摘要

　　本發(fā)明屬一種化工廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種白炭黑廢水處理工藝。白炭黑生產(chǎn)廢水經(jīng)過預(yù)處理，使處理后的廢水水質(zhì)達(dá)到進(jìn)入膜處理系統(tǒng)的水質(zhì)要求，再通過膜過濾，在膜的一側(cè)將廢水中的硫酸鈉富集至含量≥10%，另一側(cè)出水達(dá)到回用水指標(biāo)，返回生產(chǎn)系統(tǒng)回用。濃水經(jīng)過冷凍結(jié)晶分離出芒硝和結(jié)晶母液進(jìn)行分離得到芒硝，結(jié)晶母液返回膜濃縮系統(tǒng)，芒硝經(jīng)過加熱脫水的得到含量≥98%元明粉外賣;或?qū)⒘蛩徕c含量≥10%濃水直接利用蒸發(fā)器，蒸發(fā)結(jié)晶分離得到元明粉。通過較低的能耗實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用和化工原料的回收。經(jīng)過兩種工藝的配合使用，處理單噸廢水的能耗大大降低，整個處理系統(tǒng)水回收率≥92%;產(chǎn)品元明粉：硫酸鈉含量≥98%。

　　權(quán)利要求書

　　1.白炭黑生產(chǎn)廢水處理工藝，其特征在于：包括下列步驟：

　　1)預(yù)處理：調(diào)節(jié)生產(chǎn)廢水的pH值為6-8，然后絮凝、沉降;

　　2)超濾：沉降后的上清液進(jìn)入超濾系統(tǒng);

　　3)納濾膜過濾：超濾后的廢水經(jīng)過納濾膜系統(tǒng)過濾后產(chǎn)生低濃水和濃鹽水;

　　4)反滲透膜過濾：納濾膜過濾后的低濃水經(jīng)反滲透膜系統(tǒng)過濾，得到的脫鹽水回用，反滲透濃水回到超濾系統(tǒng);

　　5)濃水處理：納濾膜過濾后的濃鹽水經(jīng)過冷凍結(jié)晶、結(jié)晶母液進(jìn)入3)中進(jìn)行濃縮，晶體經(jīng)過升溫?zé)徂D(zhuǎn)化得到無水硫酸鈉，經(jīng)離心分離后干燥得到無水硫酸鈉成品外賣;或納濾膜過濾后的濃鹽水經(jīng)MVC蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后，再結(jié)晶、離心分離、干燥得到無水硫酸鈉成品外賣;所述步驟1)是通過加入氫氧化鈉來調(diào)節(jié)廢水的pH值;所述步驟1)中所用的絮凝劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，聚合氯化鋁與廢水按0. 03～0.07：1000的比例添加，聚丙烯酰胺與廢水按0.2～1.2：106比例添加;所述步驟2)中經(jīng)超濾系統(tǒng)后的出水SDI值≤3;所述步驟3)所述的納濾膜過濾后的低濃水中硫酸鈉含量≤2000mg/L;所述步驟3)所述的納濾膜過濾后的高鹽水中硫酸鈉質(zhì)量百分含量≥10%;所述步驟4)得到的脫鹽水的電導(dǎo)率≤40u S/ cm;所述步驟5)中的分離得到的母液回到MVC蒸發(fā)器內(nèi);所述步驟5)中方案一中熱轉(zhuǎn)化后離心分離得到的母液，重新進(jìn)入冷凍結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)晶;所述步驟5)中MVC蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽凝結(jié)水回用;所述步驟5)中干燥得到硫酸鈉含量大于98%的元明粉。

　　說明書

　　白炭黑生產(chǎn)廢水處理工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬一種化工廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種白炭黑廢水處理工藝。

　　背景技術(shù)

　　通過對白炭黑廢水水質(zhì)的分析，造成白炭黑廢水難處理的主要原因由兩步分造成，一是相對于傳統(tǒng)化工廢水含鈉鹽量較高，難以通過傳統(tǒng)的生化和物化方法去除;二是相對與工業(yè)原料生產(chǎn)工藝，廢水含鈉鹽量又較低，使用傳統(tǒng)工藝提鹽工藝，若曬鹽工藝，占地面積大，容易造成局部土地鹽堿化，不易在內(nèi)陸地區(qū)使用，使用閃蒸工藝單噸能耗過高。目前國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)中對白炭黑廢水處理的工藝，大多采用直接閃蒸濃縮結(jié)晶，該工藝中處理一噸廢水盡蒸汽消耗一項處理費(fèi)用就高達(dá)蒸汽消耗1.2t,或采用1～4效濃縮結(jié)晶，處理一噸廢水消耗蒸汽約為0.65～0.75t，電耗2～5KWh;而本發(fā)明中介紹的白炭黑廢水經(jīng)納濾膜后在膜的一層廢水中硫酸鈉的濃度富集至9～20%，再經(jīng)過冷凍結(jié)晶、熱轉(zhuǎn)化等工藝得到無水硫酸鈉和可回用蒸發(fā)冷凝水，處理一噸水的平均蒸汽消耗為0.02～0.04t,電耗為10～15KWh，若采用MVC技術(shù)對富集至硫酸鈉含量為9～20%廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，則處理一噸水的平均蒸汽消耗為0t,電耗為10～15KWh。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種白炭黑廢水處理工藝，不僅回收了化工產(chǎn)品元明粉，而且還實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

