公布日：2023.10.27

申請日：2023.07.07

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C01C1/244(2006.01)I;C01D7/02(2006.01)I;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1

/58(2023.01)N;C02F5/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F101/20(2006.01)N

摘要

本發(fā)明提供一種高鹽廢水資源化回收方法及系統(tǒng)，屬于高鹽廢水處理領域，所述方法包括：將高鹽廢水進行預處理和深度處理，經過深度處理后的高鹽廢水進行雙極膜電滲析裝置，經處理后獲得鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和淡鹽水，所述淡鹽水中主要成分為硫酸鈉；向淡鹽水中加入預定摩爾量的碳酸氫銨，經復分解反應后獲得碳酸氫鈉和硫酸銨。通過本發(fā)明提供的方法，實現(xiàn)了高鹽廢水的高值資源化，高鹽廢水轉變?yōu)楦郊又蹈叩柠}酸、氫氧化鈉、碳酸氫鈉和硫酸銨，并且回收了大部分水資源。

權利要求書

1.一種高鹽廢水資源化回收方法，其特征在于，所述回收方法包括：將高鹽廢水進行雙極膜電滲析處理，獲得鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和淡鹽水，所述淡鹽水中主要成分為硫酸鈉；向淡鹽水中加入預定摩爾量的碳酸氫銨，經復分解反應后獲得碳酸氫鈉和硫酸銨。

2.根據權利要求1所述的高鹽廢水資源化回收方法，其特征在于，進行雙極膜電滲析處理之前，還包括：對高鹽廢水進行預處理，所述預處理為除懸浮物、除硬脫硅和除氟中的至少一種。

3.根據權利要求2所述的高鹽廢水資源化回收方法，其特征在于，對高鹽廢水進行預處理之后，還包括：對預處理后的高鹽廢水進行深度處理，所述深度處理為通過臭氧催化氧化或者臭氧-雙氧水復合氧化去除有機物。

4.根據權利要求3所述的高鹽廢水資源化回收方法，其特征在于，所述預處理的出水條件為：懸浮物小于等于1mg/L，鈣鎂濃度小于等于5mg/L，重金屬濃度小于等于0.1mg/L，二氧化硅濃度小于等于20mg/L；所述深度處理的出水條件為：化學需氧量濃度小于等于50mg/L。

5.根據權利要求1所述的高鹽廢水資源化回收方法，其特征在于，在復分解反應體系中，鈉離子和碳酸氫根離子的預定摩爾比為(0.9～1.1)：(1.1～1.3)。

6.根據權利要求1所述的高鹽廢水資源化回收方法，其特征在于，在復分解反應體系中，反應溫度為25℃～35℃，反應時間為0.5h～2h。

7.一種高鹽廢水資源化回收系統(tǒng)，其特征在于，所述回收系統(tǒng)包括雙極膜電滲析裝置和復分解反應單元；所述雙極膜電滲析裝置用于將高鹽廢水進行雙極膜電滲析處理，獲得鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和淡鹽水，所述淡鹽水中含有硫酸鈉；所述復分解反應單元用于將淡鹽水與碳酸氫銨混合，經復分解反應后獲得碳酸氫鈉和硫酸銨。

8.根據權利要求7所述的高鹽廢水資源化回收系統(tǒng)，其特征在于，所述回收系統(tǒng)還包括預處理單元，所述預處理單元包括除懸浮物裝置、除硬脫硅裝置和除氟裝置中的至少一種。

9.根據權利要求7所述的高鹽廢水資源化回收系統(tǒng)，其特征在于，所述回收系統(tǒng)還包括深度處理單元，所述深度處理單元為臭氧催化氧化裝置或者臭氧-雙氧水復合氧化裝置。

