一种含盐废弃物的利用处置排放系统及方法

技术领域

本发明属于废物处置利用、压载水仓治理和压载水治理协同治理的环保领域，具体涉及一种含盐废弃物的利用处置排放方法。

背景技术

背景一、在化工、冶金、电镀、垃圾焚烧的生产过程中会产生大量的成分复杂的无机盐类，这些废盐不能直接用作工业原料；一般是按废物进行处置，其处理费用昂贵，增加了企业的生产成本，也未充分实现资源化的回收和利用。目前处理此类盐的常用方法为有两种，一种是将无机杂盐高温煅烧分解和氧化无机盐中的有机物，再经过溶解精制得到符合工业用盐标准的无机盐；另一种是用水溶解无机盐，除去杂质及不溶物，精制结晶得到无机盐。这两种方法需要通过利用多种分离提纯方法，将无机盐提纯得到纯度较高的单盐，但由于其组分较复杂，分离困难，造成工艺复杂，成本增加。本发明用回收的副产盐为原料用于海洋船舶压舱用水治理，减少回收工序，降低生产成本；实现废物的资源化利用，符合绿色环保的发展理念。

中国专利公开号CN107128951的文献，公开了《一种除去无机盐中有机物的方法》，包括：1)在低于盐熔点的温度下，将含有有机物杂质的固态盐裂解，并将裂解后的热固态盐加入到熔盐炉中；2)通过加热使热固态盐熔化成液态盐，液态盐流经若干个置于高温热气中的容器，高温热气与容器中的液态盐的液面直接接触，通过液态盐的液面和容器壁对液态盐进行加热，裂解或氧化掉液态盐中的有机物，然后从出料口排出。该方法主要是去除盐中含有的有机物，不能有效去除无机盐杂质，不适合无机混合盐的精制。该方法没有提出精制后盐的质量要求，也没有提出利用精制后盐进一步生产产品的综合利用方法。

中国专利公开号CN109179540公开了一种含盐废水MVR盐钾分质结晶工艺，将含盐废水通过预热系统预热；预热后料液进入蒸发器，浓缩后的料液继续进入结晶器，结晶器的澄清母液进入闪发罐1,闪发并进一步浓缩，随后送至闪发罐2，析出结晶氯化钾，闪发罐2的澄清母液送回至结晶器。结晶器盐腿析出的结晶氯化钠盐通过盐腿排至盐浆桶1，再送至增稠器1，增稠后的浆料进入离心机1脱水；从离心机1出来的湿料固体进入干燥床干燥后得到结晶氯化钠盐成品。闪发罐2的钾盐浆排至盐浆桶2，再送至增稠器2，增稠后的浆料进入离心机2脱水；从离心机出来的固体即为结晶氯化钾盐成品。该方法工艺繁复，因钾盐和钠盐完全分离困难，需要多次分离提纯，使生产成本大增。

中国专利公开号CN103508602A公开了一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺，将工业废水经超滤预处理后经过高压泵输送至反渗透过程，渗透侧出水回用，对过滤多次后的浓缩液进行电渗析处理，经电渗析浓缩后的物料进行蒸发和结晶，得到盐泥和冷凝水，对盐泥进行后处理，冷凝水回用。该方法将反渗透、电渗析与蒸发结晶相结合使用，因渗透膜价格贵且废水对其污染严重，需要经常更换，使生产成本增加。另外得到的固体为杂盐，属于危险固废，增加了处置费用。

中国专利公开号CN110227702A公开了一种利用化工废盐制备熔剂的方法，包括(1)通过高温处置方式，去除废盐中的有机物和易分解无机化合物；(2)溶解过滤去除不溶物，冷却结晶或浓缩得到除杂废盐；(3)调节除杂废盐成分，得到熔剂的前驱体；(4)将前驱体直接干燥或者高温熔融得到熔剂产品。该方法通过高温分解、溶解过滤、浓缩结晶等方法得到除杂废盐，调节除杂废盐成分成分后用作熔剂产品。

中国专利公开号CN204779210U公开了一种垃圾飞灰水洗液蒸发脱盐系统，包括预热器、降膜蒸发器、降膜分离器、强制循环分离器、强制循环蒸发器、稠厚器、离心机、母液罐、压缩机系统和冷凝水罐；该系统将蒸发浓缩和蒸发结晶分为两个相对独立的单元，利用MVR蒸发技术，将垃圾飞灰水洗液进行蒸发和浓缩；另外该系统后续设置稠厚器和离心机，通过稠厚器沉降浓缩和离心机分离后，垃圾飞灰水洗液中的盐得以最终分离。该方法工艺复杂操作步骤较多，需要较多的生产设备；得到的最终分离的盐需要多次重复精制，生产成本高昂。

