一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業級結晶鹽的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢水處理及資源化利用領域，尤其涉及一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業級結晶鹽的方法。
【背景技術】
[0002]近年來中國煤化工行業高速發展，由于煤化工屬于高耗水、高污染行業，國家環保部對煤化工廢水處理提出了嚴格的零排放要求。2015年以來國家推出的新環保法和多項水資源政策表明煤化工廢水處理將面臨更嚴格要求，在國家環保部嚴格要求、國家水資源嚴格管理和行業發展的矛盾下，煤化工濃鹽水處理刻不容緩。煤化工濃鹽水水質復雜難處理，當前處理成本高且技術不成熟，是制約煤化工行業發展的主要因素。
[0003]煤化工濃鹽水中鹽分主要來自于新鮮水、煤氣化過程中洗滌廢水和循環水排污水、回用水系統中投加的各種藥劑。濃鹽水中含大量難降解有機物和離子，C0D為500-5000mg/L，含鹽量高達 mg/L，主要含 Na\ K\ Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、S042、Cl、N02、N03 等離子，其中 Na+的濃度達到 10000mg/L-60000mg/L，Cl 濃度可達 lOOOOmg/L-50000mg/L，S042 濃度為 10000mg/L-50000mg/L。
[0004]煤化工濃鹽水常采用“膜濃縮+蒸發結晶”技術進行處理，膜濃縮工藝常采用反滲透膜，濃縮倍數為4倍左右，經過反滲透膜后，濃鹽水的水量能夠減少70%，常用蒸發工藝為機械降膜蒸發MVR蒸發、兩效蒸發或多效蒸發工藝、經過蒸發工藝后，濃鹽水水量減小70%送至結晶工藝，通過MVR蒸發結晶器、干化結晶與二效結晶器等結晶工藝制備結晶雜鹽。該結晶雜鹽包含有機物和氯鹽、硫酸鹽、硝酸鹽等多種雜鹽，該結晶雜鹽無可利用下游單位，在處理中費用高昂且易發生淋溶和腐蝕固化物具有巨大環境隱患。
[0005]哈爾濱工業大學提出《一種煤化工濃鹽水分離蒸發結晶制備工業鹽的方法》，專利號:201410355554.3，該發明通過混凝沉淀、吹脫、超濾、納濾、活性炭、蒸發結晶工藝進行煤化工濃鹽水工業鹽分離與資源化利用，然而該發明仍存在制備的工業鹽純度不高以及煤化工濃鹽水工業鹽分離時存在膜污染等不足。因此一種更加優化的煤化工濃鹽水制備工業級氯化鈉的方法有待研究。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是要解決現有煤化工濃鹽水制備工業級氯化鈉的方法存在的制備的工業鹽純度不高以及煤化工濃鹽水工業鹽分離時存在膜污染的問題，而提供一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業級結晶鹽的方法。
[0007]本發明的一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業級結晶鹽的方法按以下步驟進行:
[0008]—、調節池調節pH值:將煤化工濃鹽水原水通入調節池，向調節池中加入NaOH使調節池出水pH值為9?10，完成pH值調節，得到pH值為9?10的煤化工濃鹽水；
[0009]二、純化工藝:向步驟一得到的pH值為9?10的煤化工濃鹽水中加入氧化鈣、鎂劑、碳酸鈉、混凝劑和助凝劑，去除煤化工濃鹽水中的重金屬和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅濃度小于15mg/L ;所述的氧化鈣的投加量為2000mg/L ;所述的碳酸鈉投加量為2500mg/L ;所述的混凝劑投加量為50mg/L?100mg/L ;所述的助凝劑投加量為0.5mg/L ;所述的鎂劑與煤化工濃鹽水中Si032的質量比為12:1 ;
[0010]三、多介質過濾:將步驟二的出水栗入多介質過濾器中去除煤化工濃鹽水中的大顆粒物質、膠體和懸浮物至步驟三出水濁度0.1NTU ;
