申请日2018.03.05
公开(公告)日2018.07.20
IPC分类号C02F9/10; C01F11/46; C02F103/34; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种煤化工废水中硫酸根综合利用方法，首先对煤化工废水进行调质处理，氧化去除废水中难降解有机污染物，然后向废水中加入氯化钡溶液等药剂，采用分级沉淀的方式，使废水中的硫酸根离子反应形成硫酸钡沉淀，最后经洗涤、压滤、干燥处理后，形成工业级硫酸钡产品。该方法与传统煤化工废水分盐方法相比，具有分盐效率高、投资及运行成本低、操作运行简便等优点。在实现煤化工废水中硫酸根与氯离子分离的同时，实现了硫酸根的资源综合利用，具有较高的推广应用价值。
权利要求书
1.一种煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其特征在于，包括步骤：
A、废水调质：向煤化工废水中投加臭氧、氯化亚铁、氢氧化钠等药剂，对废水中的难降解有机物进行氧化去除;
B、钡盐溶液配制：以工业级氯化钡、去离子水配制钡盐溶液;
C、多级沉淀反应：向调质处理后的煤化工废水中加入氯化钡溶液、聚丙烯酰胺絮凝剂，进行多级沉淀反应，沉淀反应出水送后续氯化钠蒸发结晶工序处理;
D、污泥回流：沉淀反应过程中产生的污泥通过管道输送至集泥池，集泥池中部分污泥返回至第一级沉淀反应池，作为钡盐沉淀反应的晶种，提高沉淀反应效率;
E、沉淀综合利用：将集泥池中除回流污泥之外的剩余污泥，经洗涤、压滤、干燥处理后，形成硫酸钡产品。
2.根据权利要求1所述的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其特征在于，所述的步骤A中，臭氧投加量为100-150mg/L;氯化亚铁的投加量为10-25mg/L;用NaOH溶液将废水反应前pH调节至8.0-9.0;反应时间为30-50min;反应后出水中COD浓度低于200mg/L。
3.根据权利要求1所述的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其特征在于，所述的步骤B中，氯化钡的质量百分浓度为5%-10%;去离子水中硫酸根离子浓度低于30mg/L。
4.根据权利要求1所述的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其特征在于，所述的步骤C中，氯化钡溶液的总投加量为投加量理论值的0.9-1.0倍;钡盐沉淀的反应时间为30-45min;沉淀停留时间为1.0-1.5h;聚丙烯酰胺絮凝剂的投加量为5-10mg/L。
5.根据权利要求4所述的氯化钡溶液的总投加量，其特征在于，第一级沉淀反应与第二级沉淀反应的钡盐投加量之比为3:1-4:1。
6.根据权利要求1所述的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其特征在于，所述的步骤D中，污泥在集泥池内的停留时间不超过45min;污泥的回流比为2%-8%。
7.根据权利要求1所述的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其特征在于，所述的步骤E中，污泥在滤带上用水冲洗时间为10-15s;污泥干燥温度为105-120℃;氯化钡干燥至含水率低于0.7%。
8.根据权利要求7所述的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其特征在于，其冲洗用水水质需满足《城市污水再生利用工业用水水质(GB/T19923-2005)》中工艺与产品用水水质标准要求。
说明书
煤化工废水中硫酸根综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种煤化工废水处理技术，尤其涉及一种煤化工废水中硫酸根综合利用方法。
背景技术
煤化工废水中硫酸钠与氯化钠的分盐结晶与资源化利用是零排放技术的关键之一。目前，现有的煤化工废水零排放技术路线主要为纳滤分盐与冷冻分盐两种。
现有处理技术主要存在如下几点问题。首先，采用纳滤分盐或冷冻分盐，其分盐设备的投资及运行成本较高。其次，分盐之后，产生的硫酸钠与氯化钠价值较低，难以实现资源综合利用。再次，纳滤与冷冻分盐的方式，其操作运行及维护较为复杂，处理效率有待提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤化工废水中硫酸根综合利用方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，包括步骤：
A、废水调质：向煤化工废水中投加臭氧、氯化亚铁、氢氧化钠等药剂，对废水中的难降解有机物进行氧化去除;
B、钡盐溶液配制：以工业级氯化钡、去离子水配制钡盐溶液;
C、多级沉淀反应：向调质处理后的煤化工废水中加入氯化钡溶液、聚丙烯酰胺絮凝剂，进行多级沉淀反应，沉淀反应出水送后续氯化钠蒸发结晶工序处理;
D、污泥回流：沉淀反应过程中产生的污泥通过管道输送至集泥池，集泥池中部分污泥返回至第一级沉淀反应池，作为钡盐沉淀反应的晶种，提高沉淀反应效率;
