一种含碱废液废固综合治理的方法

技术领域

本发明涉及环保治理领域，更具体的说，是涉及一种含碱废液废固综合治理的方法。

背景技术

联合制碱生产过程中，为维持母液平衡，同时防止母液中盐含量超标从而影响产品质量，需定期排放母液，如重灰母液、小苏打母液等。通常情况下，每生产一吨重灰或小苏打产品，需排放的母液大致为0.05～0.08m

醋酸钠溶液是多数污水处理厂的首选碳源。目前，醋酸钠溶液主要生产方法是用成品醋酸与氢氧化钠(或碳酸钠、碳酸氢钠)为原料，通过反应、浓缩、结晶、提纯、溶解(加水溶解配成不同浓度的醋酸钠溶液)等步骤得到，其原料消耗大、成本高、工艺复杂。

联碱装置排放的重灰母液、小苏打母液、落地碱等废液废固其主要成分为碳酸钠或碳酸氢钠，若是能与醋酸反应直接得到符合碳源要求的醋酸钠溶液，则可省去浓缩、结晶、提纯、溶解等步骤，在实现废物综合治理的同时，也能简化流程、降低成本，意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出了一种可工业化的含碱废液废固综合治理的方法。以公司联碱装置外排的重灰母液、小苏打母液、落地碱等含碱废液废固为原料，与醋酸反应生产醋酸钠溶液，作为微生物碳源进行出售，不仅有效解决了含碱废液废固所导致的环保问题，而且避免了资源浪费、变废为宝，丰富了公司产品种类，显著提升了提升公司经济效益和环保水平。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明含碱废液废固综合治理的方法，包括以下过程：

第一步：将落地碱送入化碱罐中，同时向化碱罐加入新鲜水进行化碱；

第二步：启动化碱液泵，将化碱罐中碱液抽出，经微孔过滤器过滤后送入碱液缓冲罐，泥浆流入泥浆罐中；启动重灰母液泵，将重灰母液罐中的重灰母液泵送至碱液缓冲罐；启动小苏打母液泵，将小苏打母液罐中的小苏打母液泵送至碱液缓冲罐；

第三步：向碱液缓冲罐中加入新鲜水，将其中的碱液稀释至总碱度为 150～170g/L，总碱度以碳酸钠和碳酸氢钠计；

第四步：启动碱液输送泵，将一定量的碱液泵送至反应釜中；启动醋酸泵，将一定量的醋酸从醋酸罐泵送至反应釜中；反应0.5～1.5h后，向反应釜中加入新鲜水，调节溶液比重为1.12～1.14，继续反应10～30min；

第五步：将新鲜水加入洗涤水循环罐至其液位60～80％处，启动洗涤水循环泵，将洗涤水泵送至尾气洗涤塔顶部，以喷淋的方式洗涤通过尾气管线进入尾气洗涤塔的含酸尾气，尾气洗涤后的二氧化碳送往联碱系统循环使用，将其中的醋酸洗涤下来流入洗涤水循环罐中，循环反复洗涤；当洗涤水pH为5～6时，将其中的20～30％通过含酸废水管线返回至反应釜中循环利用；同时，向洗涤水循环罐中补充相应量的新鲜水；

第六步：反应结束后，启动反应液出料泵，将反应釜中的醋酸钠溶液泵送至醋酸钠溶液成品罐中，其中醋酸钠质量分数为25～28％，COD为 200000～210000mg/L、pH为7.5～8.5、比重为1.12～1.14。

第二步中当泥浆罐中的存放的泥浆达到罐体有效容积的60～70％时，启动泥浆泵，将泥浆送至联碱盐泥压滤工序合并处理。

第四步中按照稀释后的碱液与醋酸的体积比为3.2～3.8:1进行反应，按照反应釜有效容积的70～80％计算所需碱液与醋酸的量。

第四步中反应釜中碱液与醋酸反应过程通过循环水移走反应热，控制反应温度为40～60℃。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明可有效解决联碱生产过程中排放的重灰母液、小苏打母液、落地碱等含碱废液废固所导致的环保问题，节省了处理费用，避免了资源浪费，可显著提升企业的环保水平。

