一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法

技术领域

本发明属于盐腔利用技术领域，具体涉及一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法。

背景技术

近年来，井矿盐生产已成为我国制盐主流工艺，井矿盐产量已超过4000万吨/年，目前所占比例已超过海盐，成为第一大盐类。井矿盐开采主要是利用盐易溶于水的特性来进行资源开采，通过向地下盐矿中注入淡水后将盐溶解成为卤水，卤水被开采到地面后用于盐化工生产，与此同时在地下会形成一定体积的岩盐溶腔，溶腔单体容积约10-80万方(溶腔高度：5-100米，溶蚀直径：10-60米)。随着我国井矿盐资源的不断开采，地下形成的岩盐溶腔体积不断增大，每年将新增近1200万m

而这些岩盐溶腔不仅空间巨大，而且其均是NaCl、Na

同时，氨碱法制碱的废液作为一种高盐废水，含有NaCl、CaCl

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提出一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法，将制碱废液通过反渗透膜管道布入到地下盐腔中，利用反渗透膜管高效脱盐率的特点，将制碱废液中的水分进入到盐腔中将盐腔中的盐溶解，碱废液经浓缩后回流到井上与盐腔溶解液进行反应，得到的清液进行采卤，沉淀制备硫酸钙，利用盐腔使得制碱废液得到充分利用，利用率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法，包括以下步骤：将氨碱法制碱废液除砂后，通过反渗透膜管经输入管端布入到第一盐腔，然后顺着反渗透膜管的输出管端引出，进入井上搅拌装置；同时第一盐腔内的溶液慢慢顺着盐腔上部溢流口平流入第二盐腔，将第二盐腔中盐腔所得溶液用管道引入井上搅拌装置，控制各管流量和搅拌速度进行反应，并静置，上清液作为卤水采卤，沉淀为硫酸钙。

由于氨碱法制碱废液直接作为废水进行处理，量大，不仅成本高，而且还造成矿物质资源的浪费。本技术方案中通过将氨碱法制碱废液通过反渗透膜的方式通过到盐腔中，由于盐腔内浓度高温度高，使得反渗透膜管内的水分进入到盐腔并继续溶解盐腔内的盐得到高盐溶液，而反渗透膜管内的盐得到浓缩，最后通过在井上将两者混合，不仅可以充分利用氨碱法制碱废液的钙离子制备石膏，还可将盐腔中氯化钠以及制碱废液中氯化钠结合采卤，氨碱法制碱废液得到充分利用，同时盐腔也得到进一步利用。具体的，布置反渗透膜管时，可以一边通入废水，一边布置，这样可有效防止底部管道由于被压住而导致废液通入困难或堵塞。

进一步的，氨碱法制碱废液除砂的方法为：使用旋流除砂器对氨碱法制碱废液进行分砂处理，除去95-98％的粒径大于74μm的固体颗粒悬浮物，然后置于储存罐中静置4-8h，上清液备用。本技术方案中，通过尽可能的去除氨碱法制碱废液固体颗粒悬浮物，可延长后续反渗透膜的使用寿命以及产品的品质。

进一步的，除砂后的氨碱法制碱废液为含有以下主要成分的混合液：氯化钙85-110g/L和氯化钠30-40g/L。

进一步的，所述反渗透膜管的材质为聚酰胺复合膜；管径为20-50cm。

聚酰胺复合膜由无纺布层，支撑层和选择性活性层组成，膜的支撑层材料一般有聚碱(PSF)、聚醚碱(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、混合纤维素酯等，这些材料均廉价无毒、耐酸碱、机械强度高，具有优良的热稳定性和化学稳定性。本技术方案中，选用聚酰胺复合膜做成软管状，可以根据液体流通速度以及外侧压力给管道一定的压力，达到高效浓缩的目的。

进一步的，反渗透膜管布入第一盐腔的方式为：自下向上螺旋重叠排布，输入管端和输出管端不相邻。本技术方案中，通过将反渗透膜管自下而上螺旋排布，随着废水的通入，底部压力逐渐变大，无需额外加压或外部助理，渗透效率高。

进一步的，反渗透膜管的输入管段通入氨碱法制碱废液的速度为10-20L/s；反渗透膜管的输出管溶液中氯化钠的浓度达到200g/L以上，氯化钙的浓度达到500g/L以上。

本述技术方案中通过控制氨碱法制碱废液的流速，注入到盐腔底部，然后慢慢将浓缩溶液输出，水留在盐腔内可溶解盐腔内的盐，提高利用率。

进一步的，盐腔所得溶液中氯化钠的浓度达到300g/L以上，硫酸钠的浓度达到100g/L以上，当浓度达不到时，可延长溶液在盐腔内的时间。

进一步的，输出管溶液与盐腔所得溶液的体积比为1:5-7。本技术方案中，通过控制输出管溶液与盐腔所得溶液的体积，反应更充分，得到的卤水和硫酸钙杂质少。

进一步的，搅拌速度为在800-1000rpm下搅拌30-50min。

进一步的，静置时间为3-5h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将制碱废液通过反渗透膜管道自下而上的螺旋叠布到地下盐腔中，利用反渗透膜管高效脱盐率的特点以及通入废液后的高压状态，将制碱废液中的水分渗入到盐腔中将盐腔中的盐溶解，碱废液经浓缩后回流到井上与盐腔溶解液进行反应，得到的清液进行采卤，沉淀制备硫酸钙，可充分利用盐腔以及制碱废液中矿物质成分，利用率高，无固废液废排放，安全环保。

