一种利用氯碱工业固废处理酸性高氯废水的方法与流程

1.本发明属于化工废弃物综合处理领域，具体地说是涉及一种利用氯碱工业固废处理酸性高氯废水的方法。


背景技术：

2.近年来，氯碱工业得到飞速的发展，但与此同时各生产工艺过程会产生大量固废和液废，其会严重污染环境。氯碱工业精制化盐水中so
42
–
含量较高时，会阻碍氯离子放电，且so
42
–
自身也会在阳极上放电，不利于电解生产氯气和烧碱过程，因此在一次化盐水精制过程通常使用纳滤膜将高含量的so
42
–
脱除，从而会产生大量纯度较低的废芒硝。乙炔生产过程会产生大量的废电石渣，目前主要采用自然沉降法或机械分离法对其进行处理，而这些处理方法占地面积大、能耗高、对环境污染严重。在使用氯气和乙炔生产聚氯乙烯(pvc)及氯化聚氯乙烯(cpvc)过程中，会产生大量酸性高氯废水，其处理费用高昂并会产生大量的外排水。
3.公开号为cn112028325a的中国发明专利公开了一种有色冶炼酸性高氯废水综合处理方法，该方法首先加入氯化亚铜一次除氯，使用石灰和铁盐一次除重金属；然后，使用石灰和偏铝酸钠二次除氯，使用铁盐和硫酸二次除重金属。经以上步骤可使废水中氯离子含量由20000mg/l降至500mg/l以下。公开号为cn102642974a的中国发明专利公开了一种高酸高氯废水处理方法，该方法首先取废水样加入同体积清水；然后，加入硫酸铁，用氢氧化钠溶液调节混合液ph值，陈化后过滤，去除废水中的砷；之后，再次用氢氧化钠溶液调节上清液的ph值，同时加入少量碳酸钠固体，陈化过滤，去除废水中的锌、铅、镉；最后，蒸馏上一步沉淀的上清液。以上现有专利中针对酸性高氯废水需添加大量的试剂中和酸液或除氯，处理工艺复杂且成本高。


