公布日：2022.04.12
申請日：2021.12.17
分類號(hào)：C02F9/04(2006.01)I;B01F21/00(2022.01)I;C01D3/14(2006.01)I;C01D5/16(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于廢棄再利用領(lǐng)域，尤其涉及一種廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，包括低溫溶鹽單元、氯化鈉純化單元和芒硝純化單元，所述低溫溶鹽單元包括通過管路連接的第一溶鹽設(shè)備和第一固液分離設(shè)備，所述第一溶鹽設(shè)備內(nèi)有攪拌裝置并使設(shè)備內(nèi)溶液保持在0-5度的反應(yīng)環(huán)境，所述第一固液分離設(shè)備出口分為固相出口和液相出口，其中液相出口與氯化鈉純化單元相連，固相出口與芒硝純化單元相連。本發(fā)明同時(shí)公開一種利用該系統(tǒng)對廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純的方法。本發(fā)明創(chuàng)新性的使用低溫水作為雜鹽溶劑節(jié)約了能耗和工序、并通過分質(zhì)提取的方式獲得高純度硫酸鈉和氯化鈉，且整個(gè)布局合理節(jié)能有效。
權(quán)利要求書
1.一種廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：包括低溫溶鹽單元、氯化鈉純化單元和芒硝純化單元，所述低溫溶鹽單元包括通過管路連接的第一溶鹽設(shè)備（1）和第一固液分離設(shè)備（2），所述第一溶鹽設(shè)備內(nèi)有攪拌裝置并使設(shè)備內(nèi)溶液保持在0-5度的反應(yīng)環(huán)境，所述第一固液分離設(shè)備出口分為固相出口和液相出口，其中液相出口與氯化鈉純化單元相連，固相出口與芒硝純化單元相連。
2.按權(quán)利要求1所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：所述氯化鈉純化單元包括預(yù)熱組件（3）、納濾膜分鹽系統(tǒng)（4）、反滲透膜濃縮組件（5）和蒸發(fā)結(jié)晶裝置（6），所述液相出口連接至預(yù)熱組件（3）冷水源進(jìn)口，預(yù)熱組件（3）熱水源出口經(jīng)管路與納濾膜分鹽系統(tǒng)（4）連接，所述納濾膜分鹽系統(tǒng)（4）對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中納濾產(chǎn)水出口接入反滲透膜組件（5），反滲透膜組件（5）的濃水出口與蒸發(fā)結(jié)晶裝置（6）相連，反滲透膜組件（5）產(chǎn)水出口通過回流管路連接至預(yù)熱組件（3）熱水副進(jìn)口。
3.按權(quán)利要求1所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：所述芒硝純化單元包括第二溶鹽設(shè)備（7）、第二固液分離設(shè)備（8）、熔融結(jié)晶設(shè)備（9），所述固相出口與第二溶鹽設(shè)備（7）相連，第二溶鹽設(shè)備（7）通過管路與第二固液分離設(shè)備（8）連接，第二固液分離設(shè)備的沉淀出口連接至熔融結(jié)晶設(shè)備（9），第二固液分離設(shè)備的清液出口經(jīng)管路回流至第一溶鹽設(shè)備（1）和\或第二溶鹽設(shè)備（7）。
4.按權(quán)利要求1或2或3任意項(xiàng)所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：還包括預(yù)冷器（10），所述預(yù)冷器（10）安裝在第二分離設(shè)備（8）的清液出口與第一溶鹽設(shè)備（1）和第二溶鹽設(shè)備（7）之間的管路上,所述預(yù)熱組件（3）的冷水副出口通過管路連接至預(yù)冷器入口。
5.按權(quán)利要求2或3所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：所述納濾膜分鹽系統(tǒng)（4）得到的芒硝固體通過管路連接至熔融結(jié)晶設(shè)備。
6.按權(quán)利要求1或3任意項(xiàng)所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：所述第一固液分離設(shè)備（2）和第二固液分離設(shè)備（8）包括但不限于離心機(jī)、壓濾機(jī)、過濾機(jī)。
