一种高盐废水中NaCl与Na2SO4的分离方法及系统

技术领域

本发明涉及高盐废水处理技术领域，尤其涉及一种高盐废水中NaCl与Na

背景技术

随着现代工业技术的发展，高盐废水量迅速增长，高盐废水中主要含Cl

直接排放不仅会造成资源浪费，还会对生态环境造成极大破坏。目前，工业高盐废水的处理往往要求“零”液体排放，以尽量减少受纳水体的污染，回收淡水和盐，实现资源化利用。

高盐废水处理主要采用膜分离技术、热蒸发技术、分步结晶技术，通过膜分离技术和热蒸发技术进一步浓缩高盐废水，同时回收大量淡水资源，然后再通过结晶工艺进行固化处理，实现零排放。然而由于高盐废水无机盐离子含量种类多，成分复杂，在结晶过程中会出现两种或多种盐共结晶的情况，干化后多种盐晶体团聚在一起成为混合结晶盐(即所谓的杂盐)，最终只能作为危险废弃物处理。

在实际的工艺过程中，往往不是简单脱盐过程，而是需要选择性脱出某一个或某一类盐，并回收利用其中某一个或某一类盐。这就需要根据实际工艺过程需要，从循环经济和绿色化学的角度出发，创新提出高盐废水的处理方案。

发明内容

本发明针对高盐废水处理过程中产生的杂盐问题，提出在高盐废水蒸发过程中通过参数调控实现不同晶体间的分散结晶，再根据不同结晶盐之间的形貌和密度差异，通过水动力装置最终实现不同盐晶体的高效分离和回收。本方法克服了传统的膜法、热法、分步结晶技术所固有的高能耗、高成本、易二次污染等缺陷，实现了高盐废水的分散结晶和高效分离，降低了废水的资源化成本。

本发明第一方面在于提供一种高盐废水中NaCl与Na

预蒸发：将高盐废水先进行预蒸发，得到接近饱和的浓缩液，所述浓缩液中NaCl的浓度为18.5％-19.0％，Na

蒸发共结晶：将所述浓缩液进行蒸发共结晶，得到晶浆，通过水动力装置进行固-固分离，分别得到NaCl晶体和Na

具体地，在蒸发共结晶步骤中，蒸发温度为25℃，蒸发率为24％-38％。

具体地，所述水动力装置为湿法筛分装置、旋流离心装置、震动摇床装置、逆流沉降装置中的任一种。

本发明第二方面在于提供一种高盐废水中NaCl与Na

具体地，所述预蒸发装置具有高盐废水入口、预蒸发器和浓缩液出口；所述蒸发共结晶装置具有浓缩液入口、蒸发共结晶室和晶浆出口；所述水动力装置为逆流沉积装置，包括晶浆入口、蠕动泵、溢流管、晶体收集器；所述浓缩液出口与浓缩液入口连通，所述晶浆出口与晶浆入口连通。

具体地，所述逆流沉积装置为单级逆流沉积装置和双级逆流沉积装置中的任一种。

具体地，当逆流沉积装置为单级逆流沉积装置时，所述晶体收集器包括第一晶体收集器和第二晶体收集器，所述溢流管的外侧的上下端分别设置有上管口和下管口；所述上管口用于连接第一晶体收集器，用于分离并收集Na

具体地，当逆流沉积装置为双级逆流沉积装置时，所述晶体收集器包括第一晶体收集器、第二晶体收集器和第三晶体收集器；所述溢流管包括一级溢流管和二级溢流管，所述一级溢流管的上端设置有第一上管口，所述第一上管口用于连接二级溢流管，所述一级溢流管的下端设置有第一下管口，所述第一下管口用于连接第一晶体收集器，用于分离并收集NaCl晶体；所述二级溢流管的上端设置有第二上管口，所述第二上管口用于连接第二晶体收集器，用于分离并收集Na

