公布日：2022.12.27
申请日：2022.11.02
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C01D3/14(2006.01)I
摘要
本发明涉及了一种废水处理方法，尤其涉及了一种去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法，组成高浓盐水常温条件下，TDS大于10%（总溶解性固体含量大于100g/L），主要成分为大量的钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、氯离子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、活性硅、有机物、悬浮物的盐水，去除高浓盐废水中的硫酸根及硅的含量，过量值配制钡盐/钙盐溶液，向高浓盐水中添加配制溶液，本提去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法可同时去除高浓盐废水中的硫酸根及硅，能够稳定且有效地提高硫酸根离子及硅的去除效率，大大提高后续处理单元中结晶盐品质，能够大幅减少杂盐产出量，同时降低项目设备投资及运行成本，以达到提高产出结晶盐纯度的目的。
权利要求书
1.一种去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法，高浓盐水主要成分为钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）、钠离子（Na+）、钾离子（K+）、氯离子（Cl-）、硫酸根（SO42-）、硝酸根(NO3-)、磷酸根(PO43-)、活性硅、有机物、悬浮物的盐水其特征在于：硫酸根与钡离子或钙离子发生化学反应，生成相应的硫酸盐沉淀从水中析出,硅不仅可与钡离子或钙离子发生反应生成沉淀，还可因共沉淀作用而从水中脱除。
2.根据权利要求1所述的一种去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法，其特征在于：所述的硫酸根与钡离子或钙离子发生化学反应，具体方案如下：在反应池中泵入反渗透系统所产生的浓水，该浓水为高浓盐废水，总溶解性固体浓度大于100g/L，其中硫酸根含量小于在盐量总含的20%，活性硅含量小于在盐量总含的10%；高浓盐水温度在5-110℃；向高浓盐水添加钡盐或钙盐，充分反应后，使反应后出水中SO42-含量≤总含盐量TDS的2%，硅的含量≤300mg/L；（2）在配药桶中入钡盐或钙盐及水，在搅拌下使钡盐或钙盐充分溶解，制成浓度为5-40%的钡盐或钙盐溶液；（3）将钡盐或钙盐溶液泵入含高浓盐废水的反应池中，反应池内设有搅拌装置，由搅拌装置进行混合搅拌，使其与高浓盐水中的硫酸根和活性硅进行反应，反应时间为15-40分钟；（4）以钡盐作为沉淀剂时，沉淀硫酸根所消耗的钡离子与高浓盐水中所要去除的硫酸根的摩尔比为(Ba2+)：n(SO42-)=0.8-1.1，沉淀硅所需钡离子与高浓盐水中所要除去的硅的摩尔比为n(Ba2+)：n(SiO32-)=0.5-1.0；（5）以钙盐作为沉淀剂时，沉淀硅所耗钙离子与高浓盐水中所要除去的硅的摩尔比为(Ca2+)：n(SO42-)=0.8-1.3，沉淀硫酸根所耗钙离子与高浓盐水中所要除去的硫酸根摩尔比为n(Ca2+)：n(SiO32-)=0.8-1.2；（6）沉淀池中的硫酸根离子与溶液中的Ba2+/Ca2+反应生成白色的硫酸钡/硫酸钙沉淀盐水，大幅降低硫酸根离子浓度；（7）反应后的高浓盐水泵入沉淀池中停留1-6h后，再泵入过滤装置进行固液分离，将产生的混合无机污泥与产水分离；将固液分离后的产水泵入氯化钠蒸发结晶设备，分离所得氯化钠结晶盐。
3.根据权利要求2所述的一种去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法，其特征在于：所述的钡盐作为沉淀剂时，以钡盐作为沉淀剂时，沉淀硫酸根离子所耗钡离子与需要脱除的硫酸根最佳摩尔比为(Ba2+)：n(SO42-)=0.9，沉淀硅所需钡离子与需要脱除的硅的最佳摩尔比为n(Ba2+)：n(SiO32-)=0.7；以钙盐作为沉淀剂时，沉淀硅所需钙离子与需要去除的硅的最佳摩尔比为(Ca2+)：n(SO42-)=0.8，沉淀硫酸根离子所耗钙离子与需要去除的硫酸根最佳摩尔比为n(Ca2+)：n(SiO32-)=1.1；钙盐或钡盐沉淀剂不限于含钡或钙的药剂干粉或其与水混合形成的液体或悬浊液；添加沉淀剂的位置在高浓盐水进水泵吸水管/反应池进水管/反应池内；高浓盐水与沉淀剂反应时，反应最佳温度为40℃。