　　白炭黑生產(chǎn)廢水經(jīng)過預(yù)處理，使處理后的廢水水質(zhì)達(dá)到進(jìn)入膜處理系統(tǒng)的水質(zhì)要求，再通過膜過濾，在膜的一側(cè)將廢水中的硫酸鈉富集至含量≥10%，另一側(cè)出水達(dá)到回用水指標(biāo)，返回生產(chǎn)系統(tǒng)回用。濃水經(jīng)過冷凍結(jié)晶分離出芒硝和結(jié)晶母液進(jìn)行分離得到芒硝，結(jié)晶母液返回膜濃縮系統(tǒng)，芒硝經(jīng)過加熱脫水的得到含量≥98%元明粉外賣;或?qū)⒘蛩徕c含量≥10%濃水直接利用蒸發(fā)器，蒸發(fā)結(jié)晶分離得到元明粉。通過較低的能耗實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用和化工原料的回收。

　　白炭黑廢水經(jīng)過中和調(diào)節(jié)PH、絮凝、沉降，上清液經(jīng)過超濾達(dá)到膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)，膜處理系統(tǒng)將廢水中硫酸鈉富集，濃水進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)、結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行處理，低濃水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)得到含鹽量合格的脫鹽水，該水可直接用作系統(tǒng)回用水。廢水預(yù)處理系統(tǒng)是白炭黑廢水經(jīng)過中和調(diào)節(jié)將PH值控制在6~8之間，再分別加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺等絮凝劑進(jìn)行絮凝沉降，沉降后的清夜經(jīng)過超濾達(dá)到出水，膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)。

　　膜處理系統(tǒng)分別為納濾膜和反滲透膜系統(tǒng)相結(jié)合的處理工藝，通過納濾膜將白炭黑廢水中的硫酸鈉富集，納濾所產(chǎn)的低濃水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，產(chǎn)出合格水質(zhì)的脫鹽水進(jìn)入系統(tǒng)回用。

　　濃水處理系統(tǒng)方案一：可以通過冷凍結(jié)晶、熱轉(zhuǎn)化離心分離、干燥、包裝等工藝得到無水硫酸鈉和可回用蒸發(fā)冷凝水。 該工藝通過較低的能耗實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用和化工原料的回收。較低的能耗是指每處理一噸水的平均蒸汽消耗為0.02～0.04t,電耗為10～15KWh;化工原料的回收是指元明粉的回收。方案二：可以通過蒸發(fā)、離心分離、干燥、包裝的得到成品無水硫酸鈉外賣，其中蒸發(fā)系統(tǒng)中的核心設(shè)備為MVC蒸發(fā)器，經(jīng)過低能耗的蒸發(fā)得到元明粉，同時可回收蒸發(fā)出來的冷凝水。通過較低的能耗實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用和化工原料的回收。較低的能耗是指每處理1噸把白炭黑廢水消耗電量約為10～15KWh，消耗蒸汽量可忽略不計;化工原料的回收是指元明粉的回收。

　　前述工藝中所述的合適的納濾膜和反滲透膜，主要選用耐高壓，抗可溶硅污染較強(qiáng)的納濾膜，反滲透膜，選用普通使用壽命較長的工業(yè)反滲透膜。MVC蒸發(fā)器材質(zhì)需選用抗鹽腐蝕性較強(qiáng)的鈦材或SMO254不銹鋼。

　　本發(fā)明的有益效果是：為了有效的脫除白炭黑廢水中硫酸鈉，本發(fā)明人提出納濾膜和反滲透膜相結(jié)合的工藝，先通過對白炭黑廢水中和調(diào)節(jié)PH、絮凝、沉降，上清液經(jīng)過超濾達(dá)到膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)，再將超濾后的廢水經(jīng)過合適的納濾膜和合適的反滲透膜兩級膜過濾，實(shí)現(xiàn)廢水中硫酸鈉在濃水側(cè)進(jìn)行富集同時，低濃水側(cè)產(chǎn)水電導(dǎo)率降到≤40μS/ cm達(dá)到回用的目的;膜系統(tǒng)產(chǎn)出濃水經(jīng)過。

　　合適的工藝高溫濃縮、結(jié)晶得到無水硫酸鈉，再經(jīng)干燥得到含量≥98%的硫酸鈉產(chǎn)品。經(jīng)過兩種工藝的配合使用，處理單噸廢水的能耗大大降低，整個處理系統(tǒng)水回收率≥92%;產(chǎn)品元明粉：硫酸鈉含量≥98%;方案一：每處理一噸水的平均蒸汽消耗為0.02～0.04t,電耗為10～15KWh;方案二：每處理1噸白炭黑廢水的能耗為電量消耗為10～15KWh，蒸汽消耗可忽略不計;每處理1噸白炭黑廢水元明粉回收量為：20～50kg;每處理1噸白炭黑廢水高品質(zhì)水的回收量為：0.9噸。