一种再生酸碱废水资源化处置工艺及其装置
技术领域
本发明涉及再生酸碱废水处理技术领域，尤其涉及一种氯碱厂树脂再生的酸碱废水资源化处置工艺及其装置。
背景技术
本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
氯碱厂再生酸碱废水，为离子膜生产过程中盐水二次精制工序螯合树脂再生产生的酸碱废水，这种酸碱废水的特点为高氯根(可达1万-5万mg/l)，含有较多的钙镁等二价金属离子(来自吸附的盐水系统中的金属离子)。再生酸碱废水具有高浓度的酸性(pH≤1)或碱性(pH≥14)。
对于这种废水的处理，常见的方法是在酸、碱废水分别加入烧碱、盐酸中和后送往污水处理。然而，本发明人发现：因水中含有大量的氯离子、且每天的再生水量都很大，不仅造成污水处理处置困难，而且直接外排也造成了水源的大量浪费。此外，此部分水中的氯离子排放，还造成了生产成本升高。同时，此部分水中除了含有金属离子外，其余成分均有可回收利用的价值。综上，现有的氯碱厂再生酸碱废水的处理方法不仅容易造成资源的浪费，也不利于企业增效降费。
发明内容
针对上述的问题，本发明提出一种再生酸碱废水资源化处置工艺及其装置。本发明将酸碱废水中和后加入主辅料，经过滤废水中的主要金属离子达到可用于离子膜生产用盐水的需求，实现对盐水二次精制工序螯合树脂再生酸碱废水的全部回收，再生酸碱废水零外排，实现再生酸碱废水的资源化处置。
本发明第一目的：提供一种再生酸碱废水资源化处置工艺。
本发明第二目的：提供一种再生酸碱废水资源化处置装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术手段为：
本发明的第一方面，公开一种再生酸碱废水资源化处置工艺，包括：
(1)在再生酸性废水合再生碱性废水先混合后进行预中和，然后加入盐酸或烧碱将混合液的pH控制在设定的值，得到预处理混合液。
(2)在预处理混合液中加入海盐，同时通入蒸汽，使被中和的废水转变成饱和热盐水。
(3)在饱和热盐水中先加入纯碱去除热盐水中的钙离子，然再加入烧碱去除热盐水中的镁离子，完成后得到固体沉淀物和目标盐水，通过过滤将固体沉淀物和目标盐水分离，即得。
进一步地，步骤(1)中，所述预处理混合液的pH控制在5-10之间，例如，可以在6-9之间，也可以在5-7之间或者9-10之间，以便于满足目标盐水作为一次精致盐水工艺中二次盐水原料的要求。
进一步地，步骤(2)中，所述饱和热盐水的温度控制在40-60℃之间，例如，可以为45-55℃，或者40-50℃，或者55-60℃。废水通过中和、化盐、精制(去除钙镁离子)后可以直接作为一次精制盐水使用。若不化成饱和盐水，这部分水还需要再次加入固体盐及其它物料，造成辅料和热量的浪费，还造成了转运物料能料。另外，加热的目的是加速海盐溶解以及后续精制时加速沉淀生成的反应速率，保证杂质的有效过滤。
进一步地，步骤(3)中，所述目标盐水的含盐量≥300g/l，例如，可以为303±2g/l，或者303±1g/l等等，以满足目标盐水作为一次精致盐水工艺中二次盐水原料的要求。
进一步地，步骤(3)中，所述目标盐水中钙、镁离子之和含量≤10mg/l，例如可以为≤3mg/l，或者≤1mg/l等；以便于满足目标盐水作为一次精致盐水工艺中二次盐水原料的要求。
本发明的第二方面，公开一种再生酸碱废水资源化处置装置，包括：酸性废水收集池、碱性废水收集池、中和池、烧碱储存装置、盐酸储存装置、化盐池、钙镁离子沉淀池、过滤器、海盐存储装置、蒸汽源和纯碱存储装置。所述性废水收集池、碱性废水收集池、烧碱储存装置、盐酸储存装置均和中和池连通。所述中和池、化盐池、钙镁离子沉淀池、过滤器依次连通。所述海盐存储装置、蒸汽源均与化盐池连接，所述纯碱存储装置与钙镁离子沉淀池连接，且钙镁离子沉淀池连接有烧碱储存装置。
