公布日：2023.10.27
申请日：2023.07.07
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C01C1/244(2006.01)I;C01D7/02(2006.01)I;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1
/58(2023.01)N;C02F5/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本发明提供一种高盐废水资源化回收方法及系统，属于高盐废水处理领域，所述方法包括：将高盐废水进行预处理和深度处理，经过深度处理后的高盐废水进行双极膜电渗析装置，经处理后获得盐酸溶液、氢氧化钠溶液和淡盐水，所述淡盐水中主要成分为硫酸钠；向淡盐水中加入预定摩尔量的碳酸氢铵，经复分解反应后获得碳酸氢钠和硫酸铵。通过本发明提供的方法，实现了高盐废水的高值资源化，高盐废水转变为附加值高的盐酸、氢氧化钠、碳酸氢钠和硫酸铵，并且回收了大部分水资源。
权利要求书
1.一种高盐废水资源化回收方法，其特征在于，所述回收方法包括：将高盐废水进行双极膜电渗析处理，获得盐酸溶液、氢氧化钠溶液和淡盐水，所述淡盐水中主要成分为硫酸钠；向淡盐水中加入预定摩尔量的碳酸氢铵，经复分解反应后获得碳酸氢钠和硫酸铵。
2.根据权利要求1所述的高盐废水资源化回收方法，其特征在于，进行双极膜电渗析处理之前，还包括：对高盐废水进行预处理，所述预处理为除悬浮物、除硬脱硅和除氟中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的高盐废水资源化回收方法，其特征在于，对高盐废水进行预处理之后，还包括：对预处理后的高盐废水进行深度处理，所述深度处理为通过臭氧催化氧化或者臭氧-双氧水复合氧化去除有机物。
4.根据权利要求3所述的高盐废水资源化回收方法，其特征在于，所述预处理的出水条件为：悬浮物小于等于1mg/L，钙镁浓度小于等于5mg/L，重金属浓度小于等于0.1mg/L，二氧化硅浓度小于等于20mg/L；所述深度处理的出水条件为：化学需氧量浓度小于等于50mg/L。
5.根据权利要求1所述的高盐废水资源化回收方法，其特征在于，在复分解反应体系中，钠离子和碳酸氢根离子的预定摩尔比为(0.9～1.1)：(1.1～1.3)。
6.根据权利要求1所述的高盐废水资源化回收方法，其特征在于，在复分解反应体系中，反应温度为25℃～35℃，反应时间为0.5h～2h。
7.一种高盐废水资源化回收系统，其特征在于，所述回收系统包括双极膜电渗析装置和复分解反应单元；所述双极膜电渗析装置用于将高盐废水进行双极膜电渗析处理，获得盐酸溶液、氢氧化钠溶液和淡盐水，所述淡盐水中含有硫酸钠；所述复分解反应单元用于将淡盐水与碳酸氢铵混合，经复分解反应后获得碳酸氢钠和硫酸铵。
8.根据权利要求7所述的高盐废水资源化回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括预处理单元，所述预处理单元包括除悬浮物装置、除硬脱硅装置和除氟装置中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的高盐废水资源化回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括深度处理单元，所述深度处理单元为臭氧催化氧化装置或者臭氧-双氧水复合氧化装置。
