废碱液的处理方法和处理系统与流程

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种废碱液的处理方法和处理系统。

背景技术：

水污染问题是一个遍及全世界的环境问题，为改善水环境质量，国家采取的水环境保护措施日益增强，“零排放”成为废水处理中的最重要的课题之一，所谓“零排放”通常可以理解为无限程度地降低污染物与资源排放直到零。

煤化工、石油化工等工业领域中通常产生大量的废碱液，该废碱液的成分复杂，具有大量的难降解有机物、无机盐电解质(例如硫化盐、碳酸盐、硫酸盐等)以及大量的氢氧化物。

对于废碱液来讲，有效地将废碱液中的大量资源回收，尤其是氢氧化物资源的回收，是实现“零排放”的一项重要工作。

而现有的废碱液，尤其是煤化工与石油化工行业的废碱液，鲜有对其中的氢氧化物进行回收再利用，大多处理工艺是采用加酸中和至ph呈中性，再采用大量的新鲜水或者低含盐废水进行稀释，不仅增大了成本投入，大大造成了资源浪费；而且在中和过程中还会产生大量无机盐，严重增大稀释后的常规生化处理的难度。

技术实现要素：

为至少解决现有废碱液处理时未回收氢氧化物资源而造成资源浪费的技术问题，本发明的目的在于提供一种废碱液的处理方法和处理系统，以能够有效回收废碱液中的氢氧化物资源。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种废碱液的处理方法，所述处理方法包括，

有机物脱除步骤：去除废碱液中的有机物，得到低有机废碱液；

析盐步骤：将有机溶剂和低有机废碱液混合，以使不溶于所述有机溶剂的无机盐从低有机废碱液中析出，形成固液混合物；将固液混合物进行固液分离，得到固相无机盐和含有机溶剂废碱液；

有机溶剂回收步骤：从含有机溶剂废碱液中分离出有机溶剂，得到碱溶液。

作为本发明一实施方式的进一步改进，采用活性炭吸附工艺去除废碱液中的有机物。

作为本发明一实施方式的进一步改进，采用精馏、蒸馏、萃取的其中任意一种工艺从含有机溶剂废碱液中分离出有机溶剂。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述有机溶剂回收步骤中分离出的有机溶剂返回至所述析盐步骤中。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述析盐步骤中，采用过滤、抽滤、离心的其中任意一种工艺，将固液混合物进行固液分离，得到固相无机盐和含有机溶剂废碱液。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述析盐步骤中，在搅拌状态下将有机溶剂和低有机废碱液混合。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述处理方法包括依序执行的至少两次所述析盐步骤，且任意两次所述析盐步骤中采用的有机溶剂不同。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述有机溶剂回收步骤中分离出的有机溶剂返回至最后一次所述析盐步骤中。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种废碱液的处理系统，所述处理系统包括：

有机物脱除釜，其内布设有机物脱除料；

析盐装置，所述析盐装置的进水口与所述有机物脱除釜的出水口相连接，所述析盐装置包括相互连通的混合单元和固液分离单元，所述混合单元设置所述析盐装置的进水口以及有机溶剂进液口；

有机溶剂回收装置，所述有机溶剂回收装置的进水口与所述析盐装置的出水口相连接，所述有机溶剂回收装置还具有有机溶剂排放口和碱溶液排放口。

为实现上述目的之一，本发明一实施方式提供了一种废碱液的处理系统，所述处理系统包括：

有机物脱除釜，其内布设有机物脱除料；

依次连通的至少两个析盐装置，每个所述析盐装置包括相互连通的混合单元和固液分离单元，所述混合单元设置所述析盐装置的进水口以及有机溶剂进液口，首个所述析盐装置的进水口与所述有机物脱除釜的出水口相连接，且相邻两个所述析盐装置中的前一所述析盐装置的出水口与后一所述析盐装置的进水口相连接，不同所述析盐装置的有机溶剂进液口与不同的有机溶剂储存罐相连接；

