申請(qǐng)日2010.06.24
公開(公告)日2011.12.28
IPC分類號(hào)C02F9/10; C01F11/46; C01F7/02; C08H7/00; C01G45/02; C01G49/02; C01D3/04; C01B17/22
摘要
本發(fā)明涉及到造紙工業(yè)黑液生產(chǎn)木質(zhì)素后廢水的利用循環(huán)治理，生產(chǎn)加工提取木質(zhì)素后廢水經(jīng)加熱--蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)后的廢液冷落循環(huán)后結(jié)晶分離出芒硝和含硫酸的黑液，將結(jié)晶分離出芒硝溶解和硫化鋇反應(yīng)生產(chǎn)出不溶液于水的硫酸鋇和硫化鈉，生產(chǎn)出大量硫化鈉經(jīng)蒸發(fā)濃縮成40%-50%的溶液。在含硫酸的黑液中加入氯化鈣，氯化鈣介入轉(zhuǎn)化成HCl，黑液處理鉀錳尾礦先生成不溶于酸水的CaSO4·2H2O;剩余溶液中加入黑液處理鉀錳尾礦加壓和過濾生產(chǎn)出不溶于溶液含量為75%的二氧化錳和氯化鈣、氯化鉀母液;氯化鈣、氯化鉀母液通過經(jīng)攪拌蒸發(fā)濃縮，冷卻析出氯化鉀，最后為氯化鈣液重新用于含硫酸的黑液中處理鉀錳尾礦。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種生產(chǎn)木質(zhì)素后廢水的循環(huán)利用治理方法，包括步驟：
a將廢水通過加熱-----蒸發(fā)水份;
b蒸發(fā)后的廢液循環(huán)回到步驟a，當(dāng)所述蒸發(fā)后的廢液濃度達(dá)到24---25波美 度時(shí)，進(jìn)入冷落循環(huán)池分離出芒硝和含硫酸的黑液。
c將結(jié)晶分離出芒硝溶解和硫化鋇反應(yīng)生產(chǎn)出硫酸鋇和硫化鈉;
d將含硫酸的黑液中碳化后的膠質(zhì)、糖、醇、醛等過濾后加入氯化鈣溶液 后處理含堿性的氧化鉀、二氧化錳尾礦。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為：所述的加熱-----蒸發(fā)是利用煙氣余熱 進(jìn)行的，煙氣余熱溫度為170℃-270℃。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，所述處理含堿性的氧化鉀、二氧化錳尾礦步驟：
e所述加入氯化鈣溶液后分離加壓和過濾后生產(chǎn)出石膏，分離出含有氯化 物的混合物母液;
f含氯化物等混合物母液處理含堿性的氧化鉀、二氧化錳尾礦，加壓和過濾 生產(chǎn)出不溶于酸的二氧化錳和氯化物等酸性混合物母液;
g含氯化物等酸性混合物母液加入石灰乳加壓和過濾生產(chǎn)出不容于水氫氧 化鐵、氫氧化鋁和剩余氯化鈣、氯化鉀母液。
h所述剩余氯化鈣、氯化鉀母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，冷卻析出氯化鉀，剩下的氯 化鈣溶液進(jìn)入步驟e循環(huán)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征為：所述含硫酸的黑液中的加入氯 化鈣含量為所述黑液中硫酸含量的一半(重量)。
5.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征為：所述加入石灰乳時(shí)，溶液的PH 值=2-3。
說明書
生產(chǎn)木質(zhì)素廢水的循環(huán)利用治理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及到一種造紙工業(yè)廢水深加工零排放閉路循環(huán)處理技 術(shù)，特別是涉及到造紙工業(yè)黑液生產(chǎn)木質(zhì)素后廢水的利用循環(huán)治理。
背景技術(shù)