10.根据权利要求7所述的高盐废水资源化回收系统，其特征在于，所述双极膜电渗析装置包括酸液箱、碱液箱、高盐废水箱、淡盐水箱和至少一个膜堆单元；所述膜堆单元包括阴离子交换膜、阳离子交换膜和两个双极膜，一个双极膜的阳极膜与阴离子交换膜构成酸室，另一个双极膜的阴极膜与阳离子交换膜构成碱室，阴离子交换膜与阳离子交换膜构成盐室，阴离子交换膜为一多价选择性离子交换膜；所述酸液箱与所述酸室相连，用于容纳盐酸溶液；所述碱液箱与所述碱室相连，用于容纳氢氧化钠溶液；所述高盐废水箱与所述盐室的入口连接，用于容纳高盐废水；所述淡盐水箱与所述盐室的出口连接，用于容纳双极膜电渗析处理后的淡盐水，所述淡盐水中主要成分为硫酸钠。
发明内容
针对现有技术中双极膜电渗析装置处理后的淡盐水盐分仍偏高，没有实现经济价值最大化的技术问题，本发明提供了一种高盐废水资源化回收方法，采用该方法能够实现高盐废水的高值资源化，并回收大部分水资源。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种高盐废水资源化回收方法，所述回收方法包括以下步骤：将高盐废水进行双极膜电渗析处理，获得盐酸溶液、氢氧化钠溶液和淡盐水，所述淡盐水中主要成分为硫酸钠；向淡盐水中加入预定摩尔量的碳酸氢铵，经复分解反应后获得碳酸氢钠和硫酸铵。
在本发明的一个示例性实施例中，进行双极膜电渗析处理之前，还可以包括：对高盐废水进行预处理，所述预处理为除悬浮物、除硬脱硅和除氟中的至少一种。
在本发明的一个示例性实施例中，对高盐废水进行预处理之后，还可以包括：对预处理后的高盐废水进行深度处理，所述深度处理为通过臭氧催化氧化或者臭氧-双氧水复合氧化去除有机物。
在本发明的一个示例性实施例中，所述预处理的出水条件可以为：悬浮物小于等于1mg/L，钙镁浓度小于等于5mg/L，重金属浓度小于等于0.1mg/L，二氧化硅浓度小于等于20mg/L；所述深度处理的出水条件可以为：COD浓度小于等于50mg/L。
在本发明的一个示例性实施例中，在复分解反应体系中，钠离子和碳酸氢根离子的预定摩尔比可以为(0.9～1.1)：(1.1～1.3)。
在本发明的一个示例性实施例中，在复分解反应体系中，反应温度可以为25℃～35℃，反应时间可以为0.5h～2h。
本发明另一方面提供了一种高盐废水资源化回收系统，所述回收系统包括双极膜电渗析装置和复分解反应单元；所述双极膜电渗析装置用于将高盐废水进行双极膜电渗析处理，获得盐酸溶液、氢氧化钠溶液和淡盐水，所述淡盐水中含有硫酸钠；所述复分解反应单元用于将淡盐水与碳酸氢铵混合，经复分解反应后获得碳酸氢钠和硫酸铵。
在本发明的另一个示例性实施例中，所述回收系统还可以包括预处理单元，所述预处理单元包括除悬浮物装置、除硬脱硅装置和除氟装置中的至少一种。
在本发明的另一个示例性实施例中，所述回收系统还可以包括深度处理单元，所述深度处理单元为臭氧催化氧化装置或者臭氧-双氧水复合氧化装置。
在本发明的另一个示例性实施例中，所述双极膜电渗析装置可以包括酸液箱、碱液箱、高盐废水箱、淡盐水箱和至少一个膜堆单元；所述膜堆单元包括两个双极膜、阴离子交换膜和阳离子交换膜，一个双极膜的阳极膜与阴离子交换膜构成酸室，另一个双极膜的阴极膜与阳离子交换膜构成碱室，阴离子交换膜与阳离子交换膜构成盐室，阴离子交换膜为一多价选择性离子交换膜；所述酸液箱与所述酸室相连，用于容纳盐酸溶液；所述碱液箱与所述碱室相连，用于容纳氢氧化钠溶液；所述高盐废水箱与所述盐室的入口连接，用于容纳高盐废水；所述淡盐水箱与所述盐室的出口连接，用于容纳双极膜电渗析处理后的淡盐水，所述淡盐水中主要成分为硫酸钠。
通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
(1)本发明的回收方法实现了高盐废水的高值资源化，高盐废水转变为附加值高的盐酸、氢氧化钠、碳酸氢钠和硫酸铵，并且回收了大部分水资源；
(2)本发明的回收方法通过预处理和深度处理将高盐废水的水质进行软化处理，以达到双极膜电渗析装置的进水水质要求，有助于降低双极膜电渗析处理的运行成本。
（发明人：梁超;苏双青;李泽;赵焰;王延忠）