專利名稱：高濃度鎂鹽廢水的處理方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎂鹽廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于處理如格氏反應(yīng)產(chǎn)生的高濃度鎂鹽廢水的處理方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，如何對(duì)高濃度鎂鹽廢水進(jìn)行有效處理，一直是困擾國(guó)內(nèi)外許多科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)單位的科技工作者的一個(gè)難題，根據(jù)調(diào)研和有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，針對(duì)不同鹽分濃度的含鎂鹽廢水，其除鹽工藝主要有以下幾種方式
1)蒸餾法蒸餾法是一種最古老、最常用的脫鹽方法。蒸餾法就是把含鹽水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝成淡水的過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好等。但蒸發(fā)濃縮除鹽工藝本身需要消耗大量蒸汽，在當(dāng)今能源短缺、能源成本越來(lái)越高的情況下，蒸餾法投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，且難以達(dá)到預(yù)期的凈化效果；
2)稀釋法這種方法采用加水進(jìn)行稀釋，使廢水鹽度低于毒域值，生物處理就不會(huì)受到抑制。該方法簡(jiǎn)單，易于操作和管理；其缺點(diǎn)就是沒(méi)有對(duì)廢水進(jìn)行任何有效處理，廢水中的鹽類物質(zhì)總量沒(méi)有任何減少，且增加了處理規(guī)模，增加了基建投資，增加了運(yùn)行費(fèi)用，浪費(fèi)水資源。3)化學(xué)轉(zhuǎn)化法通過(guò)加入適當(dāng)?shù)幕ぴ?，?duì)廢水中的某些鹽類物質(zhì)進(jìn)行沉淀，并加以分離，從而降低廢水中鹽濃度，達(dá)到廢水處理目的。但目前對(duì)于含高鎂鹽廢水并沒(méi)有適當(dāng)?shù)幕ぴ?，且該方法引進(jìn)其他的離子，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理，造成其他污染。4)反滲透膜分離技術(shù)通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)姆礉B透膜，借助其選擇透過(guò)(半透過(guò))性膜的膜分離技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)中所加的壓力大于進(jìn)水溶液滲透壓時(shí)，水分子不斷地透過(guò)膜，經(jīng)過(guò)產(chǎn)水流道流入中心管，然后在一端流出水中的雜質(zhì)，將其截留在膜的進(jìn)水側(cè)，然后在濃水出水端流出，從而達(dá)到分離凈化目的。上述工藝存在能量消耗較大，分離效果不佳，后續(xù)固廢處理難度大的缺陷，無(wú)法滿足三廢處理無(wú)害化、資源化和減量化等方面的需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，為了真正解決高濃度鎂鹽廢水的環(huán)境處理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)排放零污染，并且降低能源消耗，提高產(chǎn)品的附加值，本發(fā)明的目的在于提供高濃度鎂鹽廢水的處理方法及其設(shè)備。本發(fā)明的構(gòu)思為在解決環(huán)保問(wèn)題的同時(shí)，以最低能耗得到鎂鹽中寶貴的鎂離子，且不造成二次污染，發(fā)明人采用化學(xué)轉(zhuǎn)化蒸餾法技術(shù)對(duì)高濃度鎂鹽廢水進(jìn)行資源化處理。所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于所述的工藝為將鎂鹽廢水投入反應(yīng)器中，通入氨氣和二氧化碳，采用氨碳法處理，得到氫氧化鎂、堿式碳酸鎂及銨肥。所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于所述的工藝具體包括如下步驟
I)將鎂鹽廢水從頂部加入氨化塔內(nèi)，從氨化塔底部通過(guò)氨氣進(jìn)行氨化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的物料從塔底進(jìn)入氫氧化鎂稠厚器中，經(jīng)增稠后進(jìn)入氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)中進(jìn)行固液分離，得到的氫氧化鎂固體進(jìn)入氫氧化鎂干燥機(jī)進(jìn)行干燥后外送；得到的濾液進(jìn)行下一步處理，所述的氨化反應(yīng)溫度為25-90°C ；
