升凝胶废水中可 溶硅含量在300-2000mg，加入所述石灰乳液中的溶质质量最好为 1000-8000mg，优选每升凝胶废水中可溶硅含量在500-1000mg，石 灰乳液中的溶质质量为3500-4000mg，更优选可溶硅含量在300mg， 石灰乳液中的溶质质量为3600mg。因为通过实验发现石灰乳液加量 进一步增加也不会提高废水的处理效果，因此在这个加量范围内效 果最优也最经济，可根据具体处理废水时可溶硅含量的不同，对石 灰乳液的量进行调整。
还有，搅拌的时间最好为15-60min，静置的时间为120-165min; 优选搅拌的时间为30-60min，静置的时间为120-150min;更优选搅 拌时间与静置时间的总和在180-200min之间。通过实验发现只要搅 拌与静置的时间在3h以上，其沉淀效果较好，上层清液的浊度最低， 当然如果时间过长又会影响整个生产周期，因此控制在180-200min 之间足矣。
值得注意的地方在于，在步骤(B)中，最后形成的底部污泥 最好先通过板框过滤机等压滤设备进行压滤后得到回用液与废弃污 泥，使回用液返回(A)步骤中汇集到凝胶废水中继续进行处理， 这样可以提高废水回用率，废弃污泥则直接排放;更进一步的，通 过实验发现废弃污泥中因含有石灰乳液也同样具备净化废水的效 果，因此为了提高污泥的利用率，废弃污泥直接添加到凝胶废水中 处理废水以节约石灰乳液的用量。废弃污泥较优的添加量为，每升 凝胶废水中，纯石灰的用量为3500-4000mg;优选纯石灰的用量为 3600mg，与上述只添加石灰乳液的较优的添加范围基本相同。
当然，在现有技术中的分子筛制备过程中，最后均会对分子筛 进行改性，因为如果不改性其分子筛的催化活性会很低，改性的方 法为将分子筛与含有稀土元素的溶液进行混合后，稀土元素会负载 在分子筛上，然后进行干燥、焙烧即得，液相部分则通过交换过滤 洗涤形成改性分子筛废水，整个分子筛改性工艺流程本来就属于现 有技术，在此不再赘述。关键点在于形成的改性分子筛废水现有技 术的处理方式均是直接排放，但是其中含有大量的稀土元素，这样 无形造成资源浪费。因此，本发明实施例为了解决以上技术问题， 提供了一种处理改性分子筛废水的方法，包括如下步骤：(C)在改 性分子筛废水中添加元素回收剂以用于回收稀土元素，其中，所述 元素回收剂包括絮凝剂、草酸钠、氢氧化钠以及磷酸铵中的其中一 种。通过实验发现效果最好的为磷酸铵或氢氧化钠，另外，氢氧化 钠预先配成成质量百分比浓度为23-25%的氢氧化钠溶液，磷酸铵预 先配制成质量百分比浓度为8-10%的磷酸铵溶液，配制成溶液进行 添加能够加强处理效果，提高元素回收剂在废水中的分散性。
进一步的，对磷酸铵或氢氧化钠溶液的添加量进行了优化，每 升改性分子筛废水中，添加氢氧化钠溶液的溶质质量与改性分子筛 废水中镧元素的质量比为5-15:1，添加磷酸铵溶液的溶质质量与改 性分子筛废水中镧元素的质量比为1-5:1;优选氢氧化钠溶液的溶质 质量与改性分子筛废水中镧元素的质量比为10:1，磷酸铵溶液的溶 质质量与改性分子筛废水中镧元素的质量比为3:1。最后，通过实验 发现，加入元素回收剂后需要静置一段时间以加强处理效率，而较 优的静置时间为10-40min，更优为30-40min，不宜时间过长会影响 整个生产周期。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明实施例提供了一种分子筛制备过程中产生的含硅废 水的处理方法，对凝胶废水采用添加石灰乳液处理的方法，这种处 理方式不仅成本低，而且处理方法也比较简单，适于广泛推广使用;
(2)本发明实施例对改性分子筛废水主要采用添加絮凝剂、草 酸钠、氢氧化钠以及磷酸铵中的一种或几种的混合物进行处理，处 理方法简单，实用性高，易于广泛推广应用;
(3)本发明实施例的通过对废水处理方法中的处理剂的添加 量、搅拌时间以及静置时间等指标进行了优化，得到了较优的指标 范围，对实际生产具有很强的指导意义，也给实际生产提供可以参 考的数据，增强了本专利的实用性。