背景二、在海洋运输航行中，船舶空载时要保持一定深度的吃水而不至于倾覆，需要用压载水来保持船舶航行安全；在船舶载货的状态下也可以用压载水在各压载舱之间的压载和调节，保证船舶在特定的水域中顺利、安全航行。海洋船舶压载用水中含有较多的微生物和细菌，因船舶航行中交叉排放导致海洋生态环境影响。目前船舶压载水的处理方法主要有机械清除、物理清除、化学清除等方法；机械清除和物理清除需要消耗能源来达到目的，化学清除需要试剂和药品来达到目的。常用的化学方法有加入消毒剂，加入次氯酸盐、双氧水等强氧化剂、凝结剂等达到处理目的。

中国专利公开号CN101516788B公开了一种船舶压载水的处理方法，该方法使用次氯酸盐将船舶压载水的残留氯浓度调节至1-1000质量ppm以杀灭细菌、微生物或者生物，然后通过使用亚硫酸盐将残留氯从船舶压载水除去。该方法使用的药剂价格较贵，生产成本较高。

中国专利公开号CN201620053U公开了一种新型船舶压载水处理系统，其特征在于它包含压载水泵(1)、盐度传感器或者电导率传感器(2)、过滤器(3)、流量计(4)、自动控制和报警单元(5)、EUT单元(6)、总剩余氧化物传感器(7)、阀门和管道。该系统同时采用了物理过滤技术、电催化技术、物化超声技术。该方法使用的设备价格昂贵，生产成本较高。

中国专利公开号CN104755434A公开了一种船舶压载水处理系统。该发明所述的船舶压载水处理系统包括：臭氧起泡单元，被提供在压载水流经的管道内，用于将供应的臭氧转变为气泡；用于供应海水的渠道，它是分离的管线，不是所述管道的分支，该渠道的一个侧部是连接到臭氧起泡单元，以致将海水供应到该臭氧起泡单元；以及海水泵单元，被提供在海水供应渠道内，用于将海水泵入臭氧起泡单元。该方法使用的设备价格昂贵，生产成本较高。

中国专利公开号CN106222689A公开了一种电解海水法船舶压载水处理系统。该发明利用电解除氢单元循环电解海水，产生含氯化合物来处理压载水。该方法电解时需要消耗能源，同时产生氢气存在安全问题。

背景三、陆源污染物的废水排放方式主要有废水岸边排放、废水深海离岸排放两种方式，以上方式都是固定源排放，在污染物排放过程中对排放口周边的海洋生态环境会造成很大的影响，尤其是含盐水溶液排放。

综上可知，在化工、冶金、电镀、环保治理领域产生了大量的废盐，废盐组分复杂，需要多次分离提纯才能得到比较纯净的副产盐，生产利用处置成本较高,同时部分工厂将混合盐溶液经处理后，由管道排放至近海海域，将导致近海海域海水盐度增高，破坏了区域性的海洋环境，不利于近海养殖业等产业的发展。现有的海洋船舶压载水中含有较多的微生物和细菌，因船舶航行中交叉排放压载水导致海洋生态环境受到影响；压载水水仓结构复杂，难以进行有效的消毒。

发明内容

针对目前废盐、含盐废液和含盐废水处置利用的不足，本发明提供了一种含盐废弃物的利用处置排放方法，以废盐、含盐废液或含盐废水为原料经过预处理后得到副产盐，不需要深度分离提纯，用于海洋船舶压载水治理，在排出压载水的海域排放经消毒灭活处理的压载水，具有非常好的环境效益和经济效益，同时也符合环境保护法的相关规定。本发明扩大了副产盐的使用范围，创新性的提出了废盐及其各形态废料排海的排放方式，降低了近岸海域的生态污染影响。

申请人通过综合考虑企业废物再利用和船舶压载水仓以及压载水处理，总结出一种含盐废弃物的利用处置排放系统及方法，将废盐通过精制后，将废盐输送至压载水仓，提高压载水仓的溶液盐度，抑制和杀灭压载水仓和压载水中的微生物，实现废盐再利用，并且不影响近海海域盐度，减少含盐水溶液近岸排放的生态环境影响。同时本发明中的废盐及其不同形态，均是通过预处理的，去除了对环境有危害的成分，并且根据环境保护法的规定，利用废盐添加在压载水舱中对压载水仓和压载水进行处理后将高盐度的处理水排入远海。