10.根據權利要求7所述的高鹽廢水資源化回收系統(tǒng)，其特征在于，所述雙極膜電滲析裝置包括酸液箱、堿液箱、高鹽廢水箱、淡鹽水箱和至少一個膜堆單元；所述膜堆單元包括陰離子交換膜、陽離子交換膜和兩個雙極膜，一個雙極膜的陽極膜與陰離子交換膜構成酸室，另一個雙極膜的陰極膜與陽離子交換膜構成堿室，陰離子交換膜與陽離子交換膜構成鹽室，陰離子交換膜為一多價選擇性離子交換膜；所述酸液箱與所述酸室相連，用于容納鹽酸溶液；所述堿液箱與所述堿室相連，用于容納氫氧化鈉溶液；所述高鹽廢水箱與所述鹽室的入口連接，用于容納高鹽廢水；所述淡鹽水箱與所述鹽室的出口連接，用于容納雙極膜電滲析處理后的淡鹽水，所述淡鹽水中主要成分為硫酸鈉。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中雙極膜電滲析裝置處理后的淡鹽水鹽分仍偏高，沒有實現(xiàn)經濟價值最大化的技術問題，本發(fā)明提供了一種高鹽廢水資源化回收方法，采用該方法能夠實現(xiàn)高鹽廢水的高值資源化，并回收大部分水資源。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種高鹽廢水資源化回收方法，所述回收方法包括以下步驟：將高鹽廢水進行雙極膜電滲析處理，獲得鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和淡鹽水，所述淡鹽水中主要成分為硫酸鈉；向淡鹽水中加入預定摩爾量的碳酸氫銨，經復分解反應后獲得碳酸氫鈉和硫酸銨。

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，進行雙極膜電滲析處理之前，還可以包括：對高鹽廢水進行預處理，所述預處理為除懸浮物、除硬脫硅和除氟中的至少一種。

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，對高鹽廢水進行預處理之后，還可以包括：對預處理后的高鹽廢水進行深度處理，所述深度處理為通過臭氧催化氧化或者臭氧-雙氧水復合氧化去除有機物。

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，所述預處理的出水條件可以為：懸浮物小于等于1mg/L，鈣鎂濃度小于等于5mg/L，重金屬濃度小于等于0.1mg/L，二氧化硅濃度小于等于20mg/L；所述深度處理的出水條件可以為：COD濃度小于等于50mg/L。

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，在復分解反應體系中，鈉離子和碳酸氫根離子的預定摩爾比可以為(0.9～1.1)：(1.1～1.3)。

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，在復分解反應體系中，反應溫度可以為25℃～35℃，反應時間可以為0.5h～2h。

本發(fā)明另一方面提供了一種高鹽廢水資源化回收系統(tǒng)，所述回收系統(tǒng)包括雙極膜電滲析裝置和復分解反應單元；所述雙極膜電滲析裝置用于將高鹽廢水進行雙極膜電滲析處理，獲得鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和淡鹽水，所述淡鹽水中含有硫酸鈉；所述復分解反應單元用于將淡鹽水與碳酸氫銨混合，經復分解反應后獲得碳酸氫鈉和硫酸銨。

在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，所述回收系統(tǒng)還可以包括預處理單元，所述預處理單元包括除懸浮物裝置、除硬脫硅裝置和除氟裝置中的至少一種。

在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，所述回收系統(tǒng)還可以包括深度處理單元，所述深度處理單元為臭氧催化氧化裝置或者臭氧-雙氧水復合氧化裝置。

在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，所述雙極膜電滲析裝置可以包括酸液箱、堿液箱、高鹽廢水箱、淡鹽水箱和至少一個膜堆單元；所述膜堆單元包括兩個雙極膜、陰離子交換膜和陽離子交換膜，一個雙極膜的陽極膜與陰離子交換膜構成酸室，另一個雙極膜的陰極膜與陽離子交換膜構成堿室，陰離子交換膜與陽離子交換膜構成鹽室，陰離子交換膜為一多價選擇性離子交換膜；所述酸液箱與所述酸室相連，用于容納鹽酸溶液；所述堿液箱與所述堿室相連，用于容納氫氧化鈉溶液；所述高鹽廢水箱與所述鹽室的入口連接，用于容納高鹽廢水；所述淡鹽水箱與所述鹽室的出口連接，用于容納雙極膜電滲析處理后的淡鹽水，所述淡鹽水中主要成分為硫酸鈉。

通過本發(fā)明提供的技術方案，本發(fā)明至少具有如下技術效果：

(1)本發(fā)明的回收方法實現(xiàn)了高鹽廢水的高值資源化，高鹽廢水轉變?yōu)楦郊又蹈叩柠}酸、氫氧化鈉、碳酸氫鈉和硫酸銨，并且回收了大部分水資源；

(2)本發(fā)明的回收方法通過預處理和深度處理將高鹽廢水的水質進行軟化處理，以達到雙極膜電滲析裝置的進水水質要求，有助于降低雙極膜電滲析處理的運行成本。

（發(fā)明人：梁超;蘇雙青;李澤;趙焰;王延忠）