一种含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境技术的废水处理领域，特别是一种含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展，工业废水的排放总量急剧增加。精细化工、生物化工、造纸、制革等领域经常会排放含高盐废水。高浓度的盐溶液对生物具有抑制和毒害作用，并使土地盐渍化，从而危害环境。此外，许多生产工艺中，循环使用的工艺水由于盐的不断累积，含盐量较高，易出现结晶或沉淀，堵塞管路，增加传热或传质阻力，影响工艺的稳定性。
[0003]比较处理含盐废水常用的物理、化学和生物三类方法，由于氯化钠和氯化钾不是生物的主要成分，在生物体内的含量较低，因而单位质量的生物所能固着氯化物的量有限。因此相比于物理和化学处理法，生物处理法在处理高氯化物废水时效率较低。
[0004]膜分离和蒸发一结晶法是目前的主要脱盐方法。基于膜分离的脱盐技术更适用于淡盐水的脱盐，当含盐浓度较高时，能耗、成本急剧增加。而且处理后得到的浓盐水仍待处理。此外，膜分离所需技术设备价格较高，投资较大。而且膜再生时还将产生相当量的废水或有机溶剂。而蒸发一结晶法亦需要提供足够的能量使水汽化，能耗亦较大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法，该方法通过加入含钙试剂和含磷试剂，同时控制含氯化钠和氯化钾水溶液的PH值和温度，经过静置，沉淀后，分离出含氯化钠和/或氯化钾的沉淀物。
[0006]本发明的技术方案:
[0007]—种含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法，步骤如下:
[0008]I)在O — 35°C温度下，在含有高浓度但低于其饱和溶解度的氯化钠和/或氯化钾的待处理水溶液中交叉或同时进行如下添加试剂和调节pH值操作:加入含钙试剂、含磷试剂，控制待处理水溶液pH为6-8.5,得到混合液；
[0009]2)静置上述混合液直至析出沉淀，分离含氯化物的沉淀物，达到除盐目的。
[0010]所述含钙试剂为氧化钙和氢氧化钙中的一种或两种任意比例的混合物，钙与氯化钠和/或氯化钾的摩尔比为0.1 — 5:1。
[0011 ] 所述含磷试剂为磷酸、磷酸二氢钙和磷酸氢钙中的一种或两种以上任意比例的混合物，磷与氯化钠和/或氯化钾的摩尔比为0.1 — 5:1。
[0012]本发明的特点是通过对在高浓度氯化钠或氯化钾环境下生长植物根部的培养和剖析，确定沉淀剂的组成，然后利用沉降的方法脱除氯化钠和/或氯化钾。通过加入含钙试剂、含磷试剂，同时控制含氯化钠和氯化钾水溶液的PH值和温度，可有效降低氯化钠和/或氯化钾的含量。本发明开发的含高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法，可用于治理高盐工业废水，减轻对生物的抑制和毒害作用，减轻环境污染;或降低循环使用工艺水中的含盐量，保障生产工艺的稳定。
[0013]本发明的优点是:设备简单、投资小、所用原料经济易得、操作简便且未向体系中引入有害元素，因此是一种环境友好型处理工艺;分离出的沉淀物亦为有价值的矿物质，可回收使用，兼顾经济节约和环境保护;该工艺可广泛应用于精细化工、生物化工、造纸、制革等领域所排放的含高浓度氯化钠和/或氯化钾的废水的处理。
【附图说明】
[0014]图1为实施例1处理高浓氯化钠溶液所得沉淀物的XRD图谱。
[0015]图2为实施例2处理高浓氯化钾溶液所得沉淀物的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0016]实施例1:
[0017]在25?30°C下，将16.7g NaCl溶于10mL水中(25°C下NaCl的饱和溶解度约为36gNaCl/100g水)，强烈搅拌下，一边滴加2.521g 85%H3PO4, —边加入3.679g CaO，控制溶液的PH 7?7.5。加料完毕后，静置、沉降并过滤除去含氯化钠的沉淀物。该沉淀物的XRD图谱中(见附图1)，在20 = 31.70°，45.42°，56.38°，75.34°等处出现较明显的氯化钠特征衍射峰(参考 PDF#05-0628)。