2)步驟I)得到的濾液由母液泵打入碳化塔頂部，從碳化塔底部通入氨氣、二氧化碳進(jìn)行碳化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的物料進(jìn)入堿式碳酸鎂稠厚器，經(jīng)增稠后進(jìn)入堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到的堿式碳酸鎂固體進(jìn)入堿式碳酸鎂干燥機(jī)干燥后外送，濾液進(jìn)入多效蒸發(fā)機(jī)組，得到的蒸發(fā)冷凝液直接排放，結(jié)晶分離的氯化銨和硫酸銨外送，所述的碳化反應(yīng)溫度為15-65°C。所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于氨氣從氨氣儲(chǔ)罐內(nèi)通入氨化塔和碳化塔，所述的氨氣儲(chǔ)罐與氨化塔之間設(shè)置閥門(mén)I，氨氣儲(chǔ)罐和碳化塔之間設(shè)置閥門(mén)II。所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于步驟I)所述的通入氨氣與鎂鹽廢水中鎂離子的摩爾比大于I. 5 :1，優(yōu)選為I. 5-5 :1。
所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于步驟2)所述的通入二氧化碳與鎂鹽廢水中鎂離子的摩爾比大于O. 2 :1，優(yōu)選為O. 2-2:1。所述的高濃度鎂鹽廢水的處理所用的設(shè)備，其特征在于包括氨化塔，氨化塔底部連接氫氧化鎂稠厚器的頂部，氫氧化鎂稠厚器底部與氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)連接，氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)頂部與氫氧化鎂干燥機(jī)連接，底部通過(guò)母液泵與碳化塔頂部連接，碳化塔底部與堿式碳酸鎂稠厚器連接，堿式碳酸鎂稠厚器底部與堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)連接，堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)頂部與堿式碳酸鎂干燥機(jī)連接，底部與多效蒸發(fā)器組連接。所述的高濃度鎂鹽廢水的處理所用的設(shè)備，其特征在于氨化塔底部與輸送氨氣的氨氣儲(chǔ)罐連接，所述的氨氣儲(chǔ)罐與氨化塔之間設(shè)置閥門(mén)I。所述的高濃度鎂鹽廢水的處理所用的設(shè)備，其特征在于碳化塔底部分別與輸送氨氣的氨氣儲(chǔ)罐、輸送二氧化碳的二氧化碳儲(chǔ)罐連接，所述的氨氣儲(chǔ)罐與碳化塔之間設(shè)置閥門(mén)II。通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下
1)本發(fā)明將鎂鹽廢水中所有的Mg2+Al1^SO42-離子均得以回收，能源消耗少，排放零污染，二氧化碳得到綜合利用，減少碳排放，具有顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益；
2)本發(fā)明通過(guò)氨氣和二氧化碳將鎂鹽廢水中的離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、氯化銨和硫酸銨副產(chǎn)品，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益；
3)本發(fā)明得到的產(chǎn)品氫氧化鎂和堿式碳酸鎂均為沉淀，易分離，副產(chǎn)品氯化銨和硫酸銨不含結(jié)晶水，蒸發(fā)能耗低，易分離，處理成本低，經(jīng)濟(jì)效益好；
4)本發(fā)明采用氨碳法，原料易得，所用的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)廢水處理裝置的連續(xù)化、大型化，徹底解決了困擾各生產(chǎn)企業(yè)的格氏反應(yīng)高鹽廢水處理問(wèn)題。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I-氨化塔，2-氫氧化鎂稠厚器，3-氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)，4-母液泵，5-氫氧化鎂干燥機(jī)，6-碳化塔，7-堿式碳酸鎂稠厚器，8-堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)，9-堿式碳酸鎂干燥機(jī)，10-多效蒸發(fā)器組，11-閥門(mén)I，12-閥門(mén)II，13-氨氣儲(chǔ)罐，14- 二氧化碳儲(chǔ)罐。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