有机溶剂回收装置，所述有机溶剂回收装置的进水口与末个所述析盐装置的出水口相连接，所述有机溶剂回收装置具有有机溶剂排放口和碱溶液排放口。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)使有机物最先从废碱液中脱除，相较于现有技术，避免了酸碱中和产生大量无机盐导致有机物生化处理困难的问题；(2)通过有机溶剂，可以使无机盐电解质能够有效地从废碱液中析出；(3)能够获得高纯度的氢氧化物碱溶液，使废碱液中的氢氧化物资源被有效回收利用；(4)整个系统操作简单、能耗低、不易污堵。

附图说明

图1是本发明一实施方式的废碱液的处理方法的流程图；

图2是本发明一实施方式的废碱液的处理工艺图；

图3是本发明另一实施方式的废碱液的处理工艺图；

图4是本发明一实施方式的废碱液的处理装置的结构示意图；

图5是本发明另一实施方式的废碱液的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，本发明一实施方式提供了一种废碱液的处理方法，尤其适用于煤化工、石油化工等工业领域中通常产生的废碱液的处理，在该废碱液中含有大量的难降解有机物、无机盐电解质(例如硫化盐、碳酸盐、硫酸盐等)以及大量的氢氧化物(例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等)。

具体地，所述处理方法包括依序进行的有机物脱除步骤、析盐步骤以及有机溶剂回收步骤，下面对各个步骤进行详细说明。

所述有机物脱除步骤为：去除废碱液中的有机物。

所述有机物脱除步骤中，具体可采用活性炭吸附工艺去除废碱液中的有机物，在实际操作中，可使废碱液流经柱状活性炭吸附床，废碱液中的有机物吸附于活性炭的孔隙结构中，从而能够有效去除废碱液中的有机物，尤其是针对难降解有机物具有极好的去除效果。

可以理解的，经过所述有机物脱除步骤处理之后，废碱液中保留了最初的无机盐电解质以及氢氧化物，而废碱液中可能不再含有有机物或者只残留少量的有机物。为便于说明，本申请中将经过所述有机物脱除步骤处理之后的废碱液称为低有机废碱液。

所述析盐步骤为：将有机溶剂和低有机废碱液混合，以使不溶于所述有机溶剂的无机盐从低有机废碱液中析出，形成固液混合物；将固液混合物进行固液分离，得到固相无机盐和含有机溶剂废碱液。

所述析盐步骤中，在搅拌状态下将有机溶剂和低有机废碱液混合，以使有机溶剂和低有机废碱液充分接触，从而利于无机盐在有机溶剂的作用下从低有机废碱液中析出；并且，可以采用过滤、抽滤、离心的其中任意一种工艺，将固液混合物进行固液分离，以得到固相无机盐和含有机溶剂废碱液。

在实际操作中，在混合单元中搅拌设备的搅拌状态下，将有机溶剂和低有机废碱液引入混合单元，混合单元内形成固液混合物；固液混合物进入固液分离单元，经过滤、抽滤、离心等工艺分离得到湿物料盐和含有机溶剂废碱液。

可以理解的，经过所述析盐步骤处理之后，得到的含有机溶剂废碱液中保留了最初的氢氧化物以及新引入的有机溶剂，其中可能不再含有有机物或者只残留少量的有机物，并且可能不再含有无机盐电解质或者只残留少量的无机盐电解质。为便于说明，本申请中将经过所述析盐步骤处理之后的废碱液称为含有机溶剂废碱液。

所述有机溶剂回收步骤为：从含有机溶剂废碱液中分离出有机溶剂，得到碱溶液。

在所述有机溶剂回收步骤中，具体可根据有机溶剂和水相的性质不同，将有机溶剂分离出来，例如采用精馏、蒸馏、萃取等任意一种工艺从含有机溶剂废碱液中分离出有机溶剂，从而得到水相的废碱液。