本发明采用如下技术方案，一种含盐废弃物的利用处置排放方法；

以废盐、含盐废液或含盐废水为原料经过预处理后得到副产无机盐或者副产无机盐水溶液；

向船舶压载水仓中加入上述副产无机盐或副产无机盐水溶液，进行压载水仓消毒以及压载水微生物灭活；

所述废盐、含盐废液或含盐废水来源为化工生产、冶金生产、电镀生产或环保治理的生产过程；

船舶航行过程中，采用离岸排放形式排放压载水；

所述的压载水仓消毒以及压载水微生物灭活是通过提升压载水仓内的原料水的无机盐浓度,改变压载水中的微生物生长环境，达到抑制船舶压载水仓微生物的效果和处理船舶压载水的目的。

所述的含盐废弃物是化工生产、冶金生产、电镀生产或环保治理的生产过程中所产生的废盐、含盐废液和含盐废水；所述的微生物灭活是通过提升压载水仓内原料水的无机盐浓度,改变了压载水中的微生物生长环境，达到抑制和杀灭船舶压载水微生物的目的，同时在处理过程中也完成了船舶压载水仓的消杀。

所述的船舶航行过程为船舶离开出发港进入目的港之间的行驶过程，不包括船舶停靠在码头的过程。进一步的，本申请的含盐废弃物的利用处置排放系统包括精制装置、加盐装置、储存装置、处理装置和排放装置；具体的，精制装置用于对废盐或者废盐溶液进行处理，去除有害物质，例如有机物，剧毒物质；副产盐或者副产盐溶液在加盐装置进行调配，并被输送到船舶的储存装置或位于码头的储存装置中，当使用码头的储存装置情况下，对应配置增压泵，将储存装置内的溶液泵送进入船舶上的储存装置(或压载水仓)

进一步，本申请的压载水仓可作为处理装置使用，处理装置从储存装置获取含盐压载副产盐溶液，待反应完全后通过排放装置排出。

进一步，本申请的压载水还可利用过滤处理、臭氧处理等常规处理装置进行补充处理，压载水经处理装置反应完全后通过排放装置排出。

进一步的，对废盐进行除杂，包括高温处置、溶解、加药沉淀、过滤、结晶、电解的一种或多种处理方法，得到副产盐。

进一步的，调节副产盐的成分，包括向副产盐中加入硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、氯化钠、氯化钾、氯化镁和氯化钙中的一种或多种；或者加入不同批次的副产盐调节成分，例如两家化工企业的废盐进行混合，得到预设比例的混合废盐。

进一步的，副产无机盐及其水溶液不包括剧毒废液，不含有放射性物质。

进一步的，所述的副产无机盐主要成分是氯化钠。

进一步的，本申请的含盐废弃物的利用处置排放系统包括精制装置，加盐装置，储存装置，处理装置，排放装置，具体的，精制装置用于对废盐或者废盐溶液进行处理，去除有害物质，例如有机物，剧毒物质，然后废盐或者废盐溶液通过加盐装置进行成分调节，通过运输进入船舶的储存装置，本申请中处理装置实际为压载水仓及其进水管道以及加料部件，处理装置从储存装置获取废盐或者废盐溶液，待反应完全后通过排放装置排出。

进一步的，所述的副产无机盐或副产无机盐水溶液按固体计算含有如下离子成分：钠离子质量含量10-39％、氯离子质量含量40-60％、钾离子质量含量0-20％、钙离子质量含量0-10％、镁离子质量含量0-10％、硫酸根离子质量含量0-12％。

进一步的，所述的副产无机盐或副产无机盐水溶液按固体计算含有如下离子成分：钠离子质量含量15-39％、氯离子质量含量40-60％、钾离子质量含量0.2-2.0％、钙离子质量含量0.2-2.0％、镁离子质量含量2.0-6.0％、硫酸根离子质量含量5.0-11.0％。

进一步的，所述的无机盐中氟元素含量<500ppm、铅元素含量<100ppm、钡

元素含量<1500ppm、砷元素<50ppm。

进一步的，所述的压载水仓消毒以及压载水微生物灭活，是同时对压载水仓和压载水进行压载水仓消毒以及压载水微生物灭活。

进一步的，所述提升原料水的无机盐浓度是指海水原料水的无机盐质量含量提升0.5％至30％或(和)非海水原料水的无机盐质量含量提升1.0％至30％。

进一步的，所述提升原料水的无机盐浓度是指海水原料水的无机盐质量含量提升0.5％至30％或(和)非海水原料水的无机盐质量含量提升1.5％至30％。

进一步的,所述的原料水可以是海水淡化浓水或海沙清洗水。

有益效果

1、降低含盐废弃物回收生产成本。因含盐废弃物来源广泛、成分复杂，其利用价值低，处置和综合利用难度大，需要多次分离提纯才能得到单一的比较纯净的副产盐，方可用于工业用途，导致生产成本增加。本发明利用海水中的盐由多种无机盐组成的特点，以含盐废弃物为原料生产副产无机盐，所制得的副产无机盐不需要再分离提纯，降低了精制难度，降低了生产成本。

