硫酸鈉廢水處理及鹽提純回用工藝
摘要 技術領域 [0001] 本發明屬于化工廢水處理及鹽提純分離回用技術領域，具體的講涉及硫酸鈉廢水 處理及鹽提純分離回用工藝。 背景技術 [0002] 硫酸鈉廢水中硫酸鈉含量高達12%-16%，COD 300-500mg/L，并且含有許多金 屬離子，主要是鎳 0. 005-0. 02%，銅 0. 01-0. 04%，鋅 0. 005-0. 02%，錳 0. 005-0. 02%，钴 0. 01-0. 04%。所以，常規方法例如，R0、HTRO、DTR0、及振動膜都不能采用。另外，硫酸鈉鹽 的回用及鹽的提純也是節能環保的要求。 [0003] 目前，工業水零排放技術中常用的多效蒸發結晶工藝，可以應用到此類廢水中。但 多效蒸發結晶的投資和運行費用很高，即使采用機械式蒸汽再壓縮蒸發器(MVR)，投資和運 行費用仍然很高，并且得到的粗鹽含有很高的雜質，不能回用，隻能作為危廢處理，運行成 本很高。 [0004] 硫酸鹽廢水的處理的主要困難在于：硫酸鈉的含量很高，不能采用常規的膜法去 除，采用蒸發結晶，能除掉鹽，将水達标排放，但投資和運行費用較高，另外，鹽中雜質離子 較高，混到硫酸鈉粗鹽中造成硫酸鈉不能回用，甚至所有的粗鹽都會作為危廢處理，運行成 本更高。 發明内容 [0005] 本發明解決的技術問題就是提供一種廢水處理能耗低、鹽提純回收徹底、回用設 備投資少、減少危廢量、有利于節能環保的硫酸鈉廢水處理及鹽提純回用工藝方法。 [0006] 為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：該方法包括下列步驟： 第一步，去除鋅離子和鎳離子，并回收鋅、鎳的氫氧化物 将硫酸鈉廢水經調節池後，進入一級沉澱分離器，在混凝區加入氫氧化鈉将PH調節到 9. 0-10. 0,在絮凝區加入PAM，通過排泥泵排除沉澱物，将上述沉澱物進行脫水濃縮後，将 鋅、鎳的氫氧化物回收； 第二步，去除銅離子、钴離子和錳離子，并回收銅、钴和錳的氫氧化物 将經過處理後的水，進入二級沉澱分離器，繼續在混凝區加入氫氧化鈉将pH調節到 10-12,在絮凝區加入PAM，通過排泥泵排除沉澱物，将上述沉澱物進行脫水濃縮後，将銅、钴 和錳的氫氧化物回收； 第三步，回收硫酸鈉 對經過雜質離子分離去除後的水，進入冷凍槽或冷藏箱，控制溫度到2-3°C，析出硫酸 鈉。 [0007] 其附加技術特征為： 在所述第一步鋅、鎳離子去除步驟中，在一級沉澱分離器的混凝區加入氫氧化鈉，氫氧 化鈉投加量為鋅、鎳離子理論反應量的1. 5-2倍，在絮凝區加入PAM，投加量0. 5-lppm，沉澱 區的斜管部分的表面負荷6-8m3/m2 · h，以進水量的3-6%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘部 分通過排泥泵排出沉澱物，送入闆框壓濾機； 在所述第二步銅、钴和錳離子去除步驟中，在高效沉澱分離器的混凝區加入氫氧化鈉， 氫氧化鈉投加量為鋅、鎳離子理論反應量的1. 5-2倍，在絮凝區加入PAM，投加量0. 5-lppm， 沉澱區的斜管部分的表面負荷6-10m3/m2 · h，以進水量的3-6%的沉澱物循環進入絮凝區， 剩餘部分通過排泥泵排出沉澱物，送入闆框壓濾機。 [0008] 本發明提供的硫酸鈉廢水處理及鹽提純分離回用方法，具有以下優點： 其一，通過添加氫氧化鈉，将pH調節到9. 0-10. 