可以理解的，由于有机物和无机盐已全部/接近全部被去除，经过所述有机溶剂回收步骤处理之后，得到的废碱液中保留了最初的大量氢氧化物，为高纯度的氢氧化物碱溶液。由此，本发明的所述处理方法，能够将高有机物高无机盐废碱液中的氢氧化物进行有效回收，得到高纯度氢氧化物碱溶液，而且操作流程简单、能耗低、无污堵。

优选地，所述有机溶剂回收步骤中分离出的有机溶剂返回至所述析盐步骤中以被循环利用。

其中，所述析盐步骤中采用的有机溶剂为一种有机物，或者，可以是两种或两种以上有机物形成的混合物。所述有机物可以是甲醇、乙醇等醇类有机物，还可以是胺类有机物。

进一步地，所述处理方法中，对低有机废碱液依序执行若干次所述析盐步骤。

例如，参图2，当所述若干取值为1时，低有机废碱液经过一次所述析盐步骤处理之后，即进入所述有机溶剂回收步骤；其中，在所述析盐步骤中可使低有机废碱液中的无机盐电解质一次性全部析出。针对所述若干取值为1的情况，还可以结合图4及后续的处理装置100进行理解。

再例如，参图3，当所述若干取值为n(n≥2且为整数)时，低有机废碱液依序经过n次所述析盐步骤处理之后，再进入所述有机溶剂回收步骤。这种情况下，任意不同两次所述析盐步骤中采用的有机溶剂不同，以便在每次所述析盐步骤中析出不同的无机盐，从而得到高纯度的无机盐产品。针对所述若干取值为n(n≥2且为整数)的情况，还可以结合图5及后续的处理装置100a进行理解。

具体参图3，假设低有机废碱液中含有无机盐a和无机盐b时，在第一次所述析盐步骤中，采用有机溶剂a，以得到不溶于有机溶剂a的固相无机盐a；在第二次所述析盐步骤中，采用有机溶剂b，以得到不溶于有机溶剂b的固相无机盐b。

进一步地，当所述若干取值为n(n≥2且为整数)时，也即对低有机废碱液依序执行至少两次所述析盐步骤时，所述有机溶剂回收步骤中分离出的有机溶剂返回至最后一次所述析盐步骤中以被循环利用。

参图3所示，在所述有机溶剂回收步骤中分离出的有机相包含了有机溶剂a和有机溶剂b，若将回收到的有机相返回至第一次所述析盐步骤中，将会使得无机盐b提前析出，而造成第一次所述析盐步骤中的固相无机盐产品不纯；若将回收到的有机相返回至第二次所述析盐步骤中，则可以避免上述问题。当然，若将回收到的有机相分离成有机溶剂a和有机溶剂b，则可分别返回至对应的所述析盐步骤中去。

由上述可知，本发明的一实施方式的废碱液的处理方法，具有以下有益技术效果：(1)使有机物最先从废碱液中脱除，相较于现有技术，避免了酸碱中和产生大量无机盐导致有机物生化处理困难的问题；(2)通过有机溶剂，可以使无机盐电解质能够有效地从废碱液中析出，而且还可以使多种无机盐分别被析出，以得到高纯度无机盐产品；(3)能够获得高纯度的氢氧化物碱溶液，使废碱液中的氢氧化物资源被有效回收利用；(4)整个系统操作简单、能耗低、不易污堵。

下面以两个实施例对本发明的处理方法的有益效果进行说明。

实施例1

本实施例中废碱液采用乙烯碱渣三级脱硫液废水，该废碱液在处理前的总化学需氧量(全称chemicaloxygendemand，简称cod)在190000-200000mg/l，其中有机cod在10000-20000mg/l，含盐量40％-50％，采用本发明提供的所述处理方法对该废碱液进行处理，过程及效果如下：

