本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中，為了防止鹵水中硬度過高，造成蒸發(fā)設(shè)備中結(jié)垢，以及影響產(chǎn)品鹽品質(zhì)，需要對原鹵水投加藥劑進(jìn)行預(yù)處理除硬。在蒸發(fā)器中，隨著濃縮的進(jìn)行，各離子指標(biāo)濃度都不斷升高。為了維持蒸發(fā)器內(nèi)各離子濃度在安全范圍內(nèi)，需要將濃縮的母液不斷外排。這部分母液通常直接排放，不但污染環(huán)境，而且由于其中含有大量鈣、鎂、硫酸根等離子成分，無法回收，造成資源浪費。

尤其是利用石膏晶種法的蒸發(fā)結(jié)晶器，母液中含大量硫酸根離子，直接排掉會造成資源浪費。有些氯化鈉制鹽蒸發(fā)器工藝中，將母液澄清后返回蒸發(fā)器內(nèi)部，這樣即使回收了氯化鈉，但同時其它離子也返回了蒸發(fā)器，會進(jìn)一步累積，影響產(chǎn)品鹽的純度。

針對蒸發(fā)結(jié)晶母液，目前主要處理方式為澄清后返回蒸發(fā)器，或者直接排掉。前者會造成雜質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)不斷累積，污染產(chǎn)品鹽。后者更是會污染環(huán)境，同時造成資源無法回收，提高了生產(chǎn)成本。并且，工業(yè)生產(chǎn)中含鹽廢水波動較大，會對系統(tǒng)造成沖擊，影響設(shè)備運行和產(chǎn)品品質(zhì)。

因此，有必要提供一種能夠有效降低母液污染、并防止蒸發(fā)器設(shè)備結(jié)垢、降低生產(chǎn)成本的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效降低母液污染、并有效防止蒸發(fā)器設(shè)備結(jié)垢、降低生產(chǎn)成本的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法及其系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一方面，提供一種基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法，包括如下步驟：

1)含鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶的預(yù)處理裝置，在所述預(yù)處理裝置中加入能夠去除鈣鎂離子的過量的藥劑，降低含鹽廢水的硬度；

2)預(yù)處理后的含鹽廢水通過循環(huán)管進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)，定量外排母液，使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的離子濃度；

3)外排的母液通過澄清，將固體鹽返回蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)回收，上清液回流至預(yù)處理裝置形成系統(tǒng)內(nèi)藥劑的自平衡。

本發(fā)明通過添加過量的藥劑(包括OH^-、SO₄^2-、CO₃^2-)去除含鹽廢水中的鈣鎂離子，為了使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的離子濃度，在蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中定量外排母液，通過對母液進(jìn)行澄清處理，使固體鹽返回結(jié)晶器中，同時含有多余藥劑的上清液返回到預(yù)處理裝置中代替一部分藥劑去除鈣鎂離子；同時針對前段來水的波動，比如鈣鎂突然升高，母液中多余的藥劑可以有效緩沖鈣鎂離子的濃度，并可靈活調(diào)整母液回流量，及時控制鈣鎂離子的濃度實現(xiàn)緩沖的功能；本發(fā)明的方法不僅可以有效減少母液排放造成的污染，又可以對母液中的有效成分二次利用，降低了系統(tǒng)運行成本，同時，母液回流可緩解進(jìn)水波動(鈣鎂離子波動)帶來的沖擊形成一定的自平衡。

母液流量的控制范圍3～15m³/h。

進(jìn)一步地，所述預(yù)處理裝置包括用于除去鎂離子的第一預(yù)處理裝置和用于去除鈣鎂離子第二預(yù)處理裝置，所述母液澄清后的上清液回流至第二預(yù)處理裝置。

在第一預(yù)處理裝置中可以加入OH^-(NaOH、Ca(OH)₂等堿液)去除鎂離子等其他重金屬離子，同時在第二預(yù)處理裝置中加入SO₄^2-、CO₃^2-(Na₂SO₄、Na₂CO₃)去除鈣鎂等離子，因此預(yù)處理后的含鹽廢水含有較多的SO₄^2-、CO₃^2-離子，經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶器濃縮通過母液外排回流至第二預(yù)處理裝置代替一部分藥劑，形成二次利用，降低運行成本。

