浓盐水资源化处理方法及处理系统与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种浓盐水资源化处理方法及处理系统。


背景技术：

2.现阶段在化工行业、钢铁行业已逐步实施废水零排放工艺，废水零排放工艺中主要将废水中的水分经过膜处理和蒸发冷凝后回用到工艺生产中，而废水中的盐分通过纳滤膜分盐后，分成纯度较高的氯化钠浓水和硫酸钠浓水，然后通过蒸发结晶的方式制成工业盐产品，进行外销。
3.虽然产出的盐品质能达到一级工业品的要求，但是由于产自废水，用户在使用时顾虑较多，且本身氯化钠盐在国内产量就过剩，导致零排放产生的氯化钠工业盐大多是超低价销售，基本处于白送的尴尬境地。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种浓盐水资源化处理方法及处理系统，不仅减少了氯化钠工业盐的产生，降低了产盐的成本及销售量，同时还资源化利用浓盐水产出氢氧化钠溶液，吸收排放烟气中二氧化碳气体，从而减少了碳排放，形成碳中和。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种浓盐水资源化处理方法，包括：
6.对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理，使所述浓盐水的浓度到达预定值；
7.去除所述浓盐水中的金属离子；
8.对所述浓盐水进行电渗析处理，产出盐酸和氢氧化钠溶液；
9.使所述氢氧化钠溶液与脱硫脱硝后的烟气接触，所述烟气中过量的二氧化碳与所述氢氧化钠溶液发生化学反应，得到碳酸氢钠与碳酸钠的混合溶液；
10.对所述混合溶液进行纳滤处理，得到分离的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液；
11.将所述盐酸及所述碳酸钠溶液收集备用，以及将所述碳酸氢钠溶液回送至所述氢氧化钠溶液中以吸收所述烟气中的二氧化碳。
12.可选的，通过电渗析或蒸发浓缩工艺对废水处理得到的浓盐水进行浓缩处理。
13.可选的，所述预定值介于13％-17％之间。
14.可选的，采用双极膜对所述浓盐水进行电渗析处理。
15.可选的，对所述浓盐水进行电渗析处理后，产出的所述盐酸及所述氢氧化钠溶液的浓度均介于6％-8％之间。
16.可选的，对所述浓盐水进行电渗析处理后，还产出淡盐水。
17.可选的，所述淡盐水的浓度小于1％。
18.可选的，对所述混合溶液进行纳滤处理之前，所述浓盐水资源化处理方法还包括：
19.利用超滤膜对所述混合溶液进行预处理。
20.可选的，通过螯合软化树脂去除所述浓盐水中的金属离子。
21.本发明还提供了一种浓盐水资源化处理系统，包括：
22.预处理系统，用于对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理，使所述浓盐水的浓度到达预定值，以及去除所述浓盐水中的金属离子；
23.电渗析系统，用于对所述浓盐水进行电渗析处理，产出盐酸和氢氧化钠溶液；
24.反应系统，用于使所述氢氧化钠溶液与脱硫脱硝后的烟气接触，所述烟气中过量的二氧化碳与所述氢氧化钠溶液发生化学反应，得到碳酸氢钠与碳酸钠的混合溶液；
25.纳滤系统，用于对所述混合溶液进行纳滤处理，得到分离的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液；
26.回用系统，用于将所述盐酸及所述碳酸钠溶液收集备用，以及将所述碳酸氢钠溶液回送至所述氢氧化钠溶液中以吸收所述烟气中的二氧化碳。
27.本发明提供了一种浓盐水资源化处理方法及处理系统，至少具有以下有益效果之一：
28.1)通过将浓盐水进行处理后产出盐酸和氢氧化钠溶液，盐酸可用于冷轧废水处理过程中的ph调整以及各类软化树脂的再生，氢氧化钠溶液可用于与脱硫脱硝烟气中的二氧化碳进行反应得到碳酸钠溶液，可直接回用于化学除硬以及焦化废水处理中硝化反应补充碱度之用，降低了钢铁厂的药剂成本；
29.2)消纳了钢铁厂内废水处理产生的浓盐水，减少了氯化钠工业盐的产生，降低了产盐的成本及销售量；
30.3)资源化利用了氯化钠盐分，吸收排放烟气中二氧化碳气体，从而减少碳排放，形成碳中和。
附图说明
