本发明涉及一种苦咸水浓缩液的处理方法。
背景技术：
我国西部地区(如新疆)地处欧亚大陆腹地，降水稀少、气候干燥、蒸发强烈，是中国乃至世界上最严重的干旱区之一，由于区域干旱少雨，地表水水质多为已有不同程度污染的苦咸水，地下水水质几乎都是高矿化苦咸水。据统计，新疆约有15.35亿立方米的地下水属于苦咸水，传统上含盐量大于2克/升的苦咸水一般不计入水资源总量，新疆地区2克/升以上的苦咸水资源丰富，预计在千亿立方米以上，但苦咸水不能直接作为工业和生活用水。
当前，我国苦咸水处理主体方法采用“高密沉淀池+超滤+反渗透”方法。苦咸水首先进入高密度沉淀池去除固体悬浮物，然后进入超滤系统降低浊度，最后进入反渗透系统进行脱盐处理，产水进入产水池，与此同时会伴随一定的浓盐水排放。当前大型工业项目中配套的脱盐系统产水回收率均在65％-80％，因此会有约20％-35％的浓盐水被排出，对于这部分水，大多企业直接外排或稀释外排。然而，苦咸水浓缩液对地表水、地下水、土壤环境等都存在严重威胁，不能直接排放到环境中，对其合理的处理处置也是应用反渗透、纳滤技术的渗滤液处理工程中必须解决的一个难题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种苦咸水浓缩液的处理方法，以降低大型工业项目中浓盐水的排放量。
为了实现上述目的，本发明提供一种苦咸水的处理方法，该方法包括：
a、将苦咸水浓缩液进行吸热脱水结晶处理，得到硫酸钠和日晒硝残，其中，所述苦咸水浓缩液的硫酸根含量为1500-2000毫克/升，钠离子含量为9000-10000毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为1000-1500毫克/升；所述日晒硝残的硫酸根含量为1000-1500毫克/升，钠离子含量为5000-6000毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为1000-1500毫克/升；
b、将苦咸水浓缩液进行冷却结晶处理，得到十水硫酸钠和结晶硝残，其中，所述结晶硝残的硫酸根含量为1200-1700毫克/升，钠离子含量为6500-7500毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为1000-1500毫克/升；
c、将步骤a中所得的日晒硝残和/或步骤b中所得的结晶硝残进行冷冻除碱处理，得到十水芒硝碱和除碱卤水；所述除碱卤水的硫酸根含量为800-1300毫克/升，钠离子含量为4500-5000毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为700-1200毫克/升；
d、将步骤c中所得十水芒硝碱进行脱水结晶处理，得到硫酸钠；将步骤c中所得除碱卤水进行蒸发结晶处理，得到氯化钠和结晶卤水；其中，所述结晶卤水的硫酸根含量为800-1300毫克/升，钠离子含量为1000-1500毫克/升，氯离子含量为3000-6000毫克/升，碳酸根含量为700-1200毫克/升。
通过上述技术方案，可以从苦咸水浓缩液中进一步提取出硫酸钠、十水硫酸钠和氯化钠，方法成本低，操作简单，应用于大型工业项目的脱盐系统中可以降低浓盐水的排放量，减轻环境负担，所得到的硫酸钠、十水硫酸钠和氯化钠产品可以工业利用，具有一定的经济效益。