7.按權(quán)利要求2所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：所述納濾膜分鹽系統(tǒng)（4）采用申請人現(xiàn)有專利CN202021177913.8，該專利通過CDNF對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水。
8.按權(quán)利要求2所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)熱組件（3）為加熱器或換熱器。
9.一種利用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)進(jìn)行提純的方法，其特征在于：包括以下步驟：a、將雜鹽投加在第一溶鹽設(shè)備（1）中，向第一溶鹽設(shè)備加入溫度0-5度的淡水，使第一溶鹽設(shè)備保持0-5度的反應(yīng)環(huán)境，使氯化鈉濃度保持在24-26.3%，溶解全部氯化鈉形成氯化鈉溶液并結(jié)晶析出芒硝。b、對步驟a的結(jié)晶液進(jìn)行固液分離，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間，其中氯化鈉溶液作為冷水源經(jīng)過換熱器（3）升溫至25-40℃后進(jìn)入納濾膜分鹽系統(tǒng)（4）提純得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中芒硝固體進(jìn)入熔融結(jié)晶設(shè)備（9）處理，納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件（5）處理。c、納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件（5），所得濃縮液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶后得到高純度固體氯化鈉，所得透過液返回?fù)Q熱器（3），并利用步驟b所述的冷水源換熱降溫，作為溫度0-5度的次冷水。d、步驟a析出的芒硝在第二溶鹽設(shè)備（7）中經(jīng)過低溫沖洗進(jìn)入第二固液分離設(shè)備（8），固液分離后得到的芒硝與步驟b得到的芒硝固體共同進(jìn)入熔融結(jié)晶設(shè)備（9）處理后得到高純度硫酸鈉固體，固液分離得到的含濃度低于7%的硫酸鈉清液和步驟c得到的次冷水混合經(jīng)預(yù)冷器（10）以降溫至0-5度，并返回第一溶鹽設(shè)備（1）和/或第二溶鹽設(shè)備（7）重新作為冷水循環(huán)使用，在上述步驟循環(huán)過程中冷水中硫酸鈉濃度逐漸最高升至7%。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開一種廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，包括低溫溶鹽單元、氯化鈉純化單元和芒硝純化單元，所述低溫溶鹽單元包括通過管路連接的第一溶鹽設(shè)備和第一固液分離設(shè)備，所述第一溶鹽設(shè)備內(nèi)有攪拌裝置并使設(shè)備內(nèi)溶液保持在0-5度的反應(yīng)環(huán)境，所述第一固液分離設(shè)備出口分為固相出口和液相出口，其中液相出口與氯化鈉純化單元相連，固相出口與芒硝純化單元相連。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，所述氯化鈉純化單元包括預(yù)熱組件、納濾膜分鹽系統(tǒng)、反滲透膜濃縮組件和蒸發(fā)結(jié)晶裝置，所述液相出口連接至預(yù)熱組件冷水源進(jìn)口，預(yù)熱組件熱水源出口經(jīng)管路與納濾膜分鹽系統(tǒng)連接，所述納濾膜分鹽系統(tǒng)對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中納濾產(chǎn)水出口接入反滲透膜組件，反滲透膜組件的濃水出口與蒸發(fā)結(jié)晶裝置相連，反滲透膜組件產(chǎn)水出口通過回流管路連接至預(yù)熱組件熱水副進(jìn)口。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，所述芒硝純化單元包括第二溶鹽設(shè)備、第二固液分離設(shè)備、熔融結(jié)晶設(shè)備，所述固相出口與第二溶鹽設(shè)備相連，第二溶鹽設(shè)備通過管路與第二固液分離設(shè)備連接，第二固液分離設(shè)備的沉淀出口連接至熔融結(jié)晶設(shè)備，第二固液分離設(shè)備的清液出口經(jīng)管路回流至第一溶鹽設(shè)備和\或第二溶鹽設(shè)備。