0,并加入PAM，此時，鋅離子、鎳離子 與溶液中的氫氧根離子結合形成氫氧化鋅和氫氧化鎳沉澱，繼續加入氫氧化鈉，将pH調節 到10-12,并加入PAM，此時，銅離子、钴離子和錳離子與溶液中的氫氧根離子結合形成氫氧 化銅、氫氧化钴和氫氧化錳沉澱，然後将去除雜質離子的溶液控制在2-3°C将硫酸鈉進行 固化，雜質去除徹底，根據不同離子特性，兩級絮凝沉澱采用不同的pH值，加氫氧化鈉和絮 凝劑分級徹底的去除雜質離子；設備投資和運行費用少，隻是通過簡單的冷凍設備控制在 2_3°C就可将提純後的硫酸鈉進行固化，作為芒硝出售，并且，冬天可以完全不用任何冷凍 設備，即可達到硫酸鈉固化結晶；經過該工藝處理後，沒有危廢和污水排出，同時固體鹽可 以完全回用；其二，由于在所述第一步鋅、鎳離子去除步驟中，在一級沉澱分離器的混凝區 加入氫氧化鈉，氫氧化鈉投加量為鋅、鎳離子理論反應量的1. 5-2倍，在絮凝區加入PAM，投 加量0. 5-lppm，沉澱區的斜管部分的表面負荷6-8m3/m2 · h，以進水量的3-6%的沉澱物循 環進入絮凝區，剩餘部分通過排泥泵排出沉澱物，送入闆框壓濾機；在所述第二步銅、钴和 錳離子去除步驟中，在高效沉澱分離器的混凝區加入氫氧化鈉，氫氧化鈉投加量為鋅、鎳離 子理論反應量的1. 5-2倍，在絮凝區加入PAM，投加量0. 5-lppm，沉澱區的斜管部分的表面 負荷6-10m3/m2 · h，以進水量的3-6%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘部分通過排泥泵排出 沉澱物，送入闆框壓濾機，通過變頻污泥泵控制回流鹽泥量，以維持絮凝反應所需的鹽泥濃 度，加速了沉澱的生成，雜質離子清除更加徹底。 具體實施方式 [0009] 下面結合實施例對本發明所提出的硫酸鈉廢水處理及鹽提純回用工藝方法做進 一步說明。 [0010] 本發明提出的硫酸鈉廢水處理及鹽提純回用工藝方法包括以下步驟： 第一步，去除鋅離子和鎳離子，并回收鋅、鎳的氫氧化物 将硫酸鈉廢水經調節池後，進入一級沉澱分離器，在混凝區加入氫氧化鈉将PH調節到 9. 0-10. 0,在絮凝區加入PAM，通過排泥泵排除沉澱物，将上述沉澱物進行脫水濃縮後，将 鋅、鎳的氫氧化物回收； 第二步，去除銅離子、钴離子和錳離子，并回收銅、钴和錳的氫氧化物 将經過處理後的水，進入二級沉澱分離器，繼續在混凝區加入氫氧化鈉将pH調節到 10-12,在絮凝區加入PAM，通過排泥泵排除沉澱物，将上述沉澱物進行脫水濃縮後，将銅、钴 和錳的氫氧化物回收； 第三步，回收硫酸鈉 對經過雜質離子分離去除後的水，進入冷凍槽或冷藏箱，控制溫度到2-3°C，析出硫酸 鈉。 [0011] 通過添加氫氧化鈉，将pH調節到9. 0-10. 0,并加入PAM，此時，鋅離子、鎳離子與 溶液中的氫氧根離子結合形成氫氧化鋅和氫氧化鎳沉澱，繼續加入氫氧化鈉，将pH調節 到10-12,并加入PAM，此時，銅離子、钴離子和錳離子與溶液中的氫氧根離子結合形成氫氧 化銅、氫氧化钴和氫氧化錳沉澱，然後将去除雜質離子的溶液控制在2-3°C将硫酸鈉進行 固化，雜質去除徹底，根據不同離子特性，兩級絮凝沉澱采用不同的pH值，加氫氧化鈉和絮 凝劑分級徹底的去除雜質離子；設備投資和運行費用少，隻是通過簡單的冷凍設備控制在 2_3°C就可将提純後的硫酸鈉進行固化，作為芒硝出售，并且，冬天可以完全不用任何冷凍 設備，即可達到硫酸鈉固化結晶；經過該工藝處理後，沒有危廢和污水排出，同時固體鹽可 以完全回用。 [0012] 作為本發明專利的進一步改進，在第一步鋅、鎳離子去除步驟中，在一級沉澱分離 器的混凝區加入氫氧化鈉，氫氧化鈉投加量為鋅、鎳離子理論反應量的1. 5-2倍，在絮凝區 加入PAM，投加量0. 5-lppm，沉澱區的斜管部分的表面負荷6-8m3/m2 *h，以進水量的3-6%的 沉澱物循環進入絮凝區，剩餘部分通過排泥泵排出沉澱物，送入闆框壓濾機；在所述第二步 銅、钴和錳離子去除步驟中，在高效沉澱分離器的混凝區加入氫氧化鈉，氫氧化鈉投加量為 鋅、鎳離子理論反應量的1. 5-2倍，在絮凝區加入PAM，投加量0. 5-lppm，沉澱區的斜管部分 的表面負荷6-10m3/m2 · h，以進水量的3-6%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘部分通過排泥 泵排出沉澱物，送入闆框壓濾機。