申请日2018.12.26
公开(公告)日2019.03.01
IPC分类号C02F9/08; C01D5/00; C01D1/04; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种纳滤‑冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，包括以下步骤：将未处理的冶金废水通过管道送入反应池中，并且在反应池中添加HCl，除去冶金废水中的HCO3‑和CO32‑;将反应完全后的冶金废水依次经超滤系统、纳滤系统处理后，将所得的纳滤浓缩液通过管道送入冷冻脱硝系统进行冷冻脱硝处理;将经冷冻脱硝处理过的浓缩液，进入到离心分离工段，分离出生成的芒硝晶体，离心分离产生的少量溶液回流到超滤系统回用;将所得的纳滤透过液通过管道送入化盐池，加入一定量的氯化钠后，制取烧碱。本发明工艺简单，能耗低，能够经济有效的处理化工厂产生的冶金废水，实现废水的回收重利用。
权利要求书
1.一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将未处理的冶金废水通过管道送入反应池中，并且在反应池中添加HCl，除去冶金废水中的HCO3-和CO32-;
S2、将反应完全后的冶金废水依次经超滤系统、纳滤系统处理后，得纳滤浓缩液和纳滤透过液;
S3、将所得的纳滤浓缩液通过管道送入冷冻脱硝系统进行冷冻脱硝处理;
S4、将经冷冻脱硝处理过的浓缩液，进入到离心分离工段，分离出生成的芒硝晶体，离心分离产生的溶液回流到纳滤系统回用;
S5、将所得的纳滤透过液通过管道送入化盐池，加入一定量的氯化钠后，制取烧碱。
2.根据权利要求1所述的一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述冶金废水中总的含盐量为60g/L~80g/L，NaCl的含量为20g/L -30g/L，Na2SO4的含量为25 g/L -40g/L，Na2CO3的含量为5 g/L -10g/L，NaHCO3的含量为2 g/L -6g/L。
3.根据权利要求1所述的一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，其特征在于：所述步骤S1中采用质量分数为20%~30%的盐酸，加入盐酸的量为废水中CO32-和HCO3-总和的1.8~2.2倍。
4.根据权利要求1所述的一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，其特征在于：所述的纳滤浓缩液是含二价离子及高价离子的废水;纳滤透过液中的硫酸根离子含量<5g/L，符合工业制碱条件。
5.根据权利要求1所述的一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，其特征在于：所述步骤S5中，在化盐池中另加入的氯化钠，使得溶液中的氯化钠含量在170~240g/L。
6.根据权利要求1所述的一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括如下步骤：
将纳滤浓缩液送入自然沉降池，进行自然沉降，自然沉降温度控制在15~20℃，自然沉降6~8小时，经离心分离后，收集晶体，自然沉降母液进入到一次冷冻系统进行一次冷冻脱硝，一次冷冻脱硝温度控制在5~10℃，恒温2小时，经离心分离后，收集晶体，一次冷冻脱硝母液进入到二次冷冻脱硝系统进行二次冷冻脱硝，二次冷冻脱硝温度控制在-5~0℃，恒温2小时;经离心分离后，收集晶体。
说明书
一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法。
背景技术