2、解决含盐废弃物或副产无机盐的出路问题。本发明把废盐或副产无机盐用于海洋船舶压载水治理和压载水仓消杀，使其产生了经济价值，同时解决了部分废盐、含盐废水废液处置和资源综合利用问题，有非常好的环境效益和经济效益，并且针对废盐及其各形态的排放，也符合环境保护法相关的规定。

3、降低了船舶压载水仓和压载水的治理成本。本发明把副产无机盐作为抑制压载水中微生物用途，提升原水中的无机盐浓度，是一种有效抑制海洋船舶压载水中微生物生长和压载水舱进行消毒的有效方法。具有投资少、运行成本低、效果稳定持久的特点，由于副产无机盐价值低，可有效降低海洋船舶压载用水的处置成本。

4、本发明所用无机盐的成分为海水中现有成分，不会向海洋环境输入新的物质，同时由于是远洋排放，不会对近海海域形成干扰，避免了近海养殖业收到严重波及。本发明将含盐废弃物精制后用于船舶压载水仓和压载水治理，船舶在航行过程中排放压载水属于分散排放形式。与传统的固定源排放形式相比较，排放点周边海水盐度不会发生重大变化，不会对航行过程中的海洋生态环境会造成大影响。

附图说明

图1为本发明含盐废弃物的利用处置排放系统示意图

具体实施方式

以下结合实施列对本发明作进一步说明，本发明的保护范围不局限于下述的实施方式。

实施例1

取某化工企业废盐，检测其成分为氯化钠0.5-6.42％、氯化钾8.36％、碳酸氢钠7.52％、碳酸钠1.08％、苯甲酸钠3.84％、2-氨基吡啶1.46％、其他有机物2.13％、水27.16％和微量其他杂质。针对该废盐的氯化钠含量高、存在有机物、碳酸盐有害杂质特点，可采用高温熔融、水溶解过滤去除不溶物，用盐酸调滤液至pH7-8，加入无机盐调节组份。

取上述废盐100克放入熔盐炉内，缓慢升温至600℃，经过干燥、预热后，再升温至1300℃熔融除去有机物和部分不熔残渣，冷却降温，加水溶解，过滤除去不溶物。将溶液用盐酸调pH7.6，将溶液浓缩至干得到除杂盐64.31克。

在完成精制步骤后，向其中加入20克硫酸镁、20克氯化镁和氯化钠80克，混合均匀得到混合无机盐。经检测其中含钾2.38％、钠29.02％、镁4.91％、氯54.85％、硫酸根8.68％、碳0.05％、氮0.01％、磷0.01％、氟3ppm、铅(ND)、钡(ND)、砷(ND)、少量其他杂质，以上均为质量百分数(按固体物计算),由此完成了加盐步骤，得到副产盐或副产盐溶液，并运输至船舶储存装置进行储存。

取城市生活污水处理厂出水与上述的副产盐或副产盐溶液配制不同比例的含盐水液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

通过上述实验可知，在1％浓度的生活污水中，大肠杆菌增加很快，主要是因为1％的盐水与生理盐水接近，能够促进微生物生长；当水中盐浓度增大时大肠杆菌减少很多，具有抑制微生物的作用，并且通过上述配置过程，也可以将船舶的生活污水进行利用，使得经过滤的生活污水通过管道进入压载水仓，与储存装置的溶液进行配比，输送至压载水仓，进行处理。

取海水与上述的混合无机盐配制不同比例的含盐水液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

通过上述实验可知，在海水中增加无机盐的浓度，具有抑制微生物的作用；随着无机盐浓度的增加，抑制微生物的效果越好，在直接使用海水作为压载水时，仅需要将储存装置内的浓溶液与海水进行比例调配(具体浓度对应上表中的浓度增加量)对应的处理时间为浓度增加1.5％的情况下，为6小时，浓度增加3.5％的情况下，为4小时，浓度增加15％的情况下，仅需要1小时，而在高浓度增加量30％的情况下，实际只需要30分钟即可。