附图说明

图1为本发明利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用的流程示意图。

具体实施方式

下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。下述实施例涉及的原料若无特别说明，均为普通市售品，皆可通过市场购买获得。下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：

反渗透膜管的材质为聚酰胺复合膜；管径为30cm。

实施例1

本实施例提供一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用旋流除砂器对氨碱法制碱废液进行分砂处理，除去95-98％的粒径大于74μm的固体颗粒悬浮物，然后置于储存罐中静置8h，上清液备用，

(2)将上清液以10L/s的速度通过反渗透膜管经输入管端布入自下而上螺旋叠布到第一盐腔，然后顺着反渗透膜管的输出管端引出，进入井上搅拌反应池；同时第一盐腔内的溶液慢慢顺着盐腔上部溢流口平流入第二盐腔，将第二盐腔中盐腔所得溶液用管道引入井上搅拌反应池，示意图如图1所示，控制各管流量和搅拌速度进行反应，并静置，上清液作为卤水采卤，沉淀为硫酸钙。

其中，经检测输出管溶液中氯化钠的浓度达到225g/L，氯化钙的浓度达到530g/L；

盐腔所得溶液中氯化钠的浓度达到320g/L，硫酸钠的浓度达到135g/L；

输出管溶液与盐腔所得溶液的体积比为1:5；

搅拌速度为在800rpm下搅拌50min；

静置时间为5h。

实施例2

本实施例提供一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用旋流除砂器对氨碱法制碱废液进行分砂处理，除去95-98％的粒径大于74μm的固体颗粒悬浮物，然后置于储存罐中静置6h，上清液备用，

(2)将上清液以15L/s的速度通过反渗透膜管经输入管端布入自下而上螺旋叠布到第一盐腔，然后顺着反渗透膜管的输出管端引出，进入井上搅拌反应池；同时第一盐腔内的溶液慢慢顺着盐腔上部溢流口平流入第二盐腔，将第二盐腔中盐腔所得溶液用管道引入井上搅拌反应池，控制各管流量和搅拌速度进行反应，并静置，上清液作为卤水采卤，沉淀为硫酸钙。

其中，经检测输出管溶液中氯化钠的浓度达到218g/L，氯化钙的浓度达到520g/L；

盐腔所得溶液中氯化钠的浓度达到310g/L，硫酸钠的浓度达到120g/L；

输出管溶液与盐腔所得溶液的体积比为1:5.5；

搅拌速度为在9000rpm下搅拌400min；

静置时间为4h。

实施例3

本实施例提供一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用旋流除砂器对氨碱法制碱废液进行分砂处理，除去95-98％的粒径大于74μm的固体颗粒悬浮物，然后置于储存罐中静置4h，上清液备用，

(2)将上清液以20L/s的速度通过反渗透膜管经输入管端布入自下而上螺旋叠布到第一盐腔，然后顺着反渗透膜管的输出管端引出，进入井上搅拌反应池；同时第一盐腔内的溶液慢慢顺着盐腔上部溢流口平流入第二盐腔，将第二盐腔中盐腔所得溶液用管道引入井上搅拌反应池，，控制各管流量和搅拌速度进行反应，并静置，上清液作为卤水采卤，沉淀为硫酸钙。

其中，经检测输出管溶液中氯化钠的浓度达到210g/L，氯化钙的浓度达到505g/L；

盐腔所得溶液中氯化钠的浓度达到300g/L，硫酸钠的浓度达到100g/L；

输出管溶液与盐腔所得溶液的体积比为1:6.5；

搅拌速度为在1000rpm下搅拌30min；

静置时间为3h。

实施例4

本实施例提供一种利用地下盐腔处理高盐废水循环再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)使用旋流除砂器对氨碱法制碱废液进行分砂处理，除去95-98％的粒径大于74μm的固体颗粒悬浮物，然后置于储存罐中静置4h，上清液备用，

(2)将上清液以12L/s的速度通过反渗透膜管经输入管端布入自下而上螺旋叠布到第一盐腔，然后顺着反渗透膜管的输出管端引出，进入井上搅拌反应池；同时第一盐腔内的溶液慢慢顺着盐腔上部溢流口平流入第二盐腔，将第二盐腔中盐腔所得溶液用管道引入井上搅拌反应池，控制各管流量和搅拌速度进行反应，并静置，上清液作为卤水采卤，沉淀为硫酸钙。

其中，经检测输出管溶液中氯化钠的浓度达到222g/L，氯化钙的浓度达到528g/L；

盐腔所得溶液中氯化钠的浓度达到300g/L，硫酸钠的浓度达到100g/L；

输出管溶液与盐腔所得溶液的体积比为1:7；

搅拌速度为在8000rpm下搅拌50min；

静置时间为3h。

取本发明实施例1中搅拌反应池内的上清溶液和沉淀进行检测，结果如表1-2所示。

表1：实施例1中所得上清液质量指标

由表1的数据可知，通过本发明的方法得到的卤水氯化钠含量高，可用于直接采卤，具有很高的应用价值。

表2：实施例1中所得沉淀质量指标

由表2的数据可知，通过本发明的方法，副产的石膏的含量可以达到98％以上，白度达到89，具有很高的附加值。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。