技术实现要素：

4.基于上述技术问题，本发明提出一种利用氯碱工业固废处理酸性高氯废水的方法。
5.本发明所采用的技术解决方案是：
6.一种利用氯碱工业固废处理酸性高氯废水的方法，包括以下步骤：
7.(1)在搅拌条件下，将电石渣不断添加到酸性高氯废水中，进行中和反应，在反应过程中不断测量反应液的ph值，当ph值为中性时，反应结束；然后过滤，得到高钙高氯废液和残渣；
8.(2)将芒硝加水配制成芒硝溶液，然后过滤，得到芒硝滤液和残渣；
9.(3)将步骤(1)中所得到的高钙高氯废液与步骤(2)中所得到的芒硝滤液混合进行沉淀反应，反应结束后过滤，得到二水石膏和高氯废液；
10.(4)将高氯废液送至一次盐水精制工艺中用作化盐水。
11.优选的，步骤(1)中：所述电石渣为乙炔生产工艺产生的废电石渣。
12.优选的，步骤(1)中：所述酸性高氯废水为氯化聚氯乙烯生产工艺产生的酸性高氯废水。
13.优选的，步骤(2)中：所述芒硝溶液的质量浓度为15％
‑
18％。
14.优选的，步骤(3)中：控制芒硝滤液中so
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–
与高钙高氯废液中ca
2+
的物质的量之比为0.9:1
–
1.1:1。
15.优选的，步骤(3)中，沉淀反应条件为：搅拌转速100
–
400rmp、反应温度20
–
70℃、沉淀时间1
–
8h。更加优选，搅拌转速200
–
300rmp、反应温度55
–
60℃、沉淀时间2
–
3h。
16.优选的，将步骤(3)中所得到的二水石膏送入转晶工艺，使之转变为具有高附加值的α型高强半水石膏。
17.本发明的有益技术效果是：
18.本发明巧妙地使用固废电石渣和芒硝处理酸性高氯废水，无需额外添加药剂，不但可产生高附加值的α型高强半水石膏，而且经处理后的高氯废水又可返回一次化盐水精制工艺中使用，无外排水产生。由于废电石渣和芒硝中含少量杂质，因此整个处理过程仅产生少量的固体残渣，进而极大地降低了固废量，实现了绿色环保、高效固废减量化生产。
19.因此，本发明具有如下优点：处理工艺简单易操作、成本低；无外排水产生，极大地节约了水资源；固废量显著降低，实现了绿色减量化生产；巧妙地利用固废处理水废，实现以废治废、变废为宝的绿色环保生产理念。
附图说明
20.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
21.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
22.如图1所示，本发明公开了一种利用氯碱工业固废电石渣和芒硝处理氯化聚氯乙烯生产工艺产生的酸性高氯废水的方法，该方法包括以下步骤：首先，将废电石渣以一定比例添加到酸性高氯废水中进行中和反应，反应结束后过滤，得到高钙高氯废液及少量残渣；然后，使用废芒硝配制饱和芒硝溶液，过滤脱除其中的少量固体杂质得到饱和芒硝滤液，再将其与高钙高氯废液以一定比例混合进行沉淀反应，反应结束后过滤，获得二水石膏及高氯废液；最后，将二水石膏送入转晶工艺，使之转变为高附加值的α型高强半水石膏，同时将高氯废液送至氯碱工业一次化盐水精制工艺用作化盐水。本发明仅使用两种氯碱工业固废即废电石渣和废芒硝便可有效处理酸性高氯废水，并实现这些废弃资源的综合利用。该方法简单易操作、成本低、绿色环保，其不仅显著地降低氯碱工业固废量，实现酸性高氯废水的零排放，而且可生产高附加值的α型半水高强石膏并为氯碱工业提供大量化盐水，故实现了以废治废、变废为宝的绿色环保生产理念。
23.以下结合具体实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
24.某cpvc洗涤后所得酸性高氯废液ph为
‑
0.45，cl
–
含量为99g/l。氯碱工业中废电石渣含水量为29％，主要物相为ca(oh)2；固废芒硝含水量为60.5％，主要物相为na2so4。
25.取1l酸性废水，在搅拌条件下不断加入废电石渣进行中和反应，反应5min后，固液分离并测试中和滤液(高钙高氯废液)ph值，电石渣添加量对高钙高氯废液ph值的影响结果
如表1所示。
26.表1
27.编号电石渣用量/g高钙高氯废液ph值10
‑
0.4521131.7231163.874116.57.1651179.32
28.由以上结果可知，随着电石渣添加量的增加，中和滤液ph值不断升高。当废电石渣用量为116.5g即废电石渣与酸性高氯废液质量比为0.1165:1时，高钙高氯废液ph值为7.16，残渣量为7.63g。可见，电石渣与酸性高氯废液的反应，不但降低了废液的酸度，使之变为中性，而且将固废电石渣的量降低了93.45％，避免了大量固废堆存对环境的污染及危害。
29.首先，取180g固废芒硝溶解在1l的水中，配制质量浓度约为18％的饱和芒硝溶液。然后，过滤脱除少量杂质(滤渣质量仅为4.23g)得到芒硝滤液，采用钡盐沉淀法标定芒硝滤液中na2so4的实际浓度为17.50％，折合so
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–
浓度为11.83
×
104mg/l。之后，量取100ml上述步骤中所获得的高钙高氯废液(ca
2+
浓度为5.07
×
104mg/l)，按照so
42
–
/ca
2+
物质的量之比(0.9
–
1.1)加入一定量的芒硝滤液，进行沉淀反应。沉淀反应条件为：搅拌转速300rmp、反应温度55℃、沉淀时间2h。沉淀反应结束后，液固分离过滤得到二水石膏，并对所得沉淀滤液中ca
2+
的含量进行测定，so
42
–
/ca
2+
物质的量之比对滤液中ca
2+
浓度的影响结果如表2所示。将二水石膏烘干后，测定其纯度，结果表明所制备的二水石膏纯度大于99.9％。
30.表2
[0031][0032][0033]
以上结果表明，随着so
42
–
/ca
2+
物质的量之比的升高，滤液(即高氯废液)中ca
2+
含量显著降低。当n(so
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–
)/n(ca
2+
)为1.00时，沉淀滤液中ca
2+
浓度为2.13
×
103mg/l，沉淀率达到91.49％。由此可知，采用固废芒硝处理高钙高氯废液，不仅使废芒硝量从180g降低至4.23g，即固废量降低了97.65％，而且同时获得高纯的二水石膏，可用于进一步生产α型高强半水石膏。此外，所得沉淀滤液(即高氯废液)中cl
–
含量仍高达74.9g/l，其可返回一次化盐水精制工艺回用。
[0034]
综上所述，本发明使用氯碱工业固废电石渣和芒硝处理酸性高氯废水，可使固废量分别降低93.45％和97.65％，故极大减少了固废量并降低其对环境的污染及危害；同时，
所得二水石膏可生产高附加值的高纯α型高强半水石膏；此外，所得高氯废液可返回一次化盐水精制工艺使用，实现废水零排放。