優(yōu)選地，在所述第一預(yù)處理裝置中加入的藥劑為Ca(OH)₂，在所述第二預(yù)處理裝置中加入的藥劑為Na₂SO₄和/或Na₂CO₃。

Ca(OH)₂的來源主要是石灰水，成本較低，第二預(yù)處理裝置使用的藥劑為Na₂SO₄和/或Na₂CO，優(yōu)選為Na₂SO₄，與Ca²⁺反應(yīng)形成微溶的CaSO₄，微量的CaSO₄在蒸發(fā)結(jié)晶器可作為晶種，防止結(jié)垢，而且CaSO₄較輕，隨結(jié)晶鹽進(jìn)入洗滌裝置時，容易被回沖洗滌不會造成結(jié)晶鹽的污染。

所述Ca(OH)₂的添加量為2～65g/L，Na₂SO₄和/或Na₂CO₃的添加量為5～130g/L。

進(jìn)一步地，未處理的含鹽廢水的鈣離子濃度范圍在800～2000mg/L，鎂離子濃度范圍在500～20000mg/L。預(yù)處理后鎂離子低于100mg/L。

本發(fā)明可自平衡的含鹽廢水的濃度有一定的限制，超出一定的限制，則需要對系統(tǒng)進(jìn)行檢查或其他處理。

優(yōu)選地，所述藥劑的添加量由回流母液的流量和系統(tǒng)離子含量，以及系統(tǒng)進(jìn)水量計算得出，具體通過進(jìn)水離子濃度減去回流離子濃度，推算出需要添加的藥劑量。通過檢測廢水中的鈣鎂離子濃度，不僅可以計算藥劑添加量，也可以對系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)的有效運行。

另一方面，提供一種基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的系統(tǒng)，包括：

蒸發(fā)結(jié)晶器；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器連接的預(yù)處理裝置；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器及預(yù)處理裝置連接的母液澄清裝置。

進(jìn)一步地，所述預(yù)處理裝置包括用于除去鎂離子的第一預(yù)處理裝置和用于去除鈣鎂離子第二預(yù)處理裝置，母液澄清裝置與所述第二預(yù)處理裝置連接。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)為：

1)本發(fā)明通過添加過量的藥劑(包括OH^-、SO₄^2-、CO₃^2-)去除含鹽廢水中的鈣鎂離子，為了使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的離子濃度，在蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中定量外排母液，通過對母液進(jìn)行澄清處理，使固體鹽返回結(jié)晶器中，同時含有多余藥劑的上清液返回到預(yù)處理裝置中代替一部分藥劑去除鈣鎂離子；

2)同時針對前段來水的波動，比如鈣鎂突然升高，母液中多余的藥劑可以有效緩沖鈣鎂離子的濃度，并可靈活調(diào)整母液回流量，及時控制鈣鎂離子的濃度，實現(xiàn)緩沖的功能；

3)本發(fā)明的方法不僅可以有效減少母液排放造成的污染，又可以對母液中的有效成分二次利用，降低了系統(tǒng)運行成本，同時，母液回流可緩解進(jìn)水波動(鈣鎂離子波動)帶來的沖擊形成一定的自平衡。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的實施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。但本發(fā)明絕非限于這些例子。以下所述僅為本發(fā)明較好的實施例，僅僅用以解釋本發(fā)明，并不能因此而理解為本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。

實施例一

本實施例中的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的系統(tǒng)，如圖1所示，包括：

蒸發(fā)結(jié)晶器；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器連接的預(yù)處理裝置；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器及預(yù)處理裝置連接的母液澄清裝置。

本發(fā)明所述的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法，包括如下步驟：

1)含鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶的預(yù)處理裝置，含鹽廢水鈣離子800mg/L，鎂離子含鹽量5000mg/L，水量30m³/h；系統(tǒng)啟動時，預(yù)處理裝置中投加Ca(OH)₂ 15g/L，Na₂SO₄ 9g/L，預(yù)處理后鎂離子含量低于100mg/L，鈣離子和硫酸根離子含量摩爾比小于1，基本到達(dá)石膏晶種法蒸法結(jié)晶進(jìn)水要求；