进一步地，所述中和池和化盐池通过中和泵连接，所述钙镁离子沉淀池和过滤器之间通过盐水泵连接。
进一步地，所述钙镁离子沉淀池分隔为相邻的钙离子沉淀池和镁离子沉淀池，且两者之间通过溢流堰的形式连接，实现废水的输送；且所述纯碱存储装置与钙离子沉淀池连接；所述烧碱储存装置与镁离子沉淀池连接。
进一步地，所述处置装置中，用于连接各部件的各管件连接方式均为钢衬PE管道连接，以便于最大程度上减少泄漏点和腐蚀。
进一步地，所述酸性废水收集池、碱性废水收集池、中和池、烧碱储存装置、盐酸储存装置共同组成液体回收及中和系统，该系统中，酸性废水收集池与盐酸储存装置密闭储存，气相设置有水封系统，杜绝异味外溢。
与现有技术相比，本发明至少具有以下几方面的有益效果：
(1)本发明将再生酸碱废水中的钙镁去除，并通过加入海盐作为主料，达到盐水使用的要求，使得废水不再外排，降低了环境污染，保证了效益。
(2)本发明的方法最终将再生酸碱废水转化为能够满足一次精致盐水工艺中二次盐水的原料，降低了盐水系统中水的大量补入，降低企业耗水。
(3)本发明通过加入辅料烧碱和纯碱，在去除了废水中钙镁离子的同时，使烧碱和纯碱中的钠离子与废水中氯离子结合为氯化钠，从而回用了废水中的氯离子的同时使烧碱和纯碱能够被充分利用，避免了因处理废水而又产生其他的废弃物的不足。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中再生酸碱废水资源化处置装置的结构示意图；图中标记代表：1-酸性废水收集池、2-碱性废水收集池、3-中和池、4-烧碱储存装置、5-盐酸储存装置、6-化盐池、7-钙镁离子沉淀池、8-过滤器、9-海盐存储装置、10-蒸汽源、11-纯碱存储装置、12-中和泵、13-盐水泵。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如前文所述，现有的通过加入酸或碱处理氯碱厂再生酸碱废水的方法存在污水处理处置困难、资源浪费、耗能高、成本高等诸多问题。因此，本发明提出了一种氯碱厂树脂再生的酸碱废水资源化处置工艺及其装置；现结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
第一实施例
参考图1，示例一种再生酸碱废水资源化处置装置，包括：酸性废水收集池1、碱性废水收集池2、中和池3、烧碱储存装置4、盐酸储存装置5、化盐池6、钙镁离子沉淀池7、过滤器8、海盐存储装置9、蒸汽源10和纯碱存储装置11。其中：
所述酸性废水收集池1和碱性废水收集池2均通过管道与中和池3连通，且连接管路上设置有水泵，氯碱厂树脂再生的酸、碱废水分别排入上述的收集池中暂存，然后由水泵导入中和池中进行后续处理。
所述烧碱储存装置4、盐酸储存装置5也均通过管道与中和池3连通。烧碱储存装置4、盐酸储存装置5的主要作用是向中和池中提供烧碱和盐酸，以便于分别对再生酸性废水或者再生碱性废水进行中和处理，一是使废水的酸碱度符合目标盐水的要求，因为目标盐水要被用于一次精致盐水工艺中二次盐水的原料；二是避免后续钙镁金属离子去除过程中加入的纯碱被反应无法将金属离子去除，而且在酸性环境下生成的钙镁离子的沉淀难以稳定存在，会出现溶解的现象，导致钙镁离子同样无法去除。而这些钙镁离子是本发明的目标盐水中不能大量存在的杂质，否则无法作为二次盐水的原料。