[0011 ] 四、離子樹脂軟化:將步驟三的出水栗入離子樹脂交換裝置中，通過離子樹脂官能團置換煤化工濃鹽水中鈣鎂離子去除煤化工濃鹽水中硬度至出水硬度小于2mg/L ;
[0012]五、吹脫工藝:將步驟四的出水進入載有填料的吹脫裝置中，并向吹脫裝置中投加鹽酸調節pH值至小于等于4.3，去除煤化工濃鹽水的堿度；
[0013]六、納濾分離工藝:將步驟五的出水栗入納濾系統進行納濾處理，通過納濾膜上膜孔與帶負電的膜表面截留有機物與多價鹽離子；
[0014]七、高級氧化工藝:將步驟六的出水栗入高級氧化系統進行高級氧化，對煤化工濃鹽水中小分子有機物進行氧化去除至出水C0D小于50mg/L ;所述的高級氧化系統由裝載催化劑的非納米溶解氧的一級臭氧催化氧化工藝和裝載催化劑的納米微溶氧的二級臭氧催化氧化工藝組成，所述的高級氧化具體過程為:納濾出水先進入一級臭氧催化氧化工藝處理段，其中臭氧投加量120mg/L，再通過納米溶氣栗進入二級臭氧催化氧化工藝處理段，其中臭氧溶氣量為30% ;
[0015]八、陰離子樹脂工藝:將步驟七的出水栗入陰離子樹脂交換床，通過陰離子交換床的陰離子官能團上的氯離子與煤化工濃鹽水中的多價陰離子進行吸附交換至出水多價陰離子濃度減少60%?90% ；
[0016]九、蒸發結晶工藝:將步驟八的出水栗入蒸發器中，使步驟八出水中的含鹽量蒸發濃縮至200000mg/L，然后進入結晶器中進行蒸發結晶工藝，得到工業級結晶鹽；所述的蒸發結晶工藝過程為:①當步驟八的出水中勵3_離子的濃度低于1000mg/L，采用I效結晶器進行蒸發結晶，I效結晶器溫度為75°C?135°C，得到工業級氯化鈉；②當步驟八的出水中勵3_離子的濃度大于1000mg/L時，采用II效結晶器進行蒸發結晶，其中I效結晶器溫度為75°C?135°C，得到工業級氯化鈉，II效結晶器溫度為30?40°C，得到工業級硝酸鈉。
[0017]本發明有益效果
[0018]本發明基于哈爾濱工業大學提出《一種煤化工濃鹽水分離蒸發結晶制備工業鹽的方法》制備工業鹽的基礎上，針對提高工業鹽純度、減輕煤化工濃鹽水工業鹽分離膜污染、優化工業鹽分離各單元運行穩定性提出了一種煤化工濃鹽水制備高純度工業級氯化鈉的方法。
[0019]本發明方法應用多種膜組合工藝有效進行鹽的分離，使經過技術處理過的單價鹽為主要濃鹽水成分，通過再濃縮減小煤化工濃鹽水處理蒸發水量，實現煤化工濃鹽水制備高純度工業級氯化鈉及資源化利用的目標。本發明方法具有如下優點:
[0020]1.應用離子交換樹脂工藝降低濃鹽水朗格利爾系數LSI，為納濾分離工藝提供優良進水水質，控制由鹽沉積結垢帶來的納濾膜表面無機污染。
[0021]2.應用納濾分離工藝對煤化工濃鹽水中難降解小分子有機物和多價鹽離子與單價鹽離子的分離，提純煤化工濃鹽水中可資源化回收利用的單價鹽，保證蒸發結晶出工業級氯化鈉。
[0022]2.應用高級氧化工藝進一步去除透過納濾分離工藝的小分子有機物，控制C0D在50mg/L之內，在提高蒸發結晶工藝中制備工業級氯化鈉結晶鹽純度的同時保證后續蒸發結晶工藝穩定運行。
[0023]3.應用陰離子交換樹脂工藝降低濃鹽水中透過前段工藝的多價鹽離子，提高氯化鈉在濃鹽水中的濃度比，有效優化蒸發結晶工藝中工業級氯化鈉純度，使工業級氯化鈉純度達到93%以上。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0025]【具體實施方式】一:本實施方式的一種利用煤化工濃鹽水制備高純度工業級結晶鹽的方法按以下步驟進行:
[0026]—、調節池調節pH值:將煤化工濃鹽水原水通入調節池，向調節池中加入NaOH使調節池出水pH值為9?10，完成pH值調節，得到pH值為9?10的煤化工濃鹽水；
[0027]二、純化工藝:向步驟一得到的pH值為9?10的煤化工濃鹽水中加入氧化鈣、鎂劑、碳酸鈉、混凝劑和助凝劑，去除煤化工濃鹽水中的重金屬和硅至出水硬度小于50mg/L，出水硅濃度小于15mg/L ;所述的氧化鈣的投加量為2000mg/L ;所述的碳酸鈉投加量為2500mg/L ;所述的混凝劑投加量為50mg/L?100mg/L ;所述的助凝劑投加量為0.5mg/L ;所述的鎂劑與煤化工濃鹽水中Si032的質量比為12:1