工业上比较常用的传统的废水处理技术有蒸发结晶、生物法、膜分离技术等。蒸发结晶有自然蒸发、多效蒸发和机械蒸发;自然蒸发虽然能耗低，但由于太阳能蒸发效率不理想，进水量大于蒸发量，占地面积大、受自然因素影响严重等问题凸显出来;多效蒸发串联多个蒸发器，利用上个蒸发器产生的二次蒸汽来加热下个蒸发器，相比自然蒸发具有能耗较低，占地面积小等优点，但设备投资较大，维护成本较高;机械蒸发通过压缩蒸汽，把低品位的蒸汽变成高品位的蒸汽，循环利用蒸汽，与多效蒸发技术相比，提高了蒸汽的利用率，具有占地面积小、运行费用低、操作简单等优点，但机械蒸发对设备和质量要求严格，目前国内还还没有掌握机械蒸发的核心技术，设备只能依靠进口，成本较高。生物法通过培养耐盐嗜盐的微生物，用微生物的新陈代谢能力来降解废水中的盐分;生物法一般能有效去除水中的有机质和降低COD，但不能脱盐，并且废水中的含盐量过高会抑制微生物的生长。膜分离技术是一种新兴分离技术，一般都以压力为驱动，在常温下即可分离，分离效果好，根据不同的分离要求，分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、正渗透等;在冶金废水处理方面主要是超滤、纳滤、和反渗透技术;超滤用来分离废水中的蛋白质、细菌等，纳滤用来分离一价离子和多价离子，反渗透用来浓缩废水和海水淡化。因此，在现有的单一处理冶金废水技术不能高效、节能、环保处理废水的情况下，低成本、低能耗的膜技术的耦合工艺将会是一种必然趋势。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种低能耗、零排放、操作简单的纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种纳滤-冷冻脱硝工艺处理冶金废水的方法，包括以下步骤：
S1、将未处理的冶金废水通过管道送入反应池中，并且在反应池中添加HCl，除去冶金废水中的HCO3-和CO32-;
S2、将反应完全后的冶金废水依次经超滤系统、纳滤系统处理后，得纳滤浓缩液和纳滤透过液;
S3、将所得的纳滤浓缩液通过管道送入冷冻脱硝系统进行冷冻脱硝处理;
S4、将经冷冻脱硝处理过的浓缩液，进入到离心分离工段，分离出生成的芒硝晶体，离心分离产生的少量溶液回流到纳滤系统回用;
S5、将所得的纳滤透过液通过管道送入化盐池，加入一定量的氯化钠后，制取烧碱。
进一步地，所述步骤S1中，所述冶金废水的主要成分为：NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3，废水中总的含盐量为60g/L~80g/L，NaCl的含量为20g/L -30g/L，Na2SO4的含量为25g/L -40g/L，Na2CO3的含量为5 g/L -10g/L，NaHCO3的含量为2 g/L -6g/L。
进一步地，所述步骤S1中采用质量分数为20%~30%的盐酸，使之与废水中的Na2CO3和NaHCO3反应，除去CO32-和HCO3-，加入盐酸的量为废水中CO32-和HCO3-总和的1.8~2.2倍。
进一步地，所述的纳滤浓缩液是含二价离子及高价离子的废水;纳滤透过液中的硫酸根离子含量<5g/L，符合工业制碱条件。
进一步地，所述步骤S5中，在化盐池中另加入的氯化钠，使得溶液中的氯化钠含量在170~240g/L。
进一步地，所述步骤S3具体包括如下步骤：将纳滤浓缩液送入自然沉降池，进行自然沉降，自然沉降温度一般控制在15~20℃，自然沉降6~8小时，经离心分离后，收集晶体(芒硝)，自然沉降母液进入到一次冷冻系统进行一次冷冻脱硝，一次冷冻脱硝温度控制在5~10℃，恒温2小时，经离心分离后，收集晶体(芒硝)，一次冷冻脱硝母液进入到二次冷冻脱硝系统进行二次冷冻脱硝，二次冷冻脱硝温度控制在-5~0℃，恒温2小时;经离心分离后，收集晶体(芒硝)。
本发明具有以下有益效果：
1. 本发明较之传统的冶金废水处理工艺具有流程简单，易操作，低能耗的优点，只需在预处理阶段添加一种化学试剂，其他操作单元均属于物理处理方法，避免了其他杂质离子的引入。2. 本发明所产生的纳滤透过液，SO42-含量符合工业制碱要求，只需在纳滤透过液中加入适量的NaCl，就可直接用于工业制碱，省去NaCl传统回收过程中的结晶步骤，降低能耗;还可节省工业制碱过程中大量的工业用水。