《调控结晶-晶相转化法资源化处理高盐、高有机物废水技术研究-1解读》由会员分享，可在线阅读，更多相关《调控结晶-晶相转化法资源化处理高盐、高有机物废水技术研究-1解读（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、调控结晶-晶相转化法资源化处理 高盐、高有机物废水技术研究 黄西平 高春娟，张辉 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 2016-7-16 内 容 提 纲 一、前言 二、调控结晶-晶相转化分离纯化技术 三、对部分投运高含盐废水处理装置运行思考 四、海水淡化研究所简介 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 一、前 言 1.1 高盐、高有机物废水 1.2 国家相关法规使废水排放标准 1.3 现有废水统处理技术的局限性 The Institute of Seawater D
2、esalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 概念：有机污染物含量高于2000mg/L，无机盐溶解量高于 3.5%（质量分数） 来源：冶金、印染、造纸、制药、化工、石油、海水淡化等 特点：排放量大、成分复杂、污染物含量高，部分杂质元素 含量超过工艺要求难以循环利用 排放问题：水资源严重污染，资源浪费和经济损失 1.1 高盐、高有机物废水 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 1.2 国家相关法规使废水排放标
3、准 污水综合排放标准GB8978-1996增加特征污染物及其他有毒 有害污染物控制项目40项，COD、BOD5等项目的最高允许排 放浓度也更为严格 水污染防治行动计划(“水十条”)已发布，对废水排放提出 更高要求 开发有效的高盐、高有机物废水资源化处理技术已成为 工业可持续发展和绿色化发展的关键，具有极高的社会价值和 经济意义 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 1.3 现有废水统处理技术的局限性 The Institute of Seawater Desalinat
4、ion and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 物理化学法 生物法 深度氧化法 离子交换法 膜分离法 电化学法 蒸发浓缩法 焚烧法 技术不成熟；前、后处理工序复杂 ； 工艺设备精贵，维护成本高。 很难实现大规模生产有机物黏壁严重，损坏设备； 二次污染（固废、副产物）； 需二次处理。 不适用于高有机废水 处理量大，低熔点无机盐熔融结壁、 不易出灰，设备不能连续稳定运行。 不适用于高盐废水 高浓度的无机离子会对微生物产生抑制和毒害作用 ，从而严重影响生物处理系统的净化效果。 不适用于高盐废水 1.3 现有废水统处理技术的局限性 现有废水处理方法在高盐、
5、高有机物废水的处理上存在很大的局 限性，不但不能将废水处理到可排放的标准，而且没有考虑废水 化学资源的回收利用，因此，亟待开发一种新的高盐、高有机物 废水处理方法。 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 调控结晶-晶相转化资源化处理高盐、高有机物废水技术 二、调控结晶-晶相转化分离纯化技术 2.1 技术简介 2.2 技术基础 2.3 较传统工艺技术优势 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Uti
6、lization, SOA(Tianjin) 2.1 技术简介 “调”以水-盐体系、有机物-盐体系的多温多元相平衡为基础，向 体系内加入结晶诱导剂、循环母液等改变料液化学组成等结晶条件 ，确定出目标组分的最优结晶工艺 “控”控制浓度、温度、pH等条件，使多种化合物依次析出，保 证某一时段析出单一晶体，或同时析出物化性质有明显差异的两种 化合物 “晶相转化”通过加入脱水剂，使游离水以水合物晶体形式析出， 从而脱除游离水。 “分离纯化”提高中间产物质量，再通过简单的物理分离或洗涤制 成优质化学品 The Institute of Seawater Desalination and Multipur
