申请日2021.11.08
公开日期2021.12.31
IPC分类C02F9/10
摘要
本发明提供了一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，可将锂皂石生产废水进行固液分离和浓缩，在获得大量高品质清水回用同时回收锂皂石粗品物料。该技术方法主要包括调节槽、过滤器、预热器、浓缩系统、冷凝器、汽水分离系统、清水槽、浓液槽、蒸发系统组成。该技术包括五个工艺步骤，预处理：原料液在调节槽搅拌匀质，再经过滤器滤除大颗粒杂质，后经预热器获得工艺所需温度范围的进料液；汽化浓缩：进料液通过浓缩系统内精准加热控制，在内部渗透汽化膜组件一侧汽化分离出汽态水，并在另一侧形成浓缩液后排至浓液槽；冷凝回用：汽化水通过冷凝器与循环冷却水接触后实现冷凝，并通过汽水分离系统回收高品质清水；蒸发回收：浓缩液经过蒸发工艺进一步处理，最终形成锂皂石固态粗品。
权利要求
1.一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）预处理：原料液在调节槽搅拌匀质，再经过滤器滤除大颗粒杂质，后经预热器获得工艺所需温度范围的进料液；（2）汽化浓缩：将步骤（2）中得到的进料液通过浓缩系统内精准加热控制，在内部渗透汽化膜组件一侧汽化分离出汽态水，并在另一侧形成浓缩液后排至浓液槽；（3）冷凝回收：将步骤（2）中分离出的汽化水通过冷凝器与循环冷却水接触后实现冷凝，并通过汽水分离系统回收高品质清水；（4）浓缩蒸发：将步骤（2）中产出的浓缩液经过蒸发工艺进一步处理，最终形成锂皂石固态粗品。
2.根据权利要求1所述的，一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，原料水的水质范围为pH值介于7-13，水温≤90℃，TDS≤200000mg/L，CODcr≤50mg/L的锂皂石生产废水。
3.根据权利要求1所述的，一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（1）中，原料液的预处理方式采用多种物理方式的组合，包括混合，过滤，加热，混合方式可采用机械搅拌或空气搅拌实现水质混合均匀，过滤方式采用加压式过滤器，过滤精度≤100μm，主要控制指标为SS≤20mg/L，预热方式采用间壁式热交换器，形式可以为管式、板式、板翅式或板壳式交换器，热源介质采用废热源，可以为车间内的废热水或低品位蒸汽等，废热温度范围介于70—130℃，进料液的预热控制温度范围为低于汽化浓缩工艺温度的3℃—5℃范围内。
4.根据权利要求1所述的，一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（2）中，进料液的加热方式可采用盘管式热交换器或加热器，盘管式热交换器采用废热源，可以为车间内的废热水或低品位蒸汽等，温度范围介于70—130℃，加热器可采用电加热、电磁加热或红外线加热等形式，浓缩系统加热控制温度介于60℃—90℃之间，具体控制温度在设定温度±1℃范围内。
5.根据权利要求1所述的，一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（2）中，汽化分离采用蒸汽压差驱动的渗透汽化技术进行进料液的汽化分离，从而实现进料液的浓缩，渗透汽化技术的膜组件可以选用平板式、管式或是碟片式，采用选择性渗透膜，主要特性包括耐高温、亲水性、无孔、有机或无机复合膜。
6.根据权利要求1所述的，一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（3）中，汽化水的冷凝方式可采用间壁式热交换器，交换器形式可以为管式、板式、板翅式或板壳式交换器，根据汽化水质情况可以选用金属或非金属材料，采用常温或低温循环冷却水作为冷媒介质。
7.根据权利要求1所述的，一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（3）中，清水回收率可达到80%—95%，获得的高品水质pH6.5—8.5，CODcr≤5mg/L，TDS≤100mg/L，可满足车间回用水要求。
8.根据权利要求1所述的，一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（4）中，通过步骤（2）产生的浓缩液可经过蒸发工艺进一步浓缩，最终形成锂皂石固态粗品，蒸发方式可以采用MVR、单效或多效形式。
说明书
一种锂皂石生产废水的资源化回收方法
技术领域
本发明涉及一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，属于环保和资源化技术领域。
背景技术