31.本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限制。其中：
32.图1为本发明一实施例提供的浓盐水资源化处理方法的流程图。
具体实施方式
33.正如背景技术所述，现阶段在化工行业，废水零排放处理后得到的浓盐水通常通过蒸发结晶的方式制成工业盐产品，在外销方面并不受欢迎。而在钢铁行业，酸液和碱液的用量非常大，例如像冷轧生产过程中产生的酸洗、碱洗废水，各类树脂再生的酸碱废水，这些废水处理过程中都需要加入大量盐酸、液碱来调整ph后，才能车间达标排放；其次像焦化废水的硝化反应、冷轧废水处理除硬过程中需要投加大量碳酸钠来添加碱度。
34.基于此，本发明旨在提供一种浓盐水资源化处理方法及处理系统，通过将浓盐水进行处理后产出盐酸和氢氧化钠溶液，盐酸可用于冷轧废水处理过程中的ph调整以及各类软化树脂的再生，氢氧化钠溶液可用于与脱硫脱硝烟气中的二氧化碳进行反应得到碳酸钠溶液，可直接回用于化学除硬以及焦化废水处理中硝化反应补充碱度之用。不仅减少了氯化钠工业盐的产生，降低了产盐的成本及销售量，同时还资源化利用了氯化钠盐分，吸收排放烟气中二氧化碳气体，从而减少了碳排放，形成碳中和。
35.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明
作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
36.本发明中所使用的单数形式术语“一”、“一个”以及“该”可包括复数对象，除非内容另外明确指出外。本发明中所使用的术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。本发明中所使用的术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。本发明中所使用的术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。
37.请参照图1，图1为本发明一实施例提供的浓盐水资源化处理方法的流程图。本实施例提供了一种浓盐水资源化处理方法，包括以下步骤：
38.s1、对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理，使所述浓盐水的浓度到达预定值；
39.s2、去除所述浓盐水中的金属离子；
40.s3、对所述浓盐水进行电渗析处理，产出盐酸和氢氧化钠溶液；
41.s4、使所述氢氧化钠溶液与脱硫脱硝后的烟气接触，所述烟气中过量的二氧化碳与所述氢氧化钠溶液发生化学反应，得到碳酸氢钠与碳酸钠的混合溶液；
42.s5、对所述混合溶液进行纳滤处理，得到分离的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液；
43.s6、将所述盐酸及所述碳酸钠溶液收集备用，以及将所述碳酸氢钠溶液回送至所述氢氧化钠溶液中以吸收所述烟气中的二氧化碳。
44.首先，执行步骤s1，对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理，使所述浓盐水的浓度到达预定值，通过对所述浓盐水进行浓缩处理以得到一定浓度的浓盐水，便于后续对所述浓盐水进行双极膜电渗析处理时除盐效率更高。
45.较佳的，通过电渗析或蒸发浓缩工艺对废水处理得到的浓盐水进行浓缩处理。
46.较佳的，对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理后，使所述浓盐水的浓度介于13％-17％之间。
47.接着，执行步骤s2，去除所述浓盐水中的金属离子。所述金属离子包括但不限于为钙镁离子。
48.较佳的，通过螯合软化树脂去除所述浓盐水中的金属离子。由于浓盐水中的盐分较高，通过一般的离子交换树脂对金属离子进行吸附时效果不佳，而螯合树脂吸附金属离子的机理是树脂上的功能原子与金属离子发生配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结构，离子交换树脂相比，螯合树脂与金属离子的结合力更强，选择性也更高。
49.然后执行步骤s3，对所述浓盐水进行电渗析处理，产出盐酸和氢氧化钠溶液。本实施例中，采用双极膜对所述浓盐水进行电渗析处理。直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的h2o解离成h