进一步地，所述中和池3、化盐池6、钙镁离子沉淀池7、过滤器8通过管道依次连通，且中和池3和化盐池6通过中和泵12连接，所述钙镁离子沉淀池7和过滤器8之间通过盐水泵13连通。所述海盐存储装置9、蒸汽源10均通过管道与化盐池6连通，所述纯碱存储装置11与钙镁离子沉淀池7连接，且烧碱储存装置4同时与钙镁离子沉淀池7连接。通过中和处理的废水还需要进一步去除其中的大部分钙镁离子，通过先加入纯碱可以去除污水中的钙离子和大部分镁离子，因为碳酸镁微溶于水导致废水中镁离子无法彻底去除，通过加入烧碱后可以进一步去除废水中剩余的镁离子。而纯碱和烧碱中的钠离子和废水中的大量氯离子形成盐水，这使得去除了杂质金属离子的同时，利用了废水中的氯离子以及辅料中的钠离子，免了因处理废水而又产生其他的废弃物的不足，这一缺陷是目前大多数废水处理中普遍存在的问题，即治废产废的问题，难以达到处理工艺的全生命周期中不产或尽可能少产废弃物的目标，这使得很多废水处理工艺面临程序复杂、成本高、耗能高的问题，增加了企业治理污染的难度。过滤器8最后将钙镁离子的沉淀物与液体分离后即可得到目标盐水，而沉淀物可以直接作为工业原料出售，例如，氢氧化镁具有优良的阻燃作用，而碳酸钙既是一种大自然中广泛分布的无机矿物质，本身不会对环境产生危害，同样也壳体作为阻燃材料中的填充物和氢氧化镁一起使用。
第二实施例
一种再生酸碱废水资源化处置装置，继续参考第一实施例，区别在于：所述钙镁离子沉淀池7分隔为相邻的钙离子沉淀池和镁离子沉淀池，且两者之间通过溢流堰的形式连接，所述纯碱存储装置11与钙离子沉淀池连接，所述烧碱储存装置4与镁离子沉淀池连接，且各管件连接方式均为钢衬PE管道连接，以便于最大程度上减少泄漏点和腐蚀。一是可以在不需机械动力的情况下实现处理后的废水输送，减少耗能和噪音。二是通过溢流的方式尽量避免废水中的固体杂质进入下级装置中，增加过滤器的负荷。另外，通过溢流的方式分别进行钙离子沉淀、镁离子沉淀便于纯碱和烧碱的精确控制，因为烧碱的主要作用是去除污水中剩余的镁离子，需要根据具体情况添加。而由过滤器过滤下来的沉淀的混合物可以作为阻燃材料的添加剂使用，尽可能避免治废产废的问题，实现再生酸碱废水的无害化和资源化处理。
第三实施例
一种再生酸碱废水资源化处置工艺，采用第二实施例中的处置装置执行，具体包括如下步骤：
(1)将氯碱厂离子膜生产过程中盐水二次精制工序螯合树脂再生产生的酸性废水(盐酸含量:0.5％，钙离子：40-60ppm；镁离子：10-20ppm；锶离子：5-15ppm；铁离子：0.5-2.5ppm，氯离子：8-20g/l)通过水管道导入酸性废水收集池1中储存；螯合树脂再生产生的碱性废水(烧碱含量:0.2％-0.3％，钙、镁、锶、铁离子含量在1ppm以下)通过水管道导入碱性废水收集池2中储存；酸碱废水然后通过水泵将酸性废水收集池1、碱性废水收集池2中的废水打入中和池中先中和，然后通过烧碱储存装置4向中和池3中加入质量浓度为32％的烧碱，将废水pH控制在8-9之间，得到预处理混合液。
(2)将步骤(1)的预处理混合液通过中和泵12打入化盐池11中，并通过海盐存储装置向预处理混合液中加入海盐，同时通过蒸汽源及蒸汽管道向预处理混合液中通入蒸汽，使被中和的废水转变成饱和盐水，持续处理过程中将饱和盐水温度控制在40-50℃的温度范围内。
(3)将步骤(2)的饱和盐水打入中先打入钙离子沉淀池中，并加入纯碱去除热盐水中的钙离子和大部分镁离子，废水通过能过溢流的方式进入镁离子沉淀池中，然后检测镁离子沉淀池中废水中镁离子浓度，加入烧碱去除其中剩余的镁离子，使盐水中含盐量为303±3g/l，且钙、镁离子之和含量≤10mg/l，即得到固体沉淀物和盐水，最后通过盐水泵将镁离子沉淀池中的上清液进行再次过滤，将其中的固体沉淀物和上清液分离，上清液即目标盐水，直接作为一次精致盐水工艺中二次盐水的原料。