第一步，将废碱液引入活性炭固定床，经活性炭吸附后出水；经检测，出水中cod为170000-180000mg/l，为无机盐cod，有机物几乎完全去除；

第二步，在搅拌状态下，将第一步的出水和醇类有机溶剂引入析盐单元，处理1～24h，得到固液混合物；将固液混合物在固液分离单元处进行离心分离，得到蓬松不板结的固相无机盐和液相出水；经检测，液相出水含盐量0.1-0.5％，无机盐析出率不低于99％；

第三步，将第二步中的液相出水引入精馏塔，通过精馏工艺之后得到有机相和水相；经检测，水相中naoh纯度不低于98％，满足工业级液碱的标准。

实施例2

本实施例中废碱液采用乙烯碱渣三级脱硫液废水，该废碱液在处理前的总cod在250000-270000mg/l，其中有机cod在40000-50000mg/l，含盐量50％-60％，采用本发明提供的所述处理方法对该废碱液进行处理，过程及效果如下：

第一步，将废碱液引入活性炭固定床，经活性炭吸附后出水；经检测，出水中cod为200000-220000mg/l，为无机盐cod，有机物几乎完全去除；

第二步，在搅拌状态下，将第一步的出水和醇类有机溶剂引入析盐单元，处理1～24h，得到固液混合物；将固液混合物在固液分离单元处进行离心分离，得到蓬松不板结的固相无机盐和液相出水；经检测，液相出水含盐量0.1-0.5％，无机盐析出率不低于99％；

第三步，将第二步中的液相出水引入精馏塔，通过精馏工艺之后得到有机相和水相；经检测，水相中naoh纯度不低于98％，满足工业级液碱的标准。

进一步地，如图4所示，本发明一实施方式提供了一种废碱液的处理系统100，该处理系统100可能够实现按照所述处理方法对废碱液进行处理。具体地，处理系统100包括有机物脱除釜1、析盐装置2以及有机溶剂回收装置3。

其中，有机物脱除釜1具有进水口12，进水口12用于向有机物脱除釜1内引入废碱液。当然，进水口12可以连接具有动力泵和/或阀门的进水管路，以控制进水口12是否引入废碱液。

有机物脱除釜1内装填有有机物脱除料11，在有机物脱除料11的作用下，废碱液中的有机物能够被有效去除。优选地，有机物脱除釜1设置为活性炭吸附床，有机物脱除料11优选设置为柱状活性炭，通过活性炭的吸附作用，使所述废碱液中的有机物吸附于活性炭的孔隙结构中，从而能够有效去除所述废碱液中的有机物，尤其是针对难降解有机物具有极好的去除效果。当然，不限于此，有机物脱除料11还可以设置为其他能够从所述废碱液中去除有机物的成分/材料。

有机物脱除釜1具有出水口13，废碱液能够通过出水口13排放到有机物脱除釜1外。可以理解的，经过有机物脱除釜1对废碱液的有机物脱除处理之后，从出水口13流出的废碱液中保留了最初的无机盐电解质以及氢氧化物，其中可能不再含有有机物或者只残留少量的有机物。为便于说明，本申请中将有机物脱除釜1的出水称为低有机废碱液。

析盐装置2具有进水口21，该进水口21与有机物脱除釜1的出水口13相连接，从而使有机物脱除釜1的出水流入析盐装置2内。当然，进水口21与出水口13之间的连接管路上可以具有动力泵和/或阀门，以控制低有机废碱液从出水口13向进水口21的流动。

析盐装置2具有有机溶剂进液口22，有机溶剂进液口22与有机溶剂储存罐4相连接，从而使析盐装置2能够从有机溶剂储存罐4中引入有机溶剂。当然，有机溶剂进液口22与有机溶剂储存罐4之间的连接管路上可以具有动力泵和/或阀门，以控制有机溶剂从有机溶剂储存罐4向有机溶剂进液口22的流动。

析盐装置2能够利用所述有机溶剂将无机盐从低有机废碱液中析出。具体地，析盐装置2包括相互连通的混合单元202和固液分离单元203，其中：混合单元202设置进水口21以及有机溶剂进液口22，这样，所述低有机废碱液和从有机溶剂进液口22引入的有机溶剂在混合单元202内混合，以使不溶于有机溶剂的无机盐电解质从低有机废碱液中析出，形成固液混合物；固液分离单元203能够从固液混合物中分离出固相无机盐。