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的NaCl与Na

(2)本发明基于斯托克斯沉降末速理论，自制了逆流沉降装置，利用NaCl与Na

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中晶浆中晶体的形貌图；

图2为本发明自制的单级逆流沉降装置示意图；

图3为本发明不同蒸发温度下蒸发共结晶得到晶浆中晶体的形貌图；

图4为本发明自制的双级逆流沉降装置示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将高盐废水通过预蒸发装置高盐废水入口，置于预蒸发器中先进行预蒸发，得到接近饱和的浓缩液，所述浓缩液中NaCl的浓度为18.51％，Na

将浓缩液通过浓缩液入口，置于蒸发共结晶室中，设置蒸发温度为25℃，蒸发率为28.66％，将所述浓缩液进行蒸发共结晶，得到晶浆，即得到待分离样品a，将待分离样品a静置1h，通过逆流沉降装置分别进行NaCl和Na

在本发明的实施例中，逆流沉降装置为单级逆流沉降装置，请参考图2，图2为本发明自制的单级逆流沉降装置示意图，单级逆流沉积装置包括晶浆入口、蠕动泵、溢流管、第一晶体收集器和第二晶体收集器。

将待分离样品a通过晶浆入口进入溢流管中，利用逆流沉降装置进行固固分离，通过蠕动泵控制晶浆流速为v＝0.03m/s，溢流管的管径为1.5cm，所述溢流管的外侧的上下端分别设置有上管口和下管口；上管口用于连接第一晶体收集器，用于分离并收集Na

对比例

在蒸发共结晶温度中，蒸发温度的选择对晶体的形貌和粒径大小有重要影响，因此，在合理的蒸发温度进行共结晶非常重要。因此本发明为了选择最优的蒸发温度，设置在不同的蒸发温度下进行共结晶，利用激光粒度仪测试平均粒径和粒径分布(CV值)。对比例1-2与实施例1的工艺、参数和装置相同，区别仅在于蒸发共结晶中，蒸发温度不同，对比例1的蒸发温度为30℃，对比例2的蒸发温度为35℃，测试结果如表1所示，并将实施例1和对比例1-2制备所得的晶浆分别在显微镜下进行观察，其形貌结构如图3所示。

表1

从图3和表1中可以看出，三个温度下的Na

实施例2

将高盐废水在预蒸发器中先进行预蒸发，得到接近饱和的浓缩液，所述浓缩液中NaCl的浓度为18.75％，Na

在蒸发共结晶室中，设置蒸发温度为25℃，蒸发率为24.31％，将所述浓缩液进行蒸发共结晶，得到晶浆，即得到待分离样品b，将待分离样品b静置1h后，通过逆流沉降装置分别进行NaCl和Na

在本发明的实施例中，逆流沉降装置为双级逆流沉降装置，请参考图4，图4为本发明自制的双级逆流沉降装置示意图，双级逆流沉积装置包括晶浆入口、蠕动泵、一级溢流管、二级溢流管、第一晶体收集器、第二晶体收集器和第三晶体收集器。

将待分离样品b通过晶浆入口进入溢流管中，利用逆流沉降装置进行固-固分离，通过蠕动泵控制晶浆流速为v＝0.03m/s，所述溢流管包括一级溢流管和二级溢流管，一级溢流管的上端设置有第一上管口和第一下管口，所述第一上管口用于连接二级溢流管，第一下管口用于连接第一晶体收集器，用于分离并收集NaCl晶体；所述二级溢流管的上端设置有第二上管口和第二下管口，所述第二上管口用于连接第二晶体收集器，用于分离并收集Na

实施例3

将高盐废水在预蒸发器中先进行预蒸发，得到接近饱和的浓缩液，所述浓缩液中NaCl的浓度为18.51％，Na

在蒸发共结晶室中，设置蒸发温度为25℃，蒸发率为33.46％，将所述浓缩液进行蒸发共结晶，得到晶浆，即得到待分离样品c，将待分离样品c静置1h后，通过逆流沉降装置分别进行NaCl和Na

在本发明的实施例中，逆流沉降装置为单级逆流沉降装置，将待分离样品a通过逆流沉降装置中的晶浆入口进入溢流管中进行固液分离，通过蠕动泵控制晶浆流速为v＝0.03m/s，溢流管的管径为1.0cm，所述溢流管的外侧的上下端分别设置有上管口和下管口；上管口用于连接第一晶体收集器，用于分离并收集Na

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。