(2)本发明以重灰母液、小苏打母液、落地碱等含碱废液废固为原料生产高附加值的醋酸钠溶液，可作为微生物碳源售卖，其中的关键指标如醋酸钠质量分数为25～28％，COD为200000～210000mg/L、pH为7.5～8.5、比重为1.12～1.14，满足相关标准一级品的要求，实现了变废为宝，丰富了企业产品种类；此外，与醋酸钠溶液传统生产工艺相比，采用的是含碱废液废固为原料，直接反应得到满足碳源要求的醋酸钠溶液，省去了浓缩、结晶、提纯、溶解等步骤，简化了流程，降低了成本，可为企业带来可观的经济收益。

(3)本发明在实现重灰母液、小苏打母液、落地碱等含碱废液废固综合治理并生产醋酸钠溶液的过程中无新的“三废产生”。反应釜的尾气主要为二氧化碳与少量未反应完全的醋酸，通过用新鲜水喷淋循环洗涤可将其中的醋酸洗涤下来，含酸废水可返回反应釜继续使用，既提高了醋酸的利用率，降低了原料消耗，又避免的废液的产生；洗涤后的二氧化碳尾气送往联碱生产系统循环使用，避免了废气的产生；采用落地碱为原料时，化碱液中存在的少量泥沙等不溶物(其成分与盐泥相似)经微孔过滤器截留后以泥浆的形式送往盐泥压滤工序合并处置，避免了固废的产生。

附图说明

图1为本发明含碱废液废固综合治理的方法的工艺流程示意图。

附图标记：1-化碱罐，2-化碱液泵，3-微孔过滤器，4-泥浆罐、5-泥浆泵， 6-重灰母液罐，7-重灰母液泵，8-小苏打母液罐，9-小苏打母液泵，10碱液缓冲罐，11-碱液输送泵，12-反应釜，13-醋酸泵，14-醋酸罐，15-尾气洗涤塔，16- 洗涤水循环泵，17-洗涤水循环罐，18-反应液出料泵，19-醋酸钠溶液成品罐，20- 成品装车泵，21-新鲜水总管，22-化碱罐进水管线，23-碱液缓冲罐进水管线，24- 反应釜进水管线，25-尾气管线，26-含酸废水管线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明含碱废液废固综合治理的系统，包括化碱罐1、化碱液泵2、微孔过滤器3、泥浆罐4、泥浆泵5、重灰母液罐6、重灰母液泵7、小苏打母液罐8、小苏打母液泵9、碱液缓冲罐10、碱液输送泵11、反应釜12、醋酸泵13、醋酸罐14、尾气洗涤塔15、洗涤水循环泵16、洗涤水循环罐17、反应液出料泵18、醋酸钠溶液成品罐19、成品装车泵20及相关连接管线。

所述化碱罐1的进水口通过化碱罐进水管线22与新鲜水总管21连接，化碱罐1的出料口与微孔过滤器3的进料口之间通过管线连接化碱液泵2；所述微孔过滤器3的滤液出口通过管线与碱液缓冲罐10的进料口连接，微孔过滤器3底部泥浆出口通过管线与泥浆罐4的进料口连接；所述泥浆罐4的出料口通过管线连接泥浆泵5；所述重灰母液罐6的出料口与碱液缓冲罐10的进料口之间通过管线连接重灰母液泵7；所述小苏打母液罐8的出料口与碱液缓冲罐10的进料口之间通过管线连接小苏打母液泵9；所述碱液缓冲罐10的进水口通过碱液缓冲罐进水管线23与新鲜水总管21连接，碱液缓冲罐10的出料口与反应釜12 的碱液进料口之间通过管线连接碱液输送泵11；所述反应釜12的进水口通过反应釜进水管线24与新鲜水总管21连接，反应釜12的尾气出口与尾气洗涤塔的进气口之间通过尾气管线25连接，反应釜12的醋酸进料口与醋酸罐14的出料口之间通过管线连接醋酸泵13，反应釜12的反应液出料口与醋酸钠溶液成品罐 19进料口之间通过管线连接反应液出料泵18；所述洗涤水循环罐17的进水口连接新鲜水总管21，洗涤水循环罐17的出水口与尾气洗涤塔15的进液口之间通过管线连接洗涤水循环泵16，洗涤水循环罐17的循环洗涤水进料口通过管线与尾气洗涤塔15的出液口连接；所述洗涤水循环泵16出口通过含酸废水管线26 与反应釜12的含酸废水进液口连接；所述醋酸钠溶液成品罐19的出料口通过管线连接成品装车泵20。