同时为了简洁表述，本申请其余实施例均针对副产无机盐的精制过程进行区别论述，对压载水仓的处理过程均为按照表格中无机盐含量增加值进行调配，由不同的压载水来源与储存装置的浓溶液进行调配，处理预设时间后，进行排放，机理上类似，浓度越高，处理时间越短。

实施例2

取冶金含盐废水1000克，经检测其中含氯化钠0.12％、硫酸钠16.24％、铜64ppm、锌8138ppm、铬62ppm、少量其他杂质。针对该含盐废水存在重金属有害杂质特点，可采用调节pH值后加入药剂除去重金属。

在搅拌下调节水溶液pH至8.0，向其中加入重金属捕捉剂，再加入聚丙烯酰胺溶液，静置后过滤沉淀等杂质得到除杂盐溶液。将溶液浓缩至干得到无机盐。经检测无机盐中含钠32.45％、氯0.56％、硫酸根66.95％、铜2ppm、锌14ppm、铬3ppm、氟(ND)、铅(ND)、钡(ND)、砷(ND)、少量其他杂质，以上均为质量百分数(按固体物计算)。

取海水与上述无机盐配制不同比例的含盐水液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

实施例3

取飞灰水洗的副产盐经检测混合盐中含钠29.94％、钾9.52％、钙2.02％、氯58.44％、铜2ppm、锌9ppm、镍3ppm、铅2ppm及少量其他杂质，以上均为质量百分数(按固体物计算)。

取飞灰水洗氯化物与淡水配制不同比例的含盐水液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

取飞灰水洗氯化物与海水配制不同比例的含盐水液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

实施例4

取某电镀企业废盐，检测其成分为氯化钠30.46％、氯化亚铁3.08％、三氯化铬0.68％、氯化锌0.25％、氢氧化铁20.71％、氢氧化铬1.69％、水32.95％、粘状有机物9.86％和微量其他杂质。针对该废盐的氯化钠含量高、存在有机物和重金属有害杂质特点，可采用高温熔融去除有机物,加水除去不溶的重金属氧化物后加入药剂除去重金属。

取上述无机废盐1000克放入熔盐炉内，缓慢升温至500℃，经过干燥、预热后，再升温至1300℃熔融除去有机物和部分不熔残渣，冷却降温，加水溶解，过滤除去不溶的重金属氧化物。滤液中加入少量重金属捕捉剂后，再加入少量聚丙烯酰胺溶液，静置后过滤，滤液浓缩结晶，干燥后得到无机盐256.42克。经检测其中含钠39.30％、氯60.65％、碳0.03％、铁2ppm、铬5ppm、锌12ppm、氟(ND)、铅(ND)、钡(ND)、砷(ND)、少量其他杂质，以上均为质量百分数(按固体物计算)。

取上述无机盐与海水配制不同比例的含盐水液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

实施例5

取海水淡化浓水，检测水液中无机盐浓度为6.52％(质量百分比)。

取淡水与海水淡化浓水配制不同比例的水溶液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

在本实施例中，还涉及到远洋船舶是具备海水淡化制取淡水供给船舶人员使用、沿海火力发电厂采取海水淡化制取淡水供发电生产使用的情况，通常情况下海水淡化后的浓排水是直接排放掉的，申请人还针对海水淡化组件，配备了高浓度海水储存仓，可以利用经淡化处理后得到的浓排水，直接泵送至储存系统(可以是船舶上的，也可以是码头的，如果是码头的，则在装载时利用增压泵输送至船舶上的储存装置)。

实施例6

取海沙清洗水，检测水液中无机盐浓度为5.37％(质量百分比)。

取海水与海沙清洗水配制不同比例的水溶液，放置0.5-6小时后，检测水液中大肠杆菌的菌落数量，实验检测数据如下表。

通过以上实施例可知，在原料水中还能够通过其他途径从本质上添加无机盐含量；而且随着无机盐浓度的增加，抑制微生物的效果越好。

综上，本发明的各个实施例都是通过提高压载水仓内压载水的无机盐浓度实现杀菌灭活的，其来源可以包括多种途径，并且包容性地利用了诸如生活污水，工厂废水，使其经处理后，不会再近海海域排放，避免了引起近海海域的污染，同时，通过本申请的技术方案，将各种途径的废水，利用到了船舶压载水仓的处理过程中，在船舶行驶过程中进行远海排放，实现了综合利用，无机盐主要成分为氯化钠，不会对海洋环境产生严重影响，其他杂质含量只要符合环保要求即可，通过本申请的方案，避免了近海排放对海域的干扰，并从根本上降低了压载水仓以及压载水的消杀成本高的难题，具备非常重要的实际意义。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。