煤化工高盐浓水制酸碱资源化综合利用研究

煤化工高盐浓水制酸碱资源化综合利用研究

刘致江

内蒙古中煤远兴能源化工有限公司 内蒙古 鄂尔多斯 017300

摘 要：本文主要阐述了煤化工高盐浓水三种制酸碱方案和和工艺过程，该工艺成本低，可同时去除废水中的有机质和无机盐，并加以利用制酸碱，整个过程节能环保，希望能为广大同仁提供参考和借鉴。

关键词：煤化工；高盐浓水；制酸碱；资源化利用

工业废盐主要来源于工业生产，包括精细化工、煤化工、燃煤电厂脱硫废水、医药生产以及高盐废水的处理等过程。近些年，随着我国工业行业的发展，工业废盐产量越来越大。据统计，我国的工业废盐的年产生量目前超过2000万吨。工业废盐处理成本高、有毒有害物质多，易对环境造成巨大的危害。高浓度化工废水的治理研究一直是国内外研究的重点，目前国内外的处理方法主要有传统生物法如生物膜法、活性污泥法等工艺，对废水中的有机质有一定去除效果，可降低废水中COD 含量，但不能脱盐，污水毒性还会严重抑制微生物的正常新陈代谢功能，导致生化反应难以进行；传统蒸发工艺，如蒸馏法，以及由蒸馏发展起来的多效真空蒸发、低温闪蒸蒸发、高压喷雾蒸发等工艺，这些工艺方法主要存在投资大、能耗高、效率低、运行费用高和维护困难等缺点，难以普及；电化学法电极板易钝化、锈蚀，耗电多、处理效果不够稳定，污泥量大；化学氧化法要求配套设备较多，通常无法单独使用，且设备价格昂贵，成本较高。基于以上情况，本文探讨煤化工高盐浓水制酸碱资源化利用的三种方案和方法，并设计了整个工艺过程。同时，本文研究的制酸碱方法具有低成本、高效率、节能环保等优点。

1高盐浓水制酸碱资源化利用的原则和要求

1.1 系统设计原则

制酸碱系统年运转时间不少于 8000h，每天连续运行 24h。

1.2 双极膜制酸碱装置进水水质要求

(1) 进水最佳盐浓度≥100g/L 盐浓度 100g/-250g/L;

(2) 温度：25℃～40℃;

(3) 钙、镁等二价及二价以上阳离子，总含量＜1.0mg/L;

(4) 盐水中不含对膜片有损坏的有机溶剂类物质;

(5) 盐水中不含强氧化性、强还原性物质。

2 高盐浓水制酸碱资源化综合利用方法研究

2.1 利用氯化钠结晶盐制酸碱资源化利用工艺路线

根据双极膜制酸碱装置对进水水质要求，结合水处理中心蒸发结晶系统产生的氯化钠盐量及品质情况，进行利用水处理厂产出的氯化钠盐全部消化利用处理，固体盐进行破碎加脱盐水溶解配置成 20%的高浓盐水，溶解后的料液经过滤后，精滤高盐浓水进入双极膜制酸碱装置，装置的酸碱浓度达到设计浓度后排出，进入酸碱储存罐。双极膜系统产生的淡盐水排出淡水室，进入淡水储罐，再进入高压反渗透系统进行浓缩处理，高压反渗透产水外送一期产水池，浓缩水进入双极膜进料均质池与进料精滤水混合再进入制酸碱系统。高盐水最佳浓度在 10%以上；初步拟定方案采用溶解+膜过滤+双极膜盐制酸碱工艺，最终实现盐的综合利用、碳减排与废水资源化。

2.2 厂区来高盐浓水制酸碱资源化利用工艺路线

根据双极膜制酸碱装置对进水水质要求，结合水处理中心蒸发结晶系统产生的氯化钠盐量及品质情况，进行利用水处理厂产出的氯化钠盐全部消化利用处理，固体盐进行破碎加脱盐水溶解配置成 20%的高浓盐水，溶解后的料液经过滤后，精滤高盐浓水进入双极膜制酸碱装置，装置的酸碱浓度达到设计浓度后排出，进入酸碱储存罐。双极膜系统产生的淡盐水排出淡水室，进入淡水储罐，再进入高压反渗透系统进行浓缩处理，高压反渗透产水外送一期产水池，浓缩水进入双极膜进料均质池与进料精滤水混合再进入制酸碱系统。高盐水最佳浓度在 10%以上；初步拟定方案采用溶解+膜过滤+双极膜盐制酸碱工艺，最终实现盐的综合利用、碳减排与废水资源化。