通過變頻污泥泵控制回流鹽泥量，以維持絮凝反應所需的 鹽泥濃度，加速了沉澱的生成，雜質離子清除更加徹底。 [0013] 一級高效沉澱分離器原理是：将快速混凝、絮凝(沉降)、沉澱多個工藝段緊湊結合 在一起的一體化設備。加入混凝區進行反應、PAM加入絮凝區進行絮凝反應後，進入沉澱區， 通過重力沉降和斜闆分離，實現良好的液、固分離效果。部分鹽泥循環至絮凝區中心導流筒 内，鹽泥循環率約為3-6%，通過變頻污泥泵控制回流鹽泥量，以維持絮凝反應所需的鹽泥 濃度。間斷排出鹽泥，以維持高效沉澱分離器内合适的鹽泥存量。 [0014] 其主要去除鋅、鎳等離子。 [0015] 氫氧化鈉溶液沉澱去除廢水中的鋅離子，Zn (OH)2溶度積Ksp=L 2 X KT 17,鋅離子 混凝沉澱的watechliuhedepH= 9. 0-10. 0,所以廢水通過反應、沉澱進行固液分離。 [0016] Zn2++2〇r=Zn (OH) 2 I Ni (OH) 2的溶度積Ksp=5. 47 X KT 16,可見鎳離子和鋅離子的溶度積相差不大，即在 PH=9. 0-10. 0值條件下可以同時去除。 [0017] 二級高效沉澱分離器原理是：結構功能同一級高效沉澱分離器。其主要去除銅、 錳、钴等離子。 [0018] 氫氧化銅的溶度積Ksp = 2. 6 X ΚΓ19,當pH顯中性時，生成藍色氫氧化銅沉澱。當 pH小于6,即硫酸銅過量，它便生成氫氧化鈉式硫酸銅。而當pH=ll時，與氫氧化納反應即 生成藍白相間的氫氧化銅沉澱。 [0019] CuSO4 + 2Na0H = Cu (OH) 2 I + Na 2S04 Cu2+ + 2〇r = Cu (OH) 2 I 錳離子與氫氧化鈉反應過程中，在PH=IO條件下，開始産生少量Mn (OH) 2沉澱。在試驗 過程中，随着PH值的升高，錳離子沉澱會大量的出現。 [0020] Mn2++2〇r=Mn (OH) 2 I 氫氧化钴沉澱是粉紅色的，在CO2+離子與0!T生成氫氧化钴過程中，會有一個中間産物 生成，即其它陰離子會進入配合物内界，此處是形成Co2 (OH)2SO4，在加入過量氫氧化鈉時， 由于0Γ的配位能力強于SO廣，*終會完成取代，而形成粉紅色的Co (OH) 2。 [0021] 3Co2+ + 3S032> 3H20 = Co2(OH)2SO3 + HSO3^ c〇2++or= Co(OH)2 I 實施例1 第一步，去除鋅離子和鎳離子，并回收鋅、鎳的氫氧化物 将硫酸鈉廢水經調節池後，進入一級沉澱分離器，在混凝區加入氫氧化鈉将PH調節到 9. 5,在絮凝區加入PAM，PAM投加量為0. 5ppm，使鋅、鎳離子在沉澱區形成沉澱物，以進水量 的5%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出；送入闆框壓濾機，将鋅、鎳的 氫氧化物進行污泥脫水濃縮，脫水後鹽含水率77% ; 第二步，去除銅離子、钴離子和錳離子，并回收銅、钴和錳的氫氧化物 将經過處理後的水，進入二級沉澱分離器，繼續在混凝區加入氫氧化鈉将pH調節到 11，在絮凝區加入PAM，PAM投加量為0. 6ppm，将銅離子、钴離子和錳離子在沉澱區形成沉澱 物，進水量6%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出，送入闆框壓濾機，将 銅、钴和錳的氫氧化物進行鹽脫水濃縮，脫水後鹽含水率75% ; 第三步，冷凍鹽回收處理 經前兩步對雜質離子分離去除後的水，進入冷藏箱，控制溫度到2°C，硫酸鈉水溶液變 為固體。 [0022] 本實施例1不同處理階段的水質分析數據如表1所示。 [0023] 表1不同處理階段的水質分析數據 實施例2 第一步，去除鋅離子和鎳離子，并回收鋅、鎳的氫氧化物 将硫酸鈉廢水經調節池後，進入一級沉澱分離器，在混凝區加入氫氧化鈉将PH調節到 9,在絮凝區加入PAM，PAM投加量為0. 