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的苦咸水浓缩液处理方法的一种具体实施方式的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种苦咸水的处理方法，该方法包括：a、将苦咸水浓缩液进行吸热脱水结晶处理，得到硫酸钠和日晒硝残，其中，所述苦咸水浓缩液的硫酸根含量为1500-2000毫克/升，钠离子含量为9000-10000毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为1000-1500毫克/升；所述日晒硝残的硫酸根含量为1000-1500毫克/升，钠离子含量为5000-6000毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为1000-1500毫克/升；b、将苦咸水浓缩液进行冷却结晶处理，得到十水硫酸钠和结晶硝残，其中，所述结晶硝残的硫酸根含量为1200-1700毫克/升，钠离子含量为6500-7500毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为1000-1500毫克/升；c、将步骤a中所得的日晒硝残和/或步骤b中所得的结晶硝残进行冷冻除碱处理，得到十水芒硝碱和除碱卤水；所述除碱卤水的硫酸根含量为800-1300毫克/升，钠离子含量为4500-5000毫克/升，氯离子含量为12000-15000毫克/升，碳酸根含量为700-1200毫克/升；d、将步骤c中所得十水芒硝碱进行脱水结晶处理，得到硫酸钠；将步骤c中所得除碱卤水进行蒸发结晶处理，得到氯化钠和结晶卤水；其中，所述结晶卤水的硫酸根含量为800-1300毫克/升，钠离子含量为1000-1500毫克/升，氯离子含量为3000-6000毫克/升，碳酸根含量为700-1200毫克/升。
根据本发明，在吸热脱水结晶处理阶段，温度越高，硫酸钠的出产周期越短，为了兼顾质量与效率，步骤a中吸热脱水结晶处理的温度可以为15-35℃，时间可以为3-5天。
根据本发明，在冷却结晶处理阶段，为了得到较纯的十水硫酸钠，需要对温度进行控制，避免温度过低导致副产品十水芒硝碱的产出。步骤b中的冷却结晶处理的温度可以为-5-10℃，时间可以为1-5天。
根据本发明，为了除去苦咸水浓缩液中的碳酸根，需在更低温度下进行冷冻除碱处理，得到副产品十水芒硝碱。步骤c中的冷冻除碱处理的温度可以为-50-5℃，时间可以为0.5-2天。其中，十水芒硝碱为碳酸钠和残余的十水硫酸钠的混合物。
根据本发明，为了进一步将苦咸水浓缩液中残存的硫酸钠提取出来，可以对副产品十水芒硝碱进行脱水结晶处理，脱水结晶处理的温度可以为15-35℃，时间可以为0.5-2天。
根据本发明，经过步骤c的冷冻除碱处理后，苦咸水浓缩液中的硫酸根和碳酸根含量已经较低，因此可以通过蒸发结晶处理得到较纯的产品氯化钠。步骤d中所述的蒸发结晶处理的温度可以为0-35℃，时间可以为0.5-3天。
根据本发明，为了最大程度去除苦咸水浓缩液中的碳酸根，当步骤d中的所述结晶卤水的碳酸根含量为1000-1200毫克/升时，可以重复进行步骤c中的冷冻除碱处理和步骤d中的蒸发结晶处理，直到结晶卤水的碳酸根含量低于1000毫克/升。
根据本发明，步骤a和步骤d可得到产品硫酸钠，步骤b可得到产品十水硫酸钠，步骤d可得到产品氯化钠，可以分别设置采收池对产品进行采收。
根据本发明，苦咸水浓缩液是由苦咸水经预处理所得，所述预处理可以包括沉淀处理、超滤处理和反渗透脱盐处理中的至少一种。其中，所述的沉淀处理、超滤处理和反渗透脱盐处理可以采用本领域技术人员所熟知的处理手段，本发明不做特殊的要求。
以下通过实施例进一步描述本发明，但本发明不因此而受到任何限制。
实施例1
本实施例采用的苦咸水浓缩液处理流程图如图1所示。
将1l硫酸根含量为2122毫克/升，钠离子含量为10012毫克/升，氯离子含量为14118毫克/升，碳酸根含量为1451毫克/升的新疆阿拉尔地区苦咸水沉淀处理、超滤处理(ge公司生产的zeeweed1500型超滤膜)和反渗透脱盐处理(东丽公司生产的tml10d型反渗透膜)，得到苦咸水浓缩液。苦咸水浓缩液中的硫酸根含量为1938毫克/升，钠离子含量为9764毫克/升，氯离子含量为13726毫克/升，碳酸根含量为1217毫克/升。