在上述系统中，所述反应釜12含有夹套，循环水从夹套的上水口进，从夹套的回水口出，通过循环水移走反应热。

在上述系统中，所述醋酸罐14、醋酸泵13、反应釜12之间的管线设置有伴热管线，以防醋酸结冰。

在上述系统中，所述尾气洗涤塔15洗涤后的二氧化碳尾气返回联碱生产系统循环使用。

在上述系统中，所述泥浆罐4中的泥浆通过泥浆泵5送往联碱盐泥压滤工序合并处理。

基于上述含碱废液废固综合治理的系统，本发明提出的含碱废液废固综合治理的方法，具体实现过程如下：

第一步：将落地碱送入化碱罐1中，同时通过化碱罐进水管线22向化碱罐 1加入新鲜水进行化碱。

第二步：启动化碱液泵2，将化碱罐1中化好的碱液抽出，经微孔过滤器3 (过滤精度为0.5～1μm)过滤后送入碱液缓冲罐10，过滤下来的泥浆流入泥浆罐 4中；启动重灰母液泵7，将重灰母液罐6中的重灰母液泵送至碱液缓冲罐10；启动小苏打母液泵9，将小苏打母液罐8中的小苏打母液泵送至碱液缓冲罐10。其中，当泥浆罐4中的存放的泥浆达到罐体有效容积的60～70％时，启动泥浆泵 5，将泥浆送至联碱盐泥压滤工序合并处理。

第三步：通过碱液缓冲罐进水管线23向碱液缓冲罐10中加入新鲜水，将其中的碱液稀释至总碱度(以碳酸钠和碳酸氢钠计)为150～170g/L。

第四步：按照稀释后的碱液与醋酸(醋酸的质量分数为99.8％)的体积比为 3.2～3.8:1进行反应，按照反应釜12有效容积的70～80％计算所需碱液与醋酸的量。启动碱液输送泵11，将所需的碱液泵送至反应釜12中。启动醋酸泵13，将所需的醋酸从醋酸罐14泵送至反应釜12中(温度低于20℃，启动伴热)。反应 0.5～1.5h后，通过反应釜进水管线24向反应釜12加入新鲜水，调节溶液比重为 1.12～1.14。之后，继续反应10～30min。反应过程中产生的含酸尾气通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15。反应釜12中碱液与醋酸反应过程通过循环水移走反应热，控制反应温度为40～60℃。

第五步：通过新鲜水总管21将新鲜水加入洗涤水循环罐17至其液位60～80％处。启动洗涤水循环泵16，将洗涤水泵送至尾气洗涤塔15顶部，以喷淋的方式洗涤通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15的含酸尾气，尾气洗涤后的二氧化碳送往联碱系统循环使用，将其中的醋酸洗涤下来流入洗涤水循环罐17中，循环多次洗涤。当洗涤水pH为5～6时，将其中的20～30％通过含酸废水管线26返回至反应釜12中循环利用。同时，向洗涤水循环罐17中补充相应量的新鲜水。

第六步：反应结束后，启动反应液出料泵18，将反应釜12中的醋酸钠溶液泵送至醋酸钠溶液成品罐19中，其中醋酸钠质量分数为25～28％，COD为 200000～210000mg/L、pH为7.5～8.5、比重为1.12～1.14。装车时，启动成品装车泵20进行装车。

