一種含硫酸鈉高鹽廢水零排放及資源化利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理及資源化利用的方法，特別涉及到一種含硫酸鈉高鹽廢水零排放及資源化利用的技術(shù)，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]化工、電力、冶金等行業(yè)的外排廢水中含大量的鹽分，尤其是在水處理中，因水軟化工藝會(huì)引入大量的so42_等離子，使得外排廢水中含大量硫酸鈉。這些高鹽廢水若直接外排會(huì)造成突然鹽堿化，破壞生態(tài)環(huán)境，因此對(duì)諸如此類(lèi)高鹽廢水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)其零排放，以及將其變廢為寶進(jìn)行資源化利用，具有深遠(yuǎn)的意義。
[0004]對(duì)于此類(lèi)含硫酸鈉高鹽廢水的處理目前通常采用熱法處理工藝、膜法濃縮處理工
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[0005]熱法處理工藝主要有外加熱式蒸發(fā)結(jié)晶工藝和間壁式冷卻結(jié)晶工藝。外加熱式蒸發(fā)結(jié)晶工藝通常需要用生蒸汽提供熱源，工藝耗能高，而間壁式冷卻結(jié)晶工藝則需要冷媒提供冷源并通過(guò)間壁冷卻的方式移走結(jié)晶熱，該方法存在熱阻大、能耗高、結(jié)晶附壁，不容易控溫等不足。
[0006]膜法濃縮處理工藝具有易操作，能耗費(fèi)用較低的優(yōu)點(diǎn)，但是僅僅只能將硫酸鈉廢水進(jìn)一步提縮，同時(shí)產(chǎn)出淡水，但不能實(shí)現(xiàn)硫酸鈉廢水的零排放。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有含硫酸鈉高鹽廢水處理存在的能耗高、熱阻大、結(jié)晶在冷媒間壁管上附壁的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、易于操作、能夠?qū)崿F(xiàn)含硫酸鈉高鹽廢水零排放及資源化利用的方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種含硫酸鈉高鹽廢水零排放及資源化利用的方法，本方法預(yù)先設(shè)置氣相連通的結(jié)晶器與吸收器，吸收器中加入有溴化鋰溶液；步驟如下:
O首先去除本方法涉及到的所有氣相空間內(nèi)的不凝氣，以啟動(dòng)本方法；將濃度不低于150g/L的含硫酸鈉高鹽廢水經(jīng)冷卻后引入結(jié)晶器中，由于溴化鋰溶液的強(qiáng)吸濕性，使結(jié)晶器內(nèi)硫酸鈉廢水表面水蒸氣壓力比吸收器內(nèi)溴化鋰溶液表面水蒸氣壓力至少高80Pa，在此壓力差推動(dòng)下，使得硫酸鈉廢水水分汽化成水蒸氣并通過(guò)氣相連通通道向溴化鋰溶液表面流動(dòng)，從而使含硫酸鈉高鹽廢水表面蒸發(fā)、降溫濃縮結(jié)晶，得到晶漿，硫酸鈉廢水蒸發(fā)所需的潛熱由溶液自身釋放的顯熱提供；
2)將結(jié)晶器下部的晶漿引出并通過(guò)離心分離出芒硝和母液，芒硝作為產(chǎn)品回收利用；母液通過(guò)預(yù)熱器與第I)步進(jìn)入結(jié)晶器前的含硫酸鈉高鹽廢水進(jìn)行熱交換，使母液溫度升高，含硫酸鈉高鹽廢水降至需要溫度；熱交換后的母液再通過(guò)膜分離系統(tǒng)得到濃縮母液和淡水，濃縮母液中硫酸鈉濃度控制在150g/L以上，淡水直接回收利用，濃縮母液與新進(jìn)入待處理的含硫酸鈉高鹽廢水一起通過(guò)預(yù)熱器循環(huán)不斷地與母液熱交換降溫，降溫后再進(jìn)入結(jié)晶器中重復(fù)步驟I)和2);
3)吸收硫酸鈉廢水水蒸氣后的溴化鋰溶液稀釋形成溴化鋰稀溶液，溴化鋰稀溶液通過(guò)泵送至蒸發(fā)器中，通過(guò)加熱蒸發(fā)濃縮后形成溴化鋰濃溶液重新返回吸收器中，以維持連續(xù)吸收的過(guò)程，蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣冷凝后得到的冷凝水直接回收利用；溴化鋰稀溶液蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣與溴化鋰溶液吸收硫酸鈉廢水水蒸氣維持平衡。
[0010]在吸收器與蒸發(fā)器之間設(shè)有換熱器，通過(guò)換熱器使溴化鋰稀溶液和溴化鋰濃溶液兩者熱交換，通過(guò)熱交換，溴化鋰稀溶液濃縮前預(yù)熱，溴化鋰濃溶液返回前得以冷卻。
[0011]吸收器中的溴化鋰溶液初始溫度不高于30°C，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(濃度，下同)高于53% ;進(jìn)入結(jié)晶器中的硫酸鈉廢水溫度不低于15°C ;濃度不低于150g/L。
[0012]蒸發(fā)器加熱的熱源為溫度高于80°C的工業(yè)廢熱。