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，還包括預(yù)冷器，所述預(yù)冷器安裝在第二分離設(shè)備的清液出口與第一溶鹽設(shè)備和第二溶鹽設(shè)備之間的管路上,所述預(yù)熱組件的冷水副出口通過管路連接至預(yù)冷器入口。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，所述納濾膜分鹽系統(tǒng)得到的芒硝固體通過管路連接至熔融結(jié)晶設(shè)備。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，所述第一固液分離設(shè)備和第二固液分離設(shè)備包括但不限于離心機(jī)、壓濾機(jī)、過濾機(jī)。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，所述納濾膜分鹽系統(tǒng)采用申請人現(xiàn)有專利CN202021177913.8，該專利通過CDNF對溶液中的氯化鈉進(jìn)行提純，得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)，所述預(yù)熱組件為加熱器或換熱器。
本發(fā)明同時(shí)公布一項(xiàng)利用所述廢水處理產(chǎn)生雜鹽提純系統(tǒng)進(jìn)行提純的方法，包括以下步驟：a、將雜鹽投加在第一溶鹽設(shè)備中，向第一溶鹽設(shè)備加入溫度0-5度的淡水，使第一溶鹽設(shè)備保持0-5度的反應(yīng)環(huán)境，使氯化鈉濃度保持在24-26.3%，溶解全部氯化鈉形成氯化鈉溶液并結(jié)晶析出芒硝。
b、對步驟a的結(jié)晶液進(jìn)行固液分離，其中氯化鈉溶液作為冷水源經(jīng)過換熱器升溫至25-40℃后進(jìn)入納濾膜分鹽系統(tǒng)提純得到芒硝固體和以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水，其中芒硝固體進(jìn)入熔融結(jié)晶設(shè)備處理，納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件處理。
c、納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透膜組件，所得濃縮液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶后得到高純度固體氯化鈉，所得透過液返回?fù)Q熱器，并利用步驟2所述的冷水源換熱降溫，作為溫度0-5度的次冷水。
d、步驟a析出的芒硝在第二溶鹽設(shè)備中經(jīng)過低溫沖洗進(jìn)入第二固液分離設(shè)備，固液分離后得到的芒硝與步驟b得到的芒硝固體共同進(jìn)入熔融結(jié)晶設(shè)備處理后得到高純度硫酸鈉固體，固液分離得到的含濃度低于7%的硫酸鈉清液和步驟c得到的次冷水混合經(jīng)預(yù)冷器以降溫至0-5度，并返回第一溶鹽設(shè)備和/或第二溶鹽設(shè)備重新作為冷水循環(huán)使用，在上述步驟循環(huán)過程中冷水中硫酸鈉濃度逐漸最高升至7%。
本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明創(chuàng)新性地使用低溫水作為溶劑溶解雜鹽析出芒硝，從而可以直接對芒硝處理提純，減少了傳統(tǒng)雜鹽分離系統(tǒng)中升溫溶解、配合納濾系統(tǒng)使用要求進(jìn)行降溫以及升溫結(jié)晶等過程的步序和能量損耗；2、本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)體現(xiàn)是，現(xiàn)有技術(shù)都是對雜鹽中的氯化鈉和硫酸鈉同步蒸發(fā)或冷凍結(jié)晶，因此純度不高，加上氯化鈉等產(chǎn)品價(jià)格低廉等因素再投入提純價(jià)值意義不大；本發(fā)明則實(shí)現(xiàn)了硫酸鈉和氯化鈉分質(zhì)提純，直接可得高純度成品，提高了企業(yè)生產(chǎn)多樣性，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)增收。
3、冷水源可以直接分離芒硝，并且冷水源獲取方式多樣而且經(jīng)濟(jì)，典型的如季節(jié)性水源和低溫自來水等，亦可將溶鹽設(shè)備設(shè)計(jì)為低溫設(shè)備；并通過合理布局，使冷水在整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)過程中維持低溫，并最終將冷水中硫酸鈉濃度最高提升至7%作為溶鹽溶劑，節(jié)約能耗并提高了水資源利用率。
（發(fā)明人：李越彪;林會(huì)杰;李輝;李志偉;馮麗蓉;張卓）