实施例1

本实施例含碱废液废固综合治理的方法，具体实现过程如下：

第一步：将落地碱送入化碱罐1中，通过化碱罐进水管线22向化碱罐1加入新鲜水进行化碱。

第二步：启动化碱液泵2，将化碱罐1中化好的碱液抽出，经微孔过滤器3 (过滤精度为0.5μm)过滤后送入碱液缓冲罐10，泥浆流入泥浆罐4中；启动重灰母液泵7，将重灰母液罐6中的重灰母液泵送至碱液缓冲罐10；启动小苏打母液泵9，将小苏打母液罐8中的小苏打母液泵送至碱液缓冲罐10。其中，当泥浆罐4中的存放的泥浆达到罐体有效容积的65％时，启动泥浆泵5，将泥浆送至联碱盐泥压滤工序合并处理。

第三步：通过碱液缓冲罐进水管线23向碱液缓冲罐10中加入新鲜水，将其中的碱液稀释至总碱度(以碳酸钠和碳酸氢钠计)为160g/L。

第四步：按照稀释后的碱液与醋酸(质量分数99.8％)的体积比为3.5:1进行反应，按照反应釜12有效容积的80％计算所需碱液与醋酸的量。启动碱液输送泵11，将所需的碱液泵送至反应釜12中。启动醋酸泵13，将所需的醋酸从醋酸罐14泵送至反应釜12中(温度低于20℃，启动伴热)。反应1h后，通过反应釜进水管线24向反应釜12加入新鲜水，调节溶液比重为1.12。之后，继续反应10min。反应过程中产生的含酸尾气通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15。反应釜12中碱液与醋酸反应过程通过循环水移走反应热，控制反应温度为50℃。

第五步：通过新鲜水总管21将新鲜水加入洗涤水循环罐17至其液位80％处。启动洗涤水循环泵16，将洗涤水泵送至尾气洗涤塔15顶部，以喷淋的方式洗涤通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15的含酸尾气，尾气洗涤后的二氧化碳送往联碱系统循环使用，将其中的醋酸洗涤下来流入洗涤水循环罐17中，循环多次洗涤。当洗涤水pH为5时，将其中的30％通过含酸废水管线26返回至反应釜12中循环利用。同时，向洗涤水循环罐17中补充相应量的新鲜水。

第六步：反应结束后，启动反应液出料泵18，将醋酸钠溶液泵送至醋酸钠溶液成品罐19中，其中醋酸钠质量分数为25％，COD为210000mg/L、pH为8.5、比重为1.12。装车时，启动成品装车泵20进行装车。

实施例2

本实施例含碱废液废固综合治理的方法，具体实现过程如下：

第一步：将落地碱送入化碱罐1中，通过化碱罐进水管线22向化碱罐1加入新鲜水进行化碱。

第二步：启动化碱液泵2，将化碱罐1中化好的碱液抽出，经微孔过滤器3 (过滤精度为0.75μm)过滤后送入碱液缓冲罐10，泥浆流入泥浆罐4中；启动重灰母液泵7，将重灰母液罐6中的重灰母液泵送至碱液缓冲罐10；启动小苏打母液泵9，将小苏打母液罐8中的小苏打母液泵送至碱液缓冲罐10。其中，当泥浆罐4中的存放的泥浆达到罐体有效容积的60％时，启动泥浆泵5，将泥浆送至联碱盐泥压滤工序合并处理。