第四实施例
一种再生酸碱废水资源化处置工艺，采用第二实施例中的处置装置执行，具体包括如下步骤：
(1)将氯碱厂离子膜生产过程中盐水二次精制工序螯合树脂再生产生的酸性废水(盐酸含量:0.5％，钙离子：40-60ppm；镁离子：10-20ppm；锶离子：5-15ppm；铁离子：0.5-2.5ppm，氯离子：8-20g/l)通过水管道导入酸性废水收集池1中储存；螯合树脂再生产生的碱性废水(烧碱含量:0.2％-0.3％，钙、镁、锶、铁离子含量在1ppm以下)通过水管道导入碱性废水收集池2中储存；酸碱废水然后通过水泵将酸性废水收集池1、碱性废水收集池2中的废水打入中和池中先中和，通过盐酸储存装置5向中和池3中加入质量浓度为31％的盐酸，将废水pH控制在5-7之间，得到预处理混合液。
(2)将步骤(1)的预处理混合液通过中和泵12打入化盐池11中，并通过海盐存储装置向预处理混合液中加入海盐，同时通过蒸汽源及蒸汽管道向预处理混合液中通入蒸汽，使被中和的废水转变成饱和盐水，持续处理过程中将饱和盐水温度控制在45-55℃的温度范围内。
(3)将步骤(2)的饱和盐水打入中先打入钙离子沉淀池中，并加入纯碱去除热盐水中的钙离子和大部分镁离子，废水通过能过溢流的方式进入镁离子沉淀池中，然后检测镁离子沉淀池中废水中镁离子浓度，加入烧碱去除其中剩余的镁离子，使盐水中含盐量为303±2g/l，且钙、镁离子之和含量≤3mg/l，即得到固体沉淀物和盐水，最后通过盐水泵将镁离子沉淀池中的上清液进行再次过滤，将其中的固体沉淀物和上清液分离，上清液即目标盐水，直接作为一次精致盐水工艺中二次盐水的原料。
第五实施例
一种再生酸碱废水资源化处置工艺，采用第二实施例中的处置装置执行，具体包括如下步骤：
(1)将氯碱厂离子膜生产过程中盐水二次精制工序螯合树脂再生产生的酸性废水(盐酸含量:0.5％，钙离子：40-60ppm；镁离子：10-20ppm；锶离子：5-15ppm；铁离子：0.5-2.5ppm，氯离子：8-20g/l)通过水管道导入酸性废水收集池1中储存；螯合树脂再生产生的碱性废水(烧碱含量:0.2％-0.3％，钙、镁、锶、铁离子含量在1ppm以下)通过水管道导入碱性废水收集池2中储存；酸碱废水然后通过水泵将酸性废水收集池1、碱性废水收集池2中的废水打入中和池中先中和，通过烧碱储存装置4向中和池3中加入质量浓度为32％的烧碱，将废水pH控制在9-10之间，得到预处理混合液。
(2)将步骤(1)的预处理混合液通过中和泵12打入化盐池11中，并通过海盐存储装置向预处理混合液中加入海盐，同时通过蒸汽源及蒸汽管道向预处理混合液中通入蒸汽，使被中和的废水转变成饱和盐水，持续处理过程中将饱和盐水温度控制在55-60℃的温度范围内。
(3)将步骤(2)的饱和盐水打入中先打入钙离子沉淀池中，并加入纯碱去除热盐水中的钙离子和大部分镁离子，废水通过能过溢流的方式进入镁离子沉淀池中，然后检测镁离子沉淀池中废水中镁离子浓度，加入烧碱去除其中剩余的镁离子，使盐水中含盐量为305±5g/l，且钙、镁离子之和含量≤1mg/l，即得到固体沉淀物和盐水，最后通过盐水泵将镁离子沉淀池中的上清液进行再次过滤，将其中的固体沉淀物和上清液分离，上清液即目标盐水，直接作为一次精致盐水工艺中二次盐水的原料。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