8ppm，使鋅、鎳離子在沉澱區形成沉澱物，以進水量的 6%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出；送入闆框壓濾機，将鋅、鎳的氫 氧化物進行污泥脫水濃縮，脫水後鹽含水率72% ; 第二步，去除銅離子、钴離子和錳離子，并回收銅、钴和錳的氫氧化物 将經過處理後的水，進入二級沉澱分離器，繼續在混凝區加入氫氧化鈉将pH調節到 12,在絮凝區加入PAM，PAM投加量為0. 8ppm，将銅離子、钴離子和錳離子在沉澱區形成沉澱 物，進水量4%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出，送入闆框壓濾機，将 銅、钴和錳的氫氧化物進行鹽脫水濃縮，脫水後鹽含水率73% ; 第三步，冷凍鹽回收處理 經前兩步對雜質離子分離去除後的水，進入冷藏箱，控制溫度到3°C，硫酸鈉水溶液變 為固體。 [0024] 本實施例2不同處理階段的水質分析數據如表2所示。 [0025] 表2不同處理階段的水質分析數據 實施例3 第一步，去除鋅離子和鎳離子，并回收鋅、鎳的氫氧化物 将硫酸鈉廢水經調節池後，進入一級沉澱分離器，在混凝區加入氫氧化鈉将PH調節到 10,在絮凝區加入PAM，PAM投加量為0. 5ppm，使鋅、鎳離子在沉澱區形成沉澱物，以進水量 的5%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出；送入闆框壓濾機，将鋅、鎳的 氫氧化物進行污泥脫水濃縮，脫水後鹽含水率78% ; 第二步，去除銅離子、钴離子和錳離子，并回收銅、钴和錳的氫氧化物 将經過處理後的水，進入二級沉澱分離器，繼續在混凝區加入氫氧化鈉将pH調節到 11，在絮凝區加入PAM，PAM投加量為0. 5ppm，将銅離子、钴離子和錳離子在沉澱區形成沉澱 物，進水量5%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出，送入闆框壓濾機，将 銅、钴和錳的氫氧化物進行鹽脫水濃縮，脫水後鹽含水率75% ; 第三步，冷凍鹽回收處理 經前兩步對雜質離子分離去除後的水，進入冷藏箱，控制溫度到2°C，硫酸鈉水溶液變 為固體。 [0026] 本實施例3不同處理階段的水質分析數據如表3所示。 [0027] 表3不同處理階段的水質分析數據 實施例4 第一步，去除鋅離子和鎳離子，并回收鋅、鎳的氫氧化物 将硫酸鈉廢水經調節池後，進入一級沉澱分離器，在混凝區加入氫氧化鈉将PH調節到 10,在絮凝區加入PAM，PAM投加量為lppm，使鋅、鎳離子在沉澱區形成沉澱物，以進水量的 6%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出；送入闆框壓濾機，将鋅、鎳的氫 氧化物進行污泥脫水濃縮，脫水後鹽含水率71% ; 第二步，去除銅離子、钴離子和錳離子，并回收銅、钴和錳的氫氧化物 将經過處理後的水，進入二級沉澱分離器，繼續在混凝區加入氫氧化鈉将pH調節到 12,在絮凝區加入PAM，PAM投加量為0. 5ppm，将銅離子、钴離子和錳離子在沉澱區形成沉澱 物，進水量5%的沉澱物循環進入絮凝區，剩餘沉澱物通過排泥泵排出，送入闆框壓濾機，将 銅、钴和錳的氫氧化物進行鹽脫水濃縮，脫水後鹽含水率76% ; 第三步，冷凍鹽回收處理 經前兩步對雜質離子分離去除後的水，進入冷藏箱，控制溫度到2°C，硫酸鈉水溶液變 為固體。 [0028] 本實施例4不同處理階段的水質分析數據如表4所示。 [0029] 表4不同處理階段的水質分析數據。 [0030] 本發明的保護範圍不僅僅局限于上述實施例，隻要結構與本發明硫酸鈉廢水處理 及鹽提純回用工藝方法結構相同，就落在本發明保護的範圍。