如圖I所示，本發(fā)明處理高濃度鎂鹽廢水所用的設(shè)備，包括氨化塔I，氨化塔I頂部與鎂鹽廢水儲(chǔ)罐連接，底部與氨氣儲(chǔ)罐13連接，用于通入氨氣，氨氣儲(chǔ)罐13與氨化塔I之間設(shè)置閥門(mén)I 11，可以控制氨氣的通入量，氨化塔I底部連接氫氧化鎂稠厚器2的頂部，氨化反應(yīng)液進(jìn)入氫氧化鎂稠厚器2進(jìn)行增稠，再進(jìn)入氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)3中過(guò)濾，氫氧化鎂固體從氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)3頂部進(jìn)入氫氧化鎂干燥機(jī)5干燥后送出，濾液從氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)3底部通過(guò)母液泵4送入碳化塔6進(jìn)入碳化反應(yīng)，碳化塔6底部分別與輸送氨氣的氨氣儲(chǔ)罐13、輸送二氧化碳的二氧化碳儲(chǔ)罐14連接，用于通氨氣和二氧化碳，氨氣儲(chǔ)罐13與碳化塔6之間設(shè)置閥門(mén)II 12，控制氨氣的通入量，碳化塔6底部與堿式碳酸鎂稠厚器7連接，碳化反應(yīng)后的反應(yīng)液進(jìn)入堿式碳酸鎂稠厚器7進(jìn)行液固分離，堿式碳酸鎂稠厚 器7底部與堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)8連接，過(guò)濾后得到的固體從堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)8頂部進(jìn)入堿式碳酸鎂干燥機(jī)9，進(jìn)行干燥后送樣，堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)8底部與多效蒸發(fā)器組10連接，濾液蒸后處理，蒸發(fā)冷凝液直接排放，結(jié)晶分離的氯化銨和硫酸銨外送。本發(fā)明的高濃度鎂鹽廢水的處理方法將鎂鹽廢水投入反應(yīng)器中，連續(xù)通入氨和二氧化碳，采用氨碳法處理，得到氫氧化鎂、堿式碳酸鎂及銨肥，具體包括如下步驟
1)將鎂鹽廢水從頂部加入氨化塔I內(nèi)，從氨化塔I底部通過(guò)氨氣進(jìn)行氨化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的物料從塔底進(jìn)入氫氧化鎂稠厚器2中，經(jīng)增稠后進(jìn)入氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)3中進(jìn)行固液分離，得到的氫氧化鎂固體進(jìn)入氫氧化鎂干燥機(jī)5進(jìn)行干燥后外送；得到的濾液進(jìn)行下一步處理；氨氣從氨氣儲(chǔ)罐13內(nèi)通入氨化塔I和碳化塔6，所述的氨氣儲(chǔ)罐13與氨化塔I之間設(shè)置閥門(mén)I 11，氨氣儲(chǔ)罐13和碳化塔6之間設(shè)置閥門(mén)II 12，可以通過(guò)控制閥門(mén)I 11的大小，從而控制得到的氫氧化鎂的量，由于本發(fā)明的氨化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，需要通過(guò)冷卻水對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行冷卻，反應(yīng)過(guò)程中的溫度與通入的鎂鹽廢水溫度有關(guān)，一般氨化反應(yīng)溫度控制為25-90°C，優(yōu)選溫度為35-50°C，氨氣與鎂鹽廢水中鎂離子的摩爾比大于I. 5 :1，投入氨氣過(guò)量，氨化反應(yīng)后，鎂鹽廢水中的鎂離子部分反應(yīng)，剩余的鎂離子在濾液中進(jìn)入下一步反應(yīng)；
2)步驟I)得到的濾液由母液泵4打入碳化塔6頂部，從碳化塔6底部通入氨氣、二氧化碳進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)溫度為15-65°C，通入二氧化碳與鎂鹽廢水中鎂離子的摩爾比大于O. 2 :1，反應(yīng)結(jié)束后的物料進(jìn)入堿式碳酸鎂稠厚器7，經(jīng)增稠后進(jìn)入堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)8進(jìn)行固液分離，得到的堿式碳酸鎂固體進(jìn)入堿式碳酸鎂干燥機(jī)9干燥后外送，濾液進(jìn)入多效蒸發(fā)機(jī)組10，得到的蒸發(fā)冷凝液直接排放，結(jié)晶分離的氯化銨和硫酸銨外送。本發(fā)明的氨氣通入后，可以通過(guò)控制閥門(mén)I 11和閥門(mén)II 12的大小，從而控制得到的氫氧化鎂的量，可以直接關(guān)閉閥門(mén)I 11，此時(shí)廢水中大部分的鎂離子生成為堿式碳酸鎂。本發(fā)明的工藝適于分批次生產(chǎn)，也適于連續(xù)性生產(chǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中，一般為連續(xù)性生產(chǎn)。實(shí)施例I :
格氏廢水700kg全部通入反應(yīng)釜，加攪拌，先往反應(yīng)釜中通入氨氣53kg，廢水溫度從38. 1°C升至57. 8°C，通氨氣時(shí)間為90分鐘，停止通入氨氣，過(guò)濾，收集后的濾液再用泵打入反應(yīng)釜中，濾餅去干燥，在往反應(yīng)釜中通入二氧化碳33kg，溫度從32. 4°C升至41. 7°C，通氣
時(shí)間為100分鐘，停止通入二氧化碳，過(guò)濾，濾餅去干燥，濾液去蒸發(fā)結(jié)晶。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下
權(quán)利要求