生產(chǎn)木質(zhì)素廢水處理，傳統(tǒng)上強(qiáng)酸性使用石灰乳中和會(huì)產(chǎn)生新的污染源， 排大量酸渣。由于化學(xué)耗氧量高達(dá)80000P·P·M-COD，對(duì)水產(chǎn)水生植物、 河水嚴(yán)重污染危害。由于其中含濃度較高的硫酸鈉，更會(huì)使土壤板結(jié)。另外有 機(jī)碳水化物含量高，會(huì)受熱及酶菌發(fā)酵，污染危害后果更為深遠(yuǎn)。按常規(guī)、傳 統(tǒng)治理的廢水工程的工藝，用石灰乳雖然能中和掉廢水中硫酸，白白地消耗了 石灰要花錢;廢水中硫酸也白白地浪費(fèi)，且又生成大量石膏渣，導(dǎo)致資源雙 重浪費(fèi)。對(duì)于鹽分硫酸鈉只能順?biāo)髯�，既污染危害水泥土壤，且每噸木質(zhì)素 的浪費(fèi)400-500公斤硫酸鈉和300公斤硫酸。
對(duì)增大COD值的有機(jī)糖、醛、醇類等也有靠活性污泥菌種培養(yǎng)處理，但需 要造成水池，占地面大，時(shí)間長，成本高。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問題本發(fā)明提供了一種造紙工業(yè)黑液生產(chǎn)木質(zhì)素后廢水的利 用循環(huán)治理方法。
一種生產(chǎn)木質(zhì)素后廢水的利用循環(huán)治理方法，包括步驟：
a將廢水通過加熱-----蒸發(fā)水份;
b蒸發(fā)后的廢液循環(huán)回到步驟a，當(dāng)所述蒸發(fā)后的廢液濃度達(dá)到24---25波美 度時(shí)，進(jìn)入冷落循環(huán)池分離出芒硝和含硫酸的黑液。
c將結(jié)晶分離出芒硝溶解和硫化鋇反應(yīng)生產(chǎn)出硫酸鋇和硫化鈉;
d將含硫酸的黑液中碳化后的膠質(zhì)、糖、醇、醛等過濾后加入氯化鈣溶液 后處理含堿性的氧化鉀、二氧化錳尾礦。
如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為：所述的加熱-----蒸發(fā)是利用步驟c 和/或d煙氣余熱進(jìn)行的，煙氣余熱溫度為170℃-270℃。
如權(quán)利要求1所述的方法，所述處理含堿性的氧化鉀、二氧化錳尾礦步驟：
e所述加入氯化鈣溶液后分離加壓和過濾后生產(chǎn)出石膏，分離出含有氯化 物的混合物母液;
f含氯化物等混合物母液處理含堿性的氧化鉀、二氧化錳尾礦，加壓和過濾 生產(chǎn)出不溶于酸二氧化錳和含氯化物等酸性混合物母液;
g含酸性氯化鈣、氯化鉀母液加入石灰乳加壓和過濾生產(chǎn)出不容于水氫氧 化鐵、氫氧化鋁和剩余氯化鈣、氯化鉀母液。
h所述剩余氯化鈣、氯化鉀母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，冷卻析出氯化鉀，剩下的 氯化鈣溶液進(jìn)入步驟e循環(huán)。
步驟a循環(huán)是在煙塔中進(jìn)行，廢水從頂部噴入，經(jīng)旋轉(zhuǎn)噴淋頭呈雨?duì)?噴入體內(nèi)。塔內(nèi)設(shè)有多層?xùn)鸥窦皷鸥裆暇哂刑盍�，塔底鼓風(fēng)(引風(fēng)機(jī) 出壓)進(jìn)入的螺旋上升煙氣，最終塔頂水蒸汽、煙氣中尾氣、熱氣、 CO2氣，不停地?fù)]發(fā)液滴含量不斷上升，而壁流又匯入循環(huán)池。經(jīng)多 次循環(huán)后冷卻，當(dāng)循環(huán)池的液體達(dá)到波美度為24-25時(shí)，液體進(jìn)入另 一個(gè)冷落循環(huán)池，充分析出Na2SO4·10H2O芒硝針狀白色晶體。
一、余熱利用煙塔蒸發(fā)廢水，分離約1/2量水分。令廢水兩大組 分Na2SO4及H2SO4自動(dòng)分開。硫酸帶有機(jī)膠質(zhì)，醣、醛、醇等混合 液體去單獨(dú)送去處理含堿性的鉀錳尾礦，利用礦中堿性氧化物中和消 耗硫酸。制造硫酸鹽溶液，使不反應(yīng)的MnO2沉出。廢水中全部硫酸， 真正代替了工業(yè)硫酸，用于生產(chǎn)，充分節(jié)約了硫酸，又生出多種產(chǎn)物。