[0013]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明使硫酸鈉廢水在低溫條件下實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)結(jié)晶，無(wú)需低溫冷源和間壁換熱設(shè)備，節(jié)省能耗，同時(shí)亦避免了間壁換熱中結(jié)晶附壁的不足。
[0014]2、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)結(jié)晶產(chǎn)品芒硝回收和淡水回用，進(jìn)而達(dá)到含硫酸鈉高鹽廢水零排放及資源化利用的目的。
[0015]3、本發(fā)明利用溴化鋰溶液吸濕致硫酸鈉廢水蒸發(fā)吸熱實(shí)現(xiàn)制冷，蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程的操作溫度容易控制，整個(gè)過(guò)程易于操作。
[0016]
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1-本發(fā)明處理示意圖。
[0018]圖中，1-膜分離系統(tǒng)；2_預(yù)熱器；3_結(jié)晶器；4_離心分離器；5_吸收器；6_泵；7-換熱器；8_蒸發(fā)器；9_冷凝器；10_冷凝水儲(chǔ)槽；11_真空泵。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明技術(shù)思想為:利用溴化鋰溶液強(qiáng)吸濕性實(shí)現(xiàn)含硫酸鈉高鹽廢水低溫蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，結(jié)晶器中硫酸鈉廢水水分蒸發(fā)，蒸發(fā)所需的潛熱由溶液自身釋放的顯熱提供，使得硫酸鈉廢水降溫濃縮結(jié)晶。蒸發(fā)的水分被吸收器中溴化鋰溶液吸收，蒸發(fā)過(guò)程所需的推動(dòng)力為硫酸鈉廢水表面的水蒸氣壓力與溴化鋰溶液表面水蒸氣壓力之差。在本發(fā)明所述的范圍內(nèi)進(jìn)入結(jié)晶器的硫酸鈉廢水濃度不低于150g/L，溫度不低于15°C ;溴化鋰溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于53%，溫度不超過(guò)30°C，在過(guò)程推動(dòng)力不低于SOPa的條件下，可實(shí)現(xiàn)硫酸鈉廢水蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，晶漿通過(guò)離心分離出芒硝和母液。芒硝作為產(chǎn)品回收，母液經(jīng)預(yù)熱器回收冷量，并通過(guò)膜分離系統(tǒng)提濃，淡水回用，濃縮母液返回蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中，從而含硫酸鈉高鹽廢水零排放及資源化利用的目的。
[0021]下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]本方法涉及到的主要設(shè)備有膜分離系統(tǒng)1、預(yù)熱器2、結(jié)晶器3、離心分離器4、吸收器5、泵6、換熱器7、蒸發(fā)器8、冷凝器9、冷凝水儲(chǔ)槽10和真空泵11，其連接關(guān)系見(jiàn)圖1。
[0023]本方法預(yù)先在吸收器中加入有溴化鋰溶液；具體實(shí)現(xiàn)步驟如下，
O首先去除本方法涉及到的所有氣相空間內(nèi)的不凝氣，實(shí)際通過(guò)真空泵11抽真空方式去除不凝氣，以啟動(dòng)本方法，將濃度不低于150g/L的含硫酸鈉高鹽廢水經(jīng)冷卻后引入結(jié)晶器中，由于溴化鋰溶液的強(qiáng)吸濕性，通過(guò)去除所有氣相空間內(nèi)的不凝氣，使結(jié)晶器3內(nèi)硫酸鈉廢水表面水蒸氣壓力比吸收器5內(nèi)溴化鋰溶液表面水蒸氣壓力至少高80Pa，在此壓力差推動(dòng)下，使得硫酸鈉廢水水分汽化成水蒸氣并通過(guò)氣相連通通道向溴化鋰溶液表面流動(dòng)，從而使含硫酸鈉高鹽廢水表面蒸發(fā)、降溫濃縮結(jié)晶，得到晶漿，硫酸鈉廢水蒸發(fā)所需的潛熱由溶液自身釋放的顯熱提供。
[0024]2)將結(jié)晶器下部的晶漿通過(guò)泵引出并通過(guò)離心分離器4分離出芒硝和母液，芒硝作為產(chǎn)品回收利用；母液通過(guò)預(yù)熱器2與第I)步進(jìn)入結(jié)晶器前的含硫酸鈉高鹽廢水進(jìn)行熱交換，使母液溫度升高，含硫酸鈉高鹽廢水降至需要溫度；熱交換后的母液再通過(guò)膜分離系統(tǒng)I得到濃縮母液和淡水，濃縮母液中硫酸鈉濃度控制在150g/L以上，淡水直接回收利用，濃縮母液與新進(jìn)入待處理的含硫酸鈉高鹽廢水一起通過(guò)預(yù)熱器2循環(huán)不斷地與母液熱交換降溫，降溫后再進(jìn)入結(jié)晶器3中重復(fù)步驟I)和2)。
[0025]3)吸收硫酸鈉廢水水蒸氣后的溴化鋰溶液稀釋形成溴化鋰稀溶液，溴化鋰稀溶液通過(guò)泵6送至蒸發(fā)器8中，通過(guò)加熱蒸發(fā)濃縮后形成溴化