1.高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于所述的工藝為將鎂鹽廢水投入反應(yīng)器中，通入氨氣和二氧化碳，采用氨碳法處理，得到氫氧化鎂、堿式碳酸鎂及銨肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于所述的工藝具體包括如下步驟 I)將鎂鹽廢水從頂部加入氨化塔(I)內(nèi)，從氨化塔(I)底部通過(guò)氨氣進(jìn)行氨化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的物料從塔底進(jìn)入氫氧化鎂稠厚器(2)中，經(jīng)增稠后進(jìn)入氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)(3)中進(jìn)行固液分離，得到的氫氧化鎂固體進(jìn)入氫氧化鎂干燥機(jī)(5)進(jìn)行干燥后外送；得到的濾液進(jìn)行下一步處理； 2 )步驟I)得到的濾液由母液泵(4 )打入碳化塔(6 )頂部，從碳化塔(6 )底部通入氨氣、二氧化碳進(jìn)行碳化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后的物料進(jìn)入堿式碳酸鎂稠厚器(7)，經(jīng)增稠后進(jìn)入堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)(8)進(jìn)行固液分離，得到的堿式碳酸鎂固體進(jìn)入堿式碳酸鎂干燥機(jī)(9)干燥后外送，濾液進(jìn)入多效蒸發(fā)機(jī)組(10)，得到的蒸發(fā)冷凝液直接排放，結(jié)晶分離的氯化銨和硫酸銨外送。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于氨氣從氨氣儲(chǔ)罐(13)內(nèi)通入氨化塔(I)和碳化塔(6)，所述的氨氣儲(chǔ)罐(13)與氨化塔(I)之間設(shè)置閥門(mén)I(11)，氨氣儲(chǔ)罐(13 )和碳化塔(6 )之間設(shè)置閥門(mén)II (12 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于步驟I)所述的通入氨氣與鎂鹽廢水中鎂離子的摩爾比大于I. 5 :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度鎂鹽廢水的處理方法，其特征在于步驟2)所述的通入二氧化碳與鎂鹽廢水中鎂離子的摩爾比大于O. 2 :1。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度鎂鹽廢水的處理所用的設(shè)備，其特征在于包括氨化塔(I)，氨化塔(I)底部連接氫氧化鎂稠厚器(2)的頂部，氫氧化鎂稠厚器(2)底部與氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)(3)連接，氫氧化鎂過(guò)濾機(jī)(3)頂部與氫氧化鎂干燥機(jī)(5)連接，底部通過(guò)母液泵(4)與碳化塔(6)頂部連接，碳化塔(6)底部與堿式碳酸鎂稠厚器(7)連接，堿式碳酸鎂稠厚器(7)底部與堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)(8)連接，堿式碳酸鎂過(guò)濾機(jī)(8)頂部與堿式碳酸鎂干燥機(jī)(9)連接，底部與多效蒸發(fā)器組(10)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度鎂鹽廢水的處理所用的設(shè)備，其特征在于氨化塔(I)底部與輸送氨氣的氨氣儲(chǔ)罐(13)連接，所述的氨氣儲(chǔ)罐(13)與氨化塔(I)之間設(shè)置閥門(mén)I(II)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度鎂鹽廢水的處理所用的設(shè)備，其特征在于碳化塔(6)底部分別與輸送氨氣的氨氣儲(chǔ)罐(13)、輸送二氧化碳的二氧化碳儲(chǔ)罐(14)連接，所述的氨氣儲(chǔ)罐(13 )與碳化塔(6 )之間設(shè)置閥門(mén)II (12 )。
全文摘要
高濃度鎂鹽廢水的處理方法及其設(shè)備，屬于鎂鹽廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。所述的工藝為將鎂鹽廢水投入反應(yīng)器中，通入氨和二氧化碳，采用氨碳法處理，得到氫氧化鎂、堿式碳酸鎂及銨肥。本發(fā)明通過(guò)氨氣和二氧化碳將鎂鹽廢水中的離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、氯化銨和硫酸銨副產(chǎn)品，氫氧化鎂和堿式碳酸鎂均為沉淀，易分離，副產(chǎn)品氯化銨和硫酸銨不含結(jié)晶水，蒸發(fā)能耗低，易分離，處理成本低，排放零污染，經(jīng)濟(jì)效益好，所用的原料易得，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)廢水處理裝置的連續(xù)化、大型化，徹底解決了困擾各生產(chǎn)企業(yè)的格氏反應(yīng)高濃度鎂鹽廢水處理問(wèn)題。
文檔編號(hào)C05G1/00GK102815775SQ201210256520
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者徐立民, 華永康, 趙志明, 王紅衛(wèi), 張益林, 李立含, 周小波, 華雷, 汪兵 申請(qǐng)人:浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司