E、沉淀综合利用：将集泥池中除回流污泥之外的剩余污泥，经洗涤、压滤、干燥处理后，形成硫酸钡产品。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，首先对煤化工废水进行调质处理，采用臭氧氧化的方法去除废水中难降解有机污染物，然后向废水中加入氯化钡溶液，采用分级沉淀的方式，使废水中的硫酸根离子与钡离子发生沉淀反应，形成硫酸钡沉淀。反应过程中产生的污泥部分作为晶种回流，部分经洗涤、压滤、干燥处理后，形成工业级硫酸钡产品。该方法采用化学沉淀法，将煤化工废水中硫酸根离子与氯离子高效、低成本分离的同时，实现了硫酸根的综合利用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的煤化工废水中硫酸根综合利用方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，其较佳的具体实施方式是：
包括步骤：
A、废水调质：向煤化工废水中投加臭氧、氯化亚铁、氢氧化钠等药剂，对废水中的难降解有机物进行氧化去除;
B、钡盐溶液配制：以工业级氯化钡、去离子水配制钡盐溶液;
C、多级沉淀反应：向调质处理后的煤化工废水中加入氯化钡溶液、聚丙烯酰胺絮凝剂，进行多级沉淀反应，沉淀反应出水送后续氯化钠蒸发结晶工序处理;
D、污泥回流：沉淀反应过程中产生的污泥通过管道输送至集泥池，集泥池中部分污泥返回至第一级沉淀反应池，作为钡盐沉淀反应的晶种，提高沉淀反应效率;
E、沉淀综合利用：将集泥池中除回流污泥之外的剩余污泥，经洗涤、压滤、干燥处理后，形成硫酸钡产品。
所述的步骤A中，臭氧投加量为100-150mg/L;氯化亚铁的投加量为10-25mg/L;用NaOH溶液将废水反应前pH调节至8.0-9.0;反应时间为30-50min;反应后出水中COD浓度低于200mg/L。
所述的步骤B中，氯化钡的质量百分浓度为5%-10%;去离子水中硫酸根离子浓度低于30mg/L。
所述的步骤C中，氯化钡溶液的总投加量为投加量理论值的0.9-1.0倍;钡盐沉淀的反应时间为30-45min;沉淀停留时间为1.0-1.5h;聚丙烯酰胺絮凝剂的投加量为5-10mg/L。
第一级沉淀反应与第二级沉淀反应的钡盐投加量之比为3:1-4:1。
所述的步骤D中，污泥在集泥池内的停留时间不超过45min;污泥的回流比为2%-8%。
所述的步骤E中，污泥在滤带上用水冲洗时间为10-15s;污泥干燥温度为105-120℃;氯化钡干燥至含水率低于0.7%。
其冲洗用水水质需满足《城市污水再生利用工业用水水质(GB/T19923-2005)》中工艺与产品用水水质标准要求。
本发明的煤化工废水中硫酸根综合利用方法，采用化学沉淀的方法，将废水中硫酸根沉淀分离出来，具有反应效率高、投资及运行成本低、资源综合利用等特点。
本发明的优点和意义：(1)通过钡盐沉淀反应，提高了煤化工废水中硫酸根与氯离子的分离效率;(2)采用化学沉淀的方法，分离煤化工废水中硫酸根离子，其构筑物及设备等投资费用远低于现有的纳滤、冷冻分盐处理设施，显著降低煤化工废水零排放的投资及运行成本;(3)该技术操作运行简单，便于维护运行;(4)该技术将煤化工废水中硫酸根沉淀分离，分离后所产生的硫酸钡沉淀能作为产品综合利用，具有良好的经济、环境效益，具有较高的推广应用价值。
具体实施例：
如图1所示，包括以下步骤：
(1)废水调质：向煤化工废水中投加臭氧、氯化亚铁、氢氧化钠等药剂，对废水中的难降解有机物进行氧化去除。臭氧投加量为100-150mg/L，氯化亚铁的投加量为10-25mg/L，用NaOH溶液将废水反应前pH调节至8.0-9.0，反应时间为30-50min，反应后出水中COD浓度低于200mg/L。
(2)钡盐溶液配制：以工业级氯化钡、去离子水配制钡盐溶液。氯化钡的质量百分浓度为5%-10%。去离子水中硫酸根离子浓度应低于30mg/L。
(3)多级沉淀反应：向调质处理后的煤化工废水中加入钡盐溶液，钡盐溶液的总投加量为投加量理论值的0.9-1.0倍。沉淀反应级数为二级。第一级沉淀反应与第二级沉淀反应的钡盐投加量之比为3:1-4:1。钡盐沉淀的反应时间为30-45min，沉淀停留时间为1.0-1.5h。在每级沉淀反应之后，通过管道投加聚丙烯酰胺絮凝剂，絮凝剂的投加量为5-10mg/L。沉淀反应出水送后续氯化钠蒸发结晶工序处理。
(4)污泥回流：沉淀反应过程中产生的污泥通过管道输送至集泥池，集泥池中部分污泥返回至第一级沉淀反应池，作为钡盐沉淀反应的晶种，提高沉淀反应效率。污泥在集泥池内的停留时间不超过45min。污泥的回流比为2%-8%。
(5)污泥综合利用：采用带式压滤机对集泥池中剩余污泥进行压滤，在压滤机滤带上设置冲洗装置，用水对滤带上进入压滤工序之前的污泥进行冲洗。冲洗时间为10-15s，冲洗用水需满足《城市污水再生利用工业用水水质(GB/T19923-2005)》中工艺与产品用水水质标准要求。污泥压滤脱水后送干燥机中干燥，干燥温度为105-120℃，干燥至含水率低于0.7%后，包装形成工业级硫酸钡产品。
步骤(1)中臭氧的投加量可以为100-150mg/L之间，优选150;氯化亚铁的投加量可以为10-25mg/L之间，优选20mg/L;废水反应前pH可以调节至8.0-9.0之间，优选9.0;反应时间可以为30-50min之间，优选45min。
步骤(2)中氯化钡的质量百分浓度可以为5%-10%之间，优选10%。
步骤(3)中钡盐溶液的总投加量为投加量理论值的0.9-1.0倍之间，优选0.95;第一级沉淀反应与第二级沉淀反应的钡盐加量之比可以为3:1-4:1之间，优选3:1;钡盐沉淀的反应时间可以为30-45min，优选30min;沉淀停留时间可以为1.0-1.5h，优选1.5h;絮凝剂的投加量可以为5-10mg/L之间，优选7mg/L。
步骤(4)中污泥的回流比可以为2%-8%之间，优选5%。
步骤(5)中污泥的冲洗时间可以为10-15s之间，优选10s。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。