析盐装置2具有出水口23，经固液分离单元203分离出的液相能够通过出水口23离开析盐装置2，可以理解的，经过混合单元202的析盐处理和固液分离单元203的分离处理之后，从出水口23流出的液相中保留了最初的氢氧化物以及新引入的有机溶剂，其中可能不再含有有机物或者只残留少量的有机物，并且可能不再含有无机盐电解质或者只残留少量的无机盐电解质。为便于说明，本申请中将析盐装置2的出水称为含有机溶剂废碱液。

有机溶剂回收装置3具有进水口31，该进水口31与析盐装置2的出水口23相连接，从而使析盐装置2的出水流入有机溶剂回收装置3内。当然，进水口31与出水口23之间的连接管路上可以具有动力泵和/或阀门，以控制含有机溶剂废碱液从出水口23向进水口31的流动。

有机溶剂回收装置3能够从含有机溶剂废碱液中将有机溶剂分离出来，如上所述，含有机溶剂废碱液中保留了最初的氢氧化物以及新引入的有机溶剂，经过有机溶剂回收装置3的分离作用后，得到纯净的有机溶剂和含有氢氧化物的碱溶液。相对应的，有机溶剂回收装置3具有有机溶剂排放口32和碱溶液排放口33。

这样，本发明的废碱液的处理系统100，通过设置依序连接的有机物脱除釜1、析盐装置2以及有机溶剂回收装置3，一方面，使有机物最先从废碱液中脱除，相较于现有技术，避免了酸碱中和产生大量无机盐导致有机物生化处理困难的问题；再一方面，通过引入有机溶剂，可以使无机盐电解质能够有效地从废碱液中析出，能耗低且不易污堵；另一方面，通过有机物脱除、无机盐析出之后，再将有机溶剂与废碱液分离，不但操作简单、能耗低，关键是能够获得高纯度的氢氧化物碱溶液，使废碱液中的氢氧化物资源被有效回收利用。

其中，有机溶剂回收装置3优选地设置为精馏塔，以通过精馏工艺将含有机溶剂废碱液中的水相和有机相分离，从而回收得到有机溶剂和氢氧化物碱溶液。在其它替代实现方式中，有机溶剂回收装置3还可以设置为蒸馏塔或萃取塔。

进一步地，处理系统100包括返回管路5，返回管路5连通有机溶剂回收装置3和析盐装置2的混合单元202，并用于将有机溶剂回收装置3中分离出的有机溶剂重新输送回析盐装置2的混合单元202内，以使有机溶剂循环利用在混合单元202内的析盐过程中。返回管路5上设置有动力泵和/或逆止阀，以控制有机溶剂从有机溶剂回收装置3向析盐装置2流动，当然，还可以取消动力泵和/或逆止阀，而使有机溶剂在重力作用下从有机溶剂回收装置3向析盐装置2流动。

进一步地，在图示示例中，析盐装置2设置为一体式反应釜，所述反应釜的中部设置为混合单元202，所述反应釜的底部设置为固液分离单元203，固液分离单元203位于混合单元202下方，二者一体设置且彼此相连通。废碱液和有机溶剂在混合单元202中接触并混合，析出无机盐而形成固液混合物之后；在重力作用下，固液混合物向下进入固液分离单元203处完成固液分离。当然，不限于此，例如混合单元202和固液分离单元203还可以分别设置为彼此分体独立的容器/设备。

进一步地，混合单元202包括搅拌设备25，通过搅拌可以使混合单元202内的低有机废碱液和有机溶剂充分混合，利于低有机废碱液中无机盐的析出。

优选地，进水口21开设在混合单元202的上部，其略低于搅拌设备25的上边界；有机溶剂进液口22开设在混合单元202的下部，其略高于搅拌设备25的下边界。这样，由于密度不同而使得低有机废碱液相对有机溶剂具有下沉趋势，反过来说也即有机溶剂相对低有机废碱液具有上升趋势，通过进水口21和有机溶剂进液口22的位置布设，并结合搅拌设备25，可以使低有机废碱液和有机溶剂充分混合。