2)產(chǎn)出結(jié)晶鹽后，蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的硫酸鈣濃度，不超過40g/L，按5m³/h定量外排母液，排出來的母液經(jīng)過澄清，固體鹽返回蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)回收，上清液回流至第二預(yù)處理裝置。此時母液中多余的硫酸根控制在500mg/L以內(nèi)，這部分即可作為藥劑替代預(yù)處理中部分硫酸鈉的投加量。同時，母液中的飽和氯化鈉也可以被回收。

基于石膏晶種法，可保證蒸發(fā)結(jié)晶器清洗周期延長至8～12個月。

實施例二

本實施例中的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的系統(tǒng)，如圖1所示，包括：

蒸發(fā)結(jié)晶器；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器連接的預(yù)處理裝置，預(yù)處理裝置包括第一預(yù)處理裝置和第二預(yù)處理裝置；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器及預(yù)處理裝置連接的母液澄清裝置。

本發(fā)明所述的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法，包括如下步驟：

1)含鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶的預(yù)處理裝置，含鹽廢水鈣離子2000mg/L，鎂離子含鹽量10000mg/L，水量30m³/h；系統(tǒng)啟動時，第一預(yù)處理裝置投加Ca(OH)₂30g/L，第二預(yù)處理裝置投加Na₂SO₄ 70g/L，預(yù)處理后鎂離子含量低于100mg/L，鈣離子和硫酸根離子含量摩爾比小于1，基本到達(dá)石膏晶種法蒸法結(jié)晶進(jìn)水要求；

2)產(chǎn)出結(jié)晶鹽后，蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的硫酸鈣濃度，不超過40g/L，按10m³/h定量外排母液。排出來的母液經(jīng)過澄清，固體鹽返回蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)回收，上清液回流至第二預(yù)處理裝置。此時母液中多余的硫酸根控制在500mg/L以內(nèi)，這部分即可作為藥劑替代預(yù)處理中部分硫酸鈉的投加量。同時，母液中的飽和氯化鈉也可以被回收。

若含鹽廢水中鈣鎂離子指標(biāo)突然升高，達(dá)到20000mg/L，可根據(jù)離子平衡增大母液回流量至15m³/h，提供更多量的硫酸根以暫時平衡鈣鎂。

基于石膏晶種法，可保證蒸發(fā)結(jié)晶器清洗周期延長至8～12個月。

實施例三

本實施例中的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的系統(tǒng)，如圖1所示，包括：

蒸發(fā)結(jié)晶器；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器連接的預(yù)處理裝置，預(yù)處理裝置包括第一預(yù)處理裝置和第二預(yù)處理裝置；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器及預(yù)處理裝置連接的母液澄清裝置。

本發(fā)明所述的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法，包括如下步驟：

1)含鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶的預(yù)處理裝置，含鹽廢水鈣離子800mg/L，鎂離子含鹽量20000mg/L，水量30m³/h；系統(tǒng)啟動時，第一預(yù)處理裝置投加Ca(OH)₂ 15g/L，第二預(yù)處理裝置投加Na₂SO₄ 8g/L，預(yù)處理后鎂離子含量低于100mg/L，鈣離子和硫酸根離子含量摩爾比小于1，基本到達(dá)石膏晶種法蒸法結(jié)晶進(jìn)水要求；

2)產(chǎn)出結(jié)晶鹽后，蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的硫酸鈣濃度，不超過40g/L，按15m³/h定量外排母液。排出來的母液經(jīng)過澄清，固體鹽返回蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)回收，上清液回流至第二預(yù)處理裝置。此時母液中多余的硫酸根控制在500mg/L以內(nèi)，這部分即可作為藥劑替代預(yù)處理中部分硫酸鈉的投加量。同時，母液中的飽和氯化鈉也可以被回收。

基于石膏晶種法，可保證蒸發(fā)結(jié)晶器清洗周期延長至8～12個月。

實施例四

本實施例中的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的系統(tǒng)，如圖1所示，包括：

蒸發(fā)結(jié)晶器；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器連接的預(yù)處理裝置，預(yù)處理裝置包括第一預(yù)處理裝置和第二預(yù)處理裝置；