二、分離出來的芒硝，Na2SO4·10H2O又帶出了1/3-1/4量水份， 溶解后，濾液加入硫化鋇水溶液生產(chǎn)出的白色沉淀硫酸鋇同時(shí)生產(chǎn)出 工業(yè)應(yīng)用廣泛的硫化鈉液體原料，硫化鈉液體加熱為35-45%含水量。
三、過濾循環(huán)液濾出碳化塊，膠質(zhì)泥全拌入煤炭中，這些碳及烴 類都能在煤燃燒時(shí)，發(fā)熱燃燒成為生物質(zhì)燃料。受熱分散于懸浮液中 膠態(tài)細(xì)木質(zhì)素發(fā)生聚沉于循環(huán)池，同時(shí)還可以增加5%-8%木質(zhì)素的收 率。
生產(chǎn)出硫化鈉經(jīng)蒸發(fā)濃縮成40%-50%的溶液為產(chǎn)品出售。
如此工藝，既不用石灰中和排放廢水，更不會(huì)浪費(fèi)廢水中酸及硫 酸鈉。每日幾百立方廢水能回收利用多噸硫酸生產(chǎn)出大量硫化鈉，二 氧化錳和鉀鹽。非但不花多大成本投入的只有煤電、人工，生產(chǎn) 出多種產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益，投資幾個(gè)月就全收回，廢水治理的資金。
本發(fā)明有如下特點(diǎn)：
1、不投入石灰，不浪費(fèi)廢水中酸堿成份，基本全回收利用。
2、不為治理投入消極成本，反而治理為業(yè)主創(chuàng)造高附加值收益。
3、高效循環(huán)經(jīng)濟(jì)，環(huán)保型清潔生產(chǎn)專利工藝發(fā)明。
4、蒸發(fā)工藝過程中，設(shè)備簡(jiǎn)易，投資小，利用效益高，節(jié)能環(huán) 保。
5、投資資源高效循環(huán)利用，無新三廢危害環(huán)境是典型創(chuàng)造型， 新型廢水利用治理課題。
6、可回收廢水中5%-8%以上細(xì)粒木質(zhì)素產(chǎn)品，增大產(chǎn)品收益， 創(chuàng)造出新的經(jīng)濟(jì)效益。
含硫酸的黑液中碳化后的膠質(zhì)、糖、醇、醛等到過濾后處理含堿性鉀錳尾 礦，生產(chǎn)出工業(yè)二氧化錳和氯化鉀.
鉀錳尾礦中堿性成份，在遇到酸性水溶液后，能立即發(fā)生中和 反應(yīng)，一噸干基尾礦，耗92-96%硫酸量約400kg;10%以下含酸的水 溶液都能對(duì)它起到中和水解反應(yīng)。廢水中殘酸正好代表投入的正品 酸，而尾礦中金屬堿性成份又正起到石灰乳中和酸的作用。更好的是 在酸性環(huán)境中，尾礦中氧化劑MnO2含量25%以上，它正需要還原劑的 存在，才能令它轉(zhuǎn)化成可溶性的低價(jià)錳MnSO4，進(jìn)入水溶液中。(MnO2是四價(jià)錳，不溶于水及酸，MnSO4是可溶于水的二價(jià)錳)。這樣廢水中 具耗氧能力很強(qiáng)的有機(jī)單醣組分，正起到還原劑作用。由于H2SO4及 MnO2的共存反應(yīng)，使廢水中醣還原能力徹底消失，就大大降低CoD值。 因此，每噸干基鉀錳尾礦，正好中和掉4-5m3廢水中酸，能代替300kg 生石灰來處理它們。相應(yīng)的尾礦中MnO2約1噸，足可降低4m3廢水的 CoD值，這樣一舉兩得地處理酸及CoD值。同時(shí)又令鉀錳尾礦中各金 屬氧化物，生成它們的混合硫酸鹽溶液。至于廢水中大量的硫酸納， 自然地混于各硫酸鹽。
在含硫酸的黑液中加入氯化鈣，氯化鈣介入轉(zhuǎn)化成HCl，黑液處理鉀錳 尾礦先生成不溶于酸水的Ca SO4·2H2O;剩余溶液中加入石灰乳加壓和過 濾生產(chǎn)出不溶于溶液含量為75%的二氧化錳和氯化鈣、氯化鉀母液;氯化鈣、 氯化鉀母液通過經(jīng)攪拌蒸發(fā)濃縮，冷卻析出氯化鉀，最后為氯化鈣重新用于含 硫酸的黑液中處理鉀錳尾礦。