进一步地，固液分离单元203包括过滤结构以及固盐排放口24，具体地，所述反应釜的底部内壁设置为漏斗形结构，该漏斗形结构构成所述过滤结构；固盐排放口24位于所述漏斗结构下尖端部。在混合单元202内形成的固液混合

物，进入固液分离单元203内并失去搅拌设备25的搅动后，其中的固相无机盐在自身重力作用下向下沉积，之后以湿物料盐状态从固盐排放口24排出，也就是说采用过滤工艺实现固相和液相的分离。当然，不限于此，例如在其他实施方式中，固液分离单元203还可以包括抽滤结构以实现对固液混合物的抽滤分离，或者，包括离心结构以实现对固液混合物的离心分离等。

所述反应釜还包括设置在其顶部的沉降单元201，沉降单元201位于混合单元202上方。沉降单元201包括三相分离器26，所述反应釜的出水口23不低于三相分离器26。在使用过程中，裹挟有微粒状固相无机物的固液混合物向上升流至沉降单元201内时，在三相分离器26的作用下，固相无机物向下回落，而液相升流至从出水口23排出。

其中，析盐装置2中引入的有机溶剂可以是一种有机物，或者，可以是两种或两种以上有机物形成的混合物。所述有机物可以是甲醇、乙醇等醇类有机物，还可以是胺类有机物。

进一步地，参看图5，本发明另一实施方式还提供一种废碱液的处理装置100a，该处理装置100a与图4所示的处理装置100的区别主要在于：析盐装置的数量设置为至少两个。下面对该区别进行详细介绍，其他与图4所示的处理装置100相同的部分/结构及有益效果不再赘述。需要说明的是，针对相同的部件/结构，在图4中采用数字标示，而在图5中采用相同数字及字母“a”标示，例如，图5中的标号“1a”和图4中的标号“1”均代指有机物脱除釜。

在本实施方式中，处理装置100a包括依次连通的至少两个析盐装置2a，图中示例为两个析盐装置2a。其具体工艺可结合图3进行理解。

每个析盐装置2a包括相互连通的混合单元202a和固液分离单元203a，从而使得每个析盐装置2a可以对低有机废碱液进行一次析盐处理。

首个析盐装置2a的进水口21a与有机物脱除釜1a的出水口13a相连接，使有机物脱除釜1a的出水流入首个析盐装置2a内，低有机废碱液在首个析盐装置2a内完成第一次析盐处理。

在相邻两个析盐装置2a中，前一个析盐装置2a的出水口23a与后一个析盐装置2a的进水口21a相连接，使前一个析盐装置2a的出水流入后一个析盐装置2a内。

并且，末个析盐装置2a的出水口23a与有机溶剂回收装置3a的进水口31a相连接，这样，低有机废碱液在末个析盐装置2a内完成最后一次析盐处理后，流入有机溶剂回收装置3a内。

另外，优选地，不同析盐装置2a的有机溶剂进液口22a与不同的有机溶剂储存罐4a相连接，从而使不同析盐装置2a能够从不同的有机溶剂储存罐4a引入不同的有机溶剂。这样，采用不同的有机溶剂，以便在不同析盐装置2a中析出不同的无机盐，从而使低有机废碱液中的多种无机盐电解质得到有效分离，并得到高纯度的多种无机盐产品。

进一步地，在本实施方式中，返回管路5a连通有机溶剂回收装置3a和末个析盐装置2a的混合单元202a，从而将有机溶剂回收装置3a中分离出的有机溶剂重新输送回末个析盐装置2a的混合单元202a内，以使有机溶剂循环利用在末个析盐装置2a内的析盐过程中。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。