與所述蒸發(fā)結(jié)晶器及預(yù)處理裝置連接的母液澄清裝置。

本發(fā)明所述的基于石膏晶種工藝的蒸發(fā)結(jié)晶母液回流自平衡的方法，包括如下步驟：

1)含鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶的預(yù)處理裝置，含鹽廢水鈣離子2000mg/L，鎂離子含鹽量20000mg/L，水量30m³/h；系統(tǒng)啟動時，第一預(yù)處理裝置投加Ca(OH)₂ 60g/L，第二預(yù)處理裝置投加Na₂SO₄ 120g/L，預(yù)處理后鎂離子含量低于100mg/L，鈣離子和硫酸根離子含量摩爾比小于1，基本到達(dá)石膏晶種法蒸法結(jié)晶進(jìn)水要求；

2)產(chǎn)出結(jié)晶鹽后，蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的硫酸鈣濃度，不超過40g/L，按15m³/h定量外排母液。排出來的母液經(jīng)過澄清，固體鹽返回蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)回收，上清液回流至第二預(yù)處理裝置。此時母液中多余的硫酸根控制在500mg/L以內(nèi)，這部分即可作為藥劑替代預(yù)處理中部分硫酸鈉的投加量。同時，母液中的飽和氯化鈉也可以被回收。

基于石膏晶種法，可保證蒸發(fā)結(jié)晶器清洗周期延長至8～12個月。

上述實施例中各物質(zhì)的添加量和流量可以根據(jù)回流母液的流量和系統(tǒng)離子含量進(jìn)行一定程度的調(diào)整。

對比例一

為了進(jìn)一步證明本發(fā)明所述的技術(shù)方案相比于現(xiàn)有技術(shù)具有顯著的技術(shù)效果，本發(fā)明還設(shè)置了對比例，所述對比例中的廢水處理工藝，包括：

1)含鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶的預(yù)處理裝置，含鹽廢水鈣離子800mg/L，鎂離子含鹽量5000mg/L，水量30m³/h；系統(tǒng)啟動時，預(yù)處理投加Ca(OH)₂15g/L，Na₂SO₄ 5g/L，預(yù)處理后鎂離子含量低于100mg/L，鈣離子和硫酸根離子含量摩爾比大于1；

2)產(chǎn)出結(jié)晶鹽后，蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的硫酸鈣濃度，不超過40g/L，按10m³/h定量外排母液。排出來的母液經(jīng)過澄清，固體鹽返回蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)回收，上清液回流至第二預(yù)處理裝置。此時。系統(tǒng)中的鈣鎂離子容易導(dǎo)致結(jié)晶器內(nèi)結(jié)垢的產(chǎn)生，需要定期清洗，清洗周期小于3個月。

本發(fā)明的的母液自回流平衡的方法一方面可以緩沖系統(tǒng)內(nèi)鈣鎂離子濃度的突然變化，使系統(tǒng)內(nèi)的鈣鎂離子處于一種比較低的水平，保證所制鹽分純度在97％以上，另一方面可以節(jié)約水資源、藥劑資源，同時減少母液對環(huán)境的污染。與現(xiàn)有技術(shù)相比，處理方法更加靈活，針對不同流量和水質(zhì)的來水，均可根據(jù)計算進(jìn)行相應(yīng)流量的母液回流，控制靈活，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的抗沖擊能力。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)為：

1)本發(fā)明通過添加過量的藥劑(包括OH^-、SO₄^2-、CO₃^2-)去除含鹽廢水中的鈣鎂離子，為了使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)維持一定的離子濃度，在蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中定量外排母液，通過對母液進(jìn)行澄清處理，使固體鹽返回結(jié)晶器中，同時含有多余藥劑的上清液返回到預(yù)處理裝置中代替一部分藥劑去除鈣鎂離子；

2)同時針對前段來水的波動，比如鈣鎂突然升高，母液中多余的藥劑可以有效緩沖鈣鎂離子的濃度，并可靈活調(diào)整母液回流量，及時控制鈣鎂離子的濃度實現(xiàn)緩沖的功能；

3)本發(fā)明的方法不僅可以有效減少母液排放造成的污染，又可以對母液中的有效成分二次利用，降低了系統(tǒng)運行成本，同時，母液回流可緩解進(jìn)水波動(鈣鎂離子波動)帶來的沖擊形成一定的自平衡。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。