2.3 二期 ED 装置高盐浓水资源化利用

根据双极膜制酸碱装置对进水水质要求，结合水处理中心蒸发结晶系统产生的氯化钠盐量及品质情况，进行利用水处理厂产出的氯化钠盐全部消化利用处理，固体盐进行破碎加脱盐水溶解配置成 20%的高浓盐水，溶解后的料液经过滤后，精滤高盐浓水进入双极膜制酸碱装置，装置的酸碱浓度达到设计浓度后排出，进入酸碱储存罐。双极膜系统产生的淡盐水排出淡水室，进入淡水储罐，再进入高压反渗透系统进行浓缩处理，高压反渗透产水外送一期产水池，浓缩水进入双极膜进料均质池与进料精滤水混合再进入制酸碱系统。高盐水最佳浓度在 10%以上；初步拟定方案采用溶解+膜过滤+双极膜盐制酸碱工艺，最终实现盐的综合利用、碳减排与废水资源化。

3 高盐浓水制酸碱综合利用的工艺流程设计

高浓高盐化工废水的资源化综合处理工艺具有低成本、高效率、节能环保的特点，具体工艺流程见图

1所示，高浓高盐化工废水的资源化综合处理工艺，包括如下步骤 ：

（1）利用现有盐蒸发结晶产生的氯化钠盐，对有结块的盐进行破碎处理，溶解浓盐水进过滤系统进行精致过滤净化处理，除SS和浊度等杂质，净化后送至制酸碱双极膜电渗析的进水均值调节水箱与淡盐水高压反渗透浓水混合，再由泵送双极膜系统进行制取酸和碱。

（2）经前处理后的浓盐水进入制酸碱装置的盐室，在直流电场作用下，氯离子通过阴膜迁移至酸室，当遇到制酸碱的阳膜面，由于阳膜面带负电，所以氯离子无法继续迁移，留在酸室，跟制酸碱阳膜面分解出的氢离子结合生成盐酸。同样在直流电场作用下，钠离子通过阳膜迁移至碱室，遇到制酸碱的阴膜面，由于阴膜面带正电，所以钠离子无法继续迁移，留在碱室，跟制酸碱的阴膜面在直流电场的作用下不断分解出的氢氧根离子结合，生成氢氧化钠。这样，盐室的氯离子不断进入酸室，从而酸液浓度不断提高。钠离子不断的进入碱室接受制酸碱分解的氢氧根离子，碱溶液浓度不断提高。最终氯化钠通过制酸碱电渗析实现了盐转化为盐酸和氢氧化钠溶液。

（3）双极膜盐室产生的淡盐水排出，经高压反渗透再浓缩产生脱盐水排出，产生的浓水返回到双极膜进水调节槽，继续进双极膜。

（4）系统内各控制点由 PLC(可编程控制器)控制，以实现整个系统的全自动运行。PLC 根据工艺程序需要控制阀门的开启、关闭；根据液位的高低控制各泵的启停；压力和液位的高低有预警；出现故障无人处理时，PLC 可实现自动顺序关闭所有气动阀门、泵，直至切断电源。制酸碱电渗析系统设计为连续运行，采用模块化设计。

图1  盐制酸碱资源化工艺流程图

4结束语

工业废盐种类繁多并且性质差异较大，针对来源不同的工业废盐应当针对废盐的特性制定科学合理的废盐无害化和资源化的办法，通过各种组合处理方法将工业废盐转化为有经济价值的产品并加以综合利用，使工业废盐可以循环利用实现工业废盐的资源化。别于上述现有技术方案，本文提出的三种煤化工高盐浓水的三种制酸碱资源综合利用的方法、设备和系统，能够将煤化工废盐通过一系列处理后制成一定浓度的酸和碱回收再利用或外售，也可以将工业废盐制成工业副产品氯化钠或硫酸钠外售，减少工业废盐对环境的污染，降低企业工业废盐处置成本，实现资源再利用。煤化工高盐浓水中的有机质和无机质一并除去，出水达到工业用水标准，所用设备和辅料易获得、易操作且价格较低，处理工艺运行成本较低，经济性好且应用范围广。同时实现了有机质的能源化和无机质的资源化，实现了污水处理的零污染排放，具有很高的环境效益和社会效益。

参考文献：

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