[0018]沉淀物约重12.8g，经离子色谱(IC)和电感耦合等离子发射光谱(ICP)检测，沉淀物的氯含量21.1wt%，Na含量约为15.5wt%，推测NaCl脱除率约为29%。
[0019]实施例2:
[0020]在15°C下，将22.0g KCl溶于10mL水中(15°C下KCl的饱和溶解度约为32.7g KCl/10g水)，强烈搅拌下，分批加入6.8g Ca(H2PO4)2.H2O和4.4gCa(0H)2，控制溶液的pH 7.5?8.0。滴加完毕后，继续搅拌I小时。之后，静置、沉降并过滤除去含氯化钾的沉淀物。该沉淀物的XRD图谱中(见附图2)，在2Θ = 28.30° ,40.44° ,50.10° ,58.60° ,66.36°，73.68° 等处出现明显的氯化钾特征衍射峰(参考H)F#41 -1476)。
[0021]沉淀物约重14.2g，经IC和ICP检测，沉淀物的氯含量21.5wt%，沉淀物的K含量约为22.7wt%，推测KCl脱除率约为41 %。
[0022]实施例3:
[0023]室温下，将Ilg NaCl溶于10mL水中，一边滴加30g 85 %H3P(k，一边加入12.0gCaO，强烈搅拌并控制溶液的pH 8?8.5。加料完毕后，继续搅拌0.5小时。之后，静置、沉降并过滤除去含氯化钠的沉淀物。所得沉淀物的XRD图谱与附图1相似。
[0024]沉淀约重25.8g，经元素分析Na含量为5 Awt0A,氯含量7 Awt0A,推测NaCl脱除率约为30.4%。
[0025]实施例4:
[0026]室温下，将15g KCl溶于10mL水中，搅拌下分批加入10gCaHP04，同时滴加85%H3PO4,控制pH 6?7。完毕后，继续搅拌I小时。之后，静置、沉降并过滤除去含氯化钾的沉淀物。所得沉淀物的XRD图谱与附图2相似。
[0027]沉淀物约重13.2g，经元素分析K含量为20.3wt%,氯含量18.5wt%,推测KCl脱除率约为34.1%。
【主权项】
1.一种含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法，其特征在于步骤如下: 1)在O— 35°C温度下，在含有高浓度但低于其饱和溶解度的氯化钠和/或氯化钾的待处理水溶液中交叉或同时进行如下添加试剂和调节PH值操作:加入含钙试剂、含磷试剂，控制待处理水溶液pH为6-8.5,得到混合液； 2)静置上述混合液直至析出沉淀，分离含氯化物的沉淀物，达到除盐目的。2.根据权利要求1所述含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法，其特征在于:所述含钙试剂为氧化钙和氢氧化钙中的一种或两种任意比例的混合物，钙与氯化钠和/或氯化钾的摩尔比为0.1 — 5:1。3.根据权利要求1所述含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法，其特征在于:所述含磷试剂为磷酸、磷酸二氢钙和磷酸氢钙中的一种或两种以上任意比例的混合物，磷与氯化钠和/或氯化钾的摩尔比为0.1 — 5:1。
【专利摘要】一种含有高浓度氯化钠和/或氯化钾水溶液的除盐方法，步骤如下：1)在0－35℃温度下，在含有高浓度但低于其饱和溶解度的氯化钠和/或氯化钾的待处理水溶液中交叉或同时进行如下添加试剂和调节pH值操作：加入含钙试剂、含磷试剂，控制待处理水溶液pH为6－8.5，得到混合液；2)静置上述混合液直至析出沉淀，分离含氯化物的沉淀物，达到除盐目的。本发明的优点是：设备简单、投资小、所用原料经济易得、操作简便且未向体系中引入有害元素；分离出的沉淀物亦为有价值的矿物质，可回收使用，兼顾经济节约和环境保护；该工艺可广泛应用于精细化工、生物化工、造纸、制革等领域所排放的含高浓度氯化钠和/或氯化钾的废水的处理。
【IPC分类】C02F1/52, C02F1/66, C02F101/12
【公开号】CN105645537
【申请号】
【发明人】孙波, 李雪, 张春雪, 万钧, 吴新世, 黄玉平, 王萍, 李霞
【申请人】天津理工大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月8日