随着环保政策的日趋严格，涂料逐步向着水性化的趋势发展。水包水多彩涂料以其自然、高贵、典雅、豪华的装饰风格迅速得到了市场的推崇，从装饰效果上其能完全取代天然石材，而且能克服天然石材应用中的自重大、拼接难等缺点，为涂料领域迅速崛起的新型涂料。其产品的生产和应用也已引起整个行业的新一轮的热点话题。锂皂石是一种人工合成的三八面体层状胶体材料，在水体系中具极强的成胶性能，具有优异的触变性、分散性、悬浮性和增稠性，是制备水包水多彩涂料的重要原料,锂皂石生产过程中会产生一定量的生产废水，虽污染负荷较轻，通过简单物化方式可满足达标排放要求，但因水质含有的微量物料价值较高，如能将该废水中的物料与废水实现有效的固液分离，进行合理利用，将大大提升该类产品生产的工业循环价值。此外，在该类产品生产过程中会应用大量热源并随之产生较多的废热，如低品废热水等，这些废热一般很难有效利用，多数通过环境自然冷却，不仅污染了环境，也浪费了能源，将渗透汽化分离技术应用于该类废水中，不仅较好的利用企业生产过程中产生的废热源，又将锂皂石生产废水进行高效的固液分离，最终实现废水资源的循环利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，可将锂皂石生产废水进行固液分离和浓缩，在获得大量高品质清水回用同时回收锂皂石粗品物料，为达到上述目的，本发明提供了一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，包括以下步骤：
（1）预处理：原料液在调节槽搅拌匀质，再经过滤器滤除大颗粒杂质，经预热器获得工艺所需温度范围的进料液；
（2）汽化浓缩：将步骤（2）中得到的进料液通过浓缩系统内精准加热控制，在内部渗透汽化膜组件一侧汽化分离出汽态水，并在另一侧形成浓缩液后排至浓液槽；
（3）冷凝回收：将步骤（2）中分离出的汽化水通过冷凝器与循环冷却水接触后实现冷凝，并通过汽水分离系统回收高品质清水；
（4）浓缩蒸发：将步骤（2）中产出的浓缩液经过蒸发工艺进一步处理，最终形成锂皂石固态粗品。
在上述的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，原料水的水质范围为pH值介于7-13，水温≤90℃，TDS≤200000mg/L, CODcr≤50mg/L的锂皂石生产废水。
在上述的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（1）中，原料液的预处理方式采用多种物理方式的组合，包括混合，过滤，加热。混合方式可采用机械搅拌或空气搅拌实现水质混合均匀，过滤方式采用加压式过滤器，过滤精度≤100μm，主要控制指标为SS≤20mg/L，预热方式采用间壁式热交换器，形式可以为管式、板式、板翅式或板壳式交换器。热源介质采用废热源，可以为车间内的废热水或低品位蒸汽等，废热温度范围介于70—130℃。进料液的预热控制温度范围为低于汽化浓缩工艺温度的3℃—5℃范围内。
在上述的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，在步骤（2）中，进料液的加热方式可采用盘管式热交换器或加热器。盘管式热交换器采用废热源，可以为车间内的废热水或低品位蒸汽等，温度范围介于70—130℃。加热器可采用电加热、电磁加热或红外线加热等形式。浓缩系统加热控制温度介于60℃—90℃之间，具体控制温度在设定温度±1℃范围内。
在上述的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，在步骤（2）中，汽化分离采用蒸汽压差驱动的渗透汽化技术进行进料液的汽化分离，从而实现进料液的浓缩。渗透汽化技术的膜组件可以选用平板式、管式或是碟片式。采用选择性渗透膜，主要特性包括耐高温、亲水性、无孔、有机或无机复合膜。
在上述的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，在步骤（3）中，汽化水的冷凝方式可采用间壁式热交换器。交换器形式可以为管式、板式、板翅式或板壳式交换器，根据汽化水质情况可以选用金属或非金属材料，采用常温或低温循环冷却水作为冷媒介质。
在上述的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，在步骤（3）中，清水回收率可达到80%—95%，获得的高品水质pH6.5—8.5，CODcr≤5mg/L，TDS≤100mg/L，可满足车间回用水要求。
在上述的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法，其特征在于，在步骤（4）中，通过步骤（2）产生的浓缩液可经过蒸发工艺进一步浓缩，最终形成锂皂石固态粗品。蒸发方式可以采用MVR、单效或多效形式。
本发明的有益效果是：1、针对锂皂石生产废水，采用本方法可进行有效的固液分离和浓缩，从而实现锂皂石生产废水的零排放，浓缩分离工艺简单，可充分利用企业废热，有效降低运行能耗，实现废水的可循环利用，产生较好的经济效益；2、经渗透汽化工艺分离后的产出的水质指标优于循环冷却水水质指标，可满足生产回用的要求，不仅提升了废水的循环利用价值，产生回用效益，更解决水源短缺地区的用水问题，具有良好的环保性和经济性。
本发明提供的一种锂皂石生产废水的资源化回收方法耗能低，运维简便，将锂皂石生产废水进行有效浓缩，既将水资源进行回用又回收可用物料，最终可实现废水的零排放。充分利用自有废热资源，化害为利，既节约了资源和能源，具有显著的环境效益和经济效益，为缺水地区或用水严控区的锂皂石生产企业的资源化利用与回收提供了崭新的技术路线和可行的实践经验。
（发明人：叶舟; 李金页）