+
和oh-并分别通过阴膜和阳膜，作为h
+
和oh-离子源，并与所述浓盐水中的氯化钠发生化学反应，得到盐酸和氢氧化钠溶液。所述盐酸可用于冷轧废水处理过程中的ph调整，以及各类软化树脂的再生。
50.本实施例中，对所述浓盐水进行电渗析处理后，产出的所述盐酸及所述氢氧化钠
溶液的浓度均介于6％-8％之间。
51.进一步的，对所述浓盐水进行电渗析处理后，还产出淡盐水。
52.更进一步的，所述淡盐水的浓度小于1％。
53.例如，对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理后，当所述浓盐水的浓度为13％时，则对所述浓盐水进行电渗析处理后，产出的所述盐酸及所述氢氧化钠溶液的浓度在6％左右，所述淡盐水的浓度在1％左右；对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理后，当所述浓盐水的浓度为15％时，则对所述浓盐水进行电渗析处理后，产出的所述盐酸及所述氢氧化钠溶液的浓度在7％左右，所述淡盐水的浓度在1％左右。
54.然后执行步骤s4，使所述氢氧化钠溶液与脱硫脱硝后的烟气接触，所述烟气中过量的二氧化碳与所述氢氧化钠溶液发生化学反应，得到碳酸氢钠与碳酸钠的混合溶液。钢铁生产过程中产生大量的烟气，这些烟气经过脱硫脱硝处理后排放到大气中，其中大部分都是二氧化碳，产生大量碳排放，故通过浓盐水制得的氢氧化钠溶液吸收所述烟气中过量的二氧化碳，能够有效减少碳排放，形成碳中和。
55.较佳的，在执行步骤s4之后，执行步骤s5之前，所述浓盐水资源化处理方法还包括：
56.利用超滤膜对所述混合溶液进行预处理。超滤膜过梁精度高，能够在所述混合溶液进行纳滤膜之前进行初步过滤，去除所述混合溶液中的悬浮物，以降低所述纳滤膜的后期维护成本以及膜元件的更换频率。
57.然后执行步骤s5-s6，对所述混合溶液进行纳滤处理，得到分离的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液，将所述盐酸及所述碳酸钠溶液收集备用，以及将所述碳酸氢钠溶液回送至所述氢氧化钠溶液中以吸收所述烟气中的二氧化碳。烟气中的过量二氧化碳和氢氧化钠溶液发生反应，转化成碳酸钠溶液(含有少量的碳酸氢钠)，该部分溶液经过超滤膜预处理后进入纳滤膜，碳酸钠被截留在纳滤浓水侧，而碳酸氢根溶液透过纳滤膜进入产水侧；浓水侧的碳酸钠溶液可直接回用于化学除硬以及焦化废水处理中硝化反应补充碱度之用，降低了钢铁厂的药剂成本，碳酸氢钠溶液回到烟气吸收的液碱溶液中，继续吸收二氧化碳转化成碳酸钠，最终完成浓盐水的资源化利用。
58.基于此，本实施例还提供了一种浓盐水资源化处理系统，包括：
59.预处理系统，用于对处理废水产出的浓盐水进行浓缩处理，使所述浓盐水的浓度到达预定值，以及去除所述浓盐水中的金属离子；
60.电渗析系统，用于对所述浓盐水进行电渗析处理，产出盐酸和氢氧化钠溶液；
61.反应系统，用于使所述氢氧化钠溶液与脱硫脱硝后的烟气接触，所述烟气中过量的二氧化碳与所述氢氧化钠溶液发生化学反应，得到碳酸氢钠与碳酸钠的混合溶液；
62.纳滤系统，用于对所述混合溶液进行纳滤处理，得到分离的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液；
63.回用系统，用于将所述盐酸及所述碳酸钠溶液收集备用，以及将所述碳酸氢钠溶液回送至所述氢氧化钠溶液中以吸收所述烟气中的二氧化碳。
64.综上，本发明各实施例提供了一种浓盐水资源化处理方法及处理系统，通过将浓盐水进行处理后产出盐酸和氢氧化钠溶液，盐酸可用于冷轧废水处理过程中的ph调整以及各类软化树脂的再生，氢氧化钠溶液可用于与脱硫脱硝烟气中的二氧化碳进行反应得到碳
酸钠溶液，可直接回用于化学除硬以及焦化废水处理中硝化反应补充碱度之用。不仅减少了氯化钠工业盐的产生，降低了产盐的成本及销售量，同时还资源化利用了系统内的氯化钠盐分，吸收排放烟气中二氧化碳气体，从而减少了碳排放，形成碳中和。
65.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。