将上述苦咸水浓缩液按1：1的比例分成两部分，第一部分在20℃下进行吸热脱水结晶处理3天后，采收得到日晒硝残和602毫克硫酸钠，日晒硝残中的硫酸根含量为1310毫克/升，钠离子含量为5578毫克/升，氯离子含量为13011毫克/升，碳酸根含量为1201毫克/升。
将第二部分苦咸水浓缩液在0℃下进行冷却结晶处理3天后，采收得到结晶硝残和889毫克十水硫酸钠，其中，所述结晶硝残的硫酸根含量为1271毫克/升，钠离子含量为6661毫克/升，氯离子含量为13219毫克/升，碳酸根含量为1184毫克/升。
将日晒硝残和结晶硝残在0℃下进行冷冻除碱处理1天后，采收得到除碱卤水和253毫克十水芒硝碱，除碱卤水中的硫酸根含量为1011毫克/升，钠离子含量为4683毫克/升，氯离子含量为13117毫克/升，碳酸根含量为1108毫克/升。
将十水芒硝碱在20℃下进行脱水结晶处理2天后，采收得到122毫克硫酸钠。将除碱卤水在20℃下进行蒸发结晶处理3天后，采收得到和结晶卤水4857毫克氯化钠；结晶卤水的硫酸根含量为997毫克/升，钠离子含量为1459毫克/升，氯离子含量为5868毫克/升，碳酸根含量为1167毫克/升。
将结晶卤水继续在0℃下进行冷冻除碱处理和蒸发结晶处理2天后，结晶卤水中的碳酸根含量降为968毫克/升。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，将全部苦咸水进行吸热脱水结晶处理，处理时间为5天。采收得到日晒硝残和711克硫酸钠，日晒硝残中的硫酸根含量为1108毫克/升，钠离子含量为5072毫克/升，氯离子含量为12728毫克/升，碳酸根含量为1186毫克/升。
将日晒硝残在0℃下进行冷冻除碱处理1天后，采收得到除碱卤水和212毫克十水芒硝碱，除碱卤水中的硫酸根含量为986毫克/升，钠离子含量为4572毫克/升，氯离子含量为12707毫克/升，碳酸根含量为1097毫克/升。
将十水芒硝碱在20℃下进行脱水结晶处理2天后，采收得到109毫克硫酸钠。将除碱卤水在20℃下进行蒸发结晶处理3天后，采收得到和结晶卤水2892毫克氯化钠；结晶卤水的硫酸根含量为966毫克/升，钠离子含量为1388毫克/升，氯离子含量为5515毫克/升，碳酸根含量为976毫克/升。结晶卤水中的碳酸根含量较低，可以不再次进行冷冻除碱处理。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，将全部苦咸水进行冷却结晶处理，处理时间为5天。采收得到结晶硝残和907毫克十水硫酸钠，结晶硝残中的硫酸根含量为1286毫克/升，钠离子含量为6561毫克/升，氯离子含量为13182毫克/升，碳酸根含量为1106毫克/升。
将结晶硝残在0℃下进行冷冻除碱处理1天后，采收得到除碱卤水和218毫克十水芒硝碱，除碱卤水中的硫酸根含量为1163毫克/升，钠离子含量为4922毫克/升，氯离子含量为13166毫克/升，碳酸根含量为1100毫克/升。
将十水芒硝碱在20℃下进行脱水结晶处理2天后，采收得到118毫克硫酸钠。将除碱卤水在20℃下进行蒸发结晶处理3天后，采收得到和结晶卤水4662毫克氯化钠；结晶卤水的硫酸根含量为968毫克/升，钠离子含量为1253毫克/升，氯离子含量为5656毫克/升，碳酸根含量为936毫克/升。结晶卤水中的碳酸根含量较低，可以不再次进行冷冻除碱处理。
实施例1-3的数据可以说明，采用本发明的方法可以简单有效地从苦咸水浓缩液中提取硫酸钠、十水硫酸钠和氯化钠，减少了浓盐水的排放量。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。