第三步：通过碱液缓冲罐进水管线23向碱液缓冲罐10中加入新鲜水，将其中的碱液稀释至总碱度(以碳酸钠和碳酸氢钠计)为150g/L。

第四步：按照稀释后的碱液与醋酸(质量分数99.8％)的体积比为3.8:1进行反应，按照反应釜12有效容积的70％计算所需碱液与醋酸的量。启动碱液输送泵11，将所需的碱液泵送至反应釜12中。启动醋酸泵13，将所需的醋酸从醋酸罐14泵送至反应釜12中(温度低于20℃，启动伴热)。反应1.5h后，通过反应釜进水管线24加入新鲜水，调节溶液比重为1.13。之后，继续反应20min。反应过程中产生的含酸尾气通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15。反应釜12中碱液与醋酸反应过程通过循环水移走反应热，控制反应温度为40℃。

第五步：通过新鲜水总管21将新鲜水加入洗涤水循环罐17至其液位70％处。启动洗涤水循环泵16，将洗涤水泵送至尾气洗涤塔15顶部，以喷淋的方式洗涤通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15的含酸尾气，尾气洗涤后的二氧化碳送往联碱系统循环使用，将其中的醋酸洗涤下来流入洗涤水循环罐17中，循环多次洗涤。当洗涤水pH为6时，将其中的20％通过含酸废水管线26返回至反应釜12中循环利用。同时，向洗涤水循环罐17中补充相应量的新鲜水。

第六步：反应结束后，启动反应液出料泵18，将反应釜12中的醋酸钠溶液泵送至醋酸钠溶液成品罐19中，其中醋酸钠质量分数为28％，COD为 200000mg/L、pH为8、比重为1.13。装车时，启动成品装车泵20进行装车。

实施例3

本实施例含碱废液废固综合治理的方法，具体实现过程如下：

第一步：将落地碱送入化碱罐1中，通过化碱罐进水管线22向化碱罐1加入新鲜水进行化碱。

第二步：启动化碱液泵2，将化碱罐1中化好的碱液抽出，经微孔过滤器3 (过滤精度为1μm)过滤后送入碱液缓冲罐10，泥浆流入泥浆罐4中；启动重灰母液泵7，将重灰母液罐6中的重灰母液泵送至碱液缓冲罐10；启动小苏打母液泵9，将小苏打母液罐8中的小苏打母液泵送至碱液缓冲罐10。其中，当泥浆罐4中的存放的泥浆达到罐体有效容积的70％时，启动泥浆泵5，将泥浆送至联碱盐泥压滤工序合并处理。

第三步：通过碱液缓冲罐进水管线23向碱液缓冲罐10中加入新鲜水，将其中的碱液稀释至总碱度(以碳酸钠和碳酸氢钠计)为170g/L。

第四步：按照稀释后的碱液与醋酸(质量分数99.8％)的体积比为3.2:1进行反应，按照反应釜12有效容积的75％计算所需碱液与醋酸的量。启动碱液输送泵11，将所需的碱液泵送至反应釜12中。启动醋酸泵13，将所需的醋酸从醋酸罐14泵送至反应釜12中(温度低于20℃，启动伴热)。反应0.5h后，通过反应釜进水管线24加入新鲜水，调节溶液比重为1.14。之后，继续反应30min。反应过程中产生的含酸尾气通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15。反应釜12中碱液与醋酸反应过程通过循环水移走反应热，控制反应温度为60℃。

第五步：通过新鲜水总管21将新鲜水加入洗涤水循环罐17至其液位60％处。启动洗涤水循环泵16，将洗涤水泵送至尾气洗涤塔15顶部，以喷淋的方式洗涤通过尾气管线25进入尾气洗涤塔15的含酸尾气，尾气洗涤后的二氧化碳送往联碱系统循环使用，将其中的醋酸洗涤下来流入洗涤水循环罐17中，循环多次洗涤。当洗涤水pH为5.5时，将其中的25％通过含酸废水管线26返回至反应釜12中循环利用。同时，向洗涤水循环罐17中补充相应量的新鲜水。

第六步：反应结束后，启动反应液出料泵18，将反应釜12中的醋酸钠溶液泵送至醋酸钠溶液成品罐19中，其中醋酸钠质量分数为26.5％，COD为 205000mg/L、pH为7.5、比重为1.14。装车时，启动成品装车泵20进行装车。

尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。