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法，本提去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法可同时去除高浓盐废水中的硫酸根及硅，能够稳定且有效地提高硫酸根离子及硅的去除效率，大大提高后续处理单元中结晶盐品质，能够大幅减少杂盐产出量，同时降低项目设备投资及运行成本，以达到提高产出结晶盐纯度的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种去除高浓盐废水中硫酸根及硅的处理方法，根据硫酸根与钡离子或钙离子发生化学反应，生成相应的硫酸盐沉淀从水中析出（见离子反应式（1）、（3））,硅不仅可与钡离子或钙离子发生反应生成沉淀（见离子反应式（2）、（4）），还可因共沉淀作用而从水中脱除,该法可稳定且有效地提高硫酸根离子及硅的去除效率，大大提高蒸发结晶后氯化钠结晶盐的品质，使其满足资源化利用的要求。
高浓盐水与添加的沉淀剂所发生的离子反应式如下：SO42-+Ba2+=BaSO4↓（1）SiO32-+Ba2+=BaSiO3↓（2）SO42-+Ca2+=CaSO4↓（3）SiO32-+Ca2+=CaSiO3↓（4）具体方案如下：（1）在反应池中泵入反渗透系统所产生的浓水，该浓水为高浓盐废水，总溶解性固体浓度大于100g/L，其中硫酸根含量小于在盐量总含的20%，活性硅含量小于在盐量总含的10%；高浓盐水温度在5-110℃；向高浓盐水添加钡盐或钙盐，充分反应后，使反应后出水中SO42-含量≤总含盐量TDS的2%，硅的含量≤300mg/L；（2）在配药桶中加入钡盐或钙盐及水，在搅拌下使钡盐或钙盐充分溶解，制成浓度为5-40%的钡盐或钙盐溶液；（3）将钡盐或钙盐溶液泵入含高浓盐废水的反应池中，反应池内设有搅拌装置，由搅拌装置进行混合搅拌，使其与高浓盐水中的硫酸根和活性硅进行反应，反应时间为15-40分钟；（4）以钡盐作为沉淀剂时，沉淀硫酸根所消耗的钡离子与高浓盐水中所要去除的硫酸根的摩尔比为(Ba2+)：n(SO42-)=0.8-1.1，沉淀硅所需钡离子与高浓盐水中所要除去的硅的摩尔比为n(Ba2+)：n(SiO32-)=0.5-1.0；（5）以钙盐作为沉淀剂时，沉淀硅所耗钙离子与高浓盐水中所要除去的硅的摩尔比为(Ca2+)：n(SO42-)=0.8-1.3，沉淀硫酸根所耗钙离子与高浓盐水中所要除去的硫酸根摩尔比为n(Ca2+)：n(SiO32-)=0.8-1.2；（6）沉淀池中的硫酸根离子与溶液中的Ba2+/Ca2+反应生成白色的硫酸钡/硫酸钙沉淀盐水，大幅降低硫酸根离子浓度；（7）反应后的高浓盐水泵入沉淀池中停留1-6h后，再泵入过滤装置进行固液分离，将产生的混合无机污泥与产水分离；将固液分离后的产水通过水泵泵入氯化钠蒸发结晶设备，分离所得氯化钠结晶盐。
进一步说明高浓盐水指常温（15-30℃）条件下，总溶解性固体含量大于100g/L（TDS大于10%），主要成分为钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）、钠离子（Na+）、钾离子（K+）、氯离子（Cl-）、硫酸根（SO42-）、硝酸根(NO3-)、磷酸根(PO43-)、活性硅、有机物、悬浮物的盐水；以钡盐作为沉淀剂时，沉淀硫酸根离子所耗钡离子与需要脱除的硫酸根最佳摩尔比为(Ba2+)：n(SO42-)=0.9，沉淀硅所需钡离子与需要脱除的硅的最佳摩尔比为n(Ba2+)：n(SiO32-)=0.7；以钙盐作为沉淀剂时，沉淀硅所需钙离子与需要去除的硅的最佳摩尔比为(Ca2+)：n(SO42-)=0.8，沉淀硫酸根离子所耗钙离子与需要去除的硫酸根最佳摩尔比为n(Ca2+)：n(SiO32-)=1.1；钙盐或钡盐沉淀剂不限于含钡或钙的药剂干粉或其与水混合形成的液体或悬浊液；添加沉淀剂的位置在高浓盐水进水泵吸水管/反应池进水管/反应池内；高浓盐水与沉淀剂反应时，反应最佳温度为40℃；高浓盐水进行氯化钠分盐过程中，采用钡盐或钙盐除去高浓盐水中的硫酸根及活性硅，使成品氯化钠结晶盐能满足工业盐精制盐标准，降低杂盐产率，同时提高经济效益。
与现有技术相比，本发明的优点在于：相对于纳滤膜分盐系统，对进水的要求较低，故无需复杂的前处理系统，系统操作简单，投加的药剂经济可得，除硅及硫酸根效果稳定且高效，出水经过后续的工艺段处理，可提纯出满足行业回用标准的结晶盐，同时可降低杂盐排出量，创造一定的经济价值，具有简单的加药、沉淀、过滤的特点。
（发明人：曾祥东;梁嘉晋）