7、pose Utilization, SOA(Tianjin) 2.1 技术简介 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 目标：将废水中有价值的化学物质高效提取并制成符合相关产品标准 要求的化学品；同时将高有机物废水的有机物有效浓缩，易于生化处理 或减量后焚烧处理 基础：海水淡化研究所多年积累的科技成果 技术优势： 有效避免传统蒸发浓缩过程有机物富集结垢 有效提高中间产品和目标产物的质量，减少固废和危废处理量 目标产品精制成本大幅度降低 运行成本较低：在不考虑蒸发浓缩过程中
8、有机物溢出所消耗的能 量（浓缩过程有大量的有机物溢出，消耗大量热能），能耗相当 优势一 有效防垢并使复杂体系盐类有效分离 Ca2+ Mg2+ 壁面 结垢 影响 分离 蒸发浓缩不利传热 Ca2+ Mg2+ 垢物 生长在 晶种上 高效 分离 加入晶种避免管壁结垢 堵塞管道 高盐废水 高盐废水 传统传统 工艺艺 调控结晶 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 饱和卤蒸发浓缩制盐产业化装置为防止硫酸钙结垢: 四效蒸发罐中分别添加不同晶型硫酸钙钙晶种，维持硫酸钙钙晶 种一定浓度和
9、粒度 将盐浆二次洗涤溢流液和离心机分离甩后液与进罐原料混合，返回 一定量晶种至蒸发系统 传统生产工艺刷罐时间8-24小时；控制结晶后刷罐周期1周以上 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 优势一 有效防垢并使复杂体系盐类有效分离 苦卤综卤综 合利用已产业产业 化：工业盐、硫镁肥、氯化钾、溴、氯化镁联 产 含有K+、Na + 、Mg 2+ 、Cl-、SO42-、Br-多种离子，体系复杂，直接 蒸发生成混合物 兑卤兑卤 法生产氯产氯 化钾钾：生产系统产生的老卤返回兑卤工序，
10、使蒸 发浓缩过程氯化钠、硫酸镁析出，利用两者差异，分离制成工业盐 和硫镁肥 蒸发完成液固液分离后澄清液冷却得光卤石和以氯化镁为主的老卤 光卤石分解洗涤得氯化钾；老卤提溴后制取氯化镁产品 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 优势一 有效防垢并使复杂体系盐类有效分离 选择 溶剂 结晶温度 过饱和度 结晶诱导剂 控制 结晶方式 浓缩冷却条件 晶种 调 控 结 晶 技 术 对分离纯化的针对性控制 实现目标产品的提取和纯化 优势二 提纯目标产品，产品符合相关标准要求 The I
11、nstitute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 国内己内酰酰胺废废水处处理制取磷酸铵镁铵镁 工艺艺： 废水经预处理将 pH 值控制在6.5以下 与镁盐镁盐 、铵盐铵盐同时进入流化床反应结晶器，控制pH值值在8 - 10，以细细砂石为晶种，磷酸铵镁在其表面结晶 长大后的晶体磷酸铵镁排出系统 除磷后的废水再采用活性污泥法废水处理，经后续处理废水达 到一级水体排放标准（磷0.5 mg/kg） The Institute of Seawater Desalination and Multipurp
12、ose Utilization, SOA(Tianjin) 优势二 提纯目标产品，产品符合相关标准要求 我所采用调调控结结晶纯纯化分离技术处术处 理多种高含盐废盐废 水 ： 实例一：含硫酸钠、氯化钠高含盐废水芒硝-工业盐联产技术 实例二：浓海水、氨碱废液、石灰硫酸钙-氢氧化镁-碳酸钙联产 净化化盐卤水技术 实例三：硫酸钠、硫酸镁废水综合利用技术 实例四：含苯、蒽醌类硫酸硼酸废水资源化处理技术 实例五：氯化钙、氯化镁废水联产氢氧化镁技术 实例六：调控结晶-晶相转化处理香精废水技术 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Ut
13、ilization, SOA(Tianjin) 优势二 提纯目标产品，产品符合相关标准要求 生物法 化学沉淀法 . 形成化学污泥 后续处理困难 常用废水处理工艺 蒸发 产生废渣， 后续加工复杂 且不利于回收 其中的无机盐 优势三 减少固废物，降低处理成本 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 完成3600m3/a含硫酸钠钠、氯氯化钠钠高含盐废盐废 水处处理中试试 成功将废水中硫酸钠和氯化钠分离并回收利用 按照中试数据测算，15000 m3/d高含盐废水综合利项目投产后，
14、 年可减排高含盐废水500万m3；回收化学资源33万吨（其中：工 业盐15万吨、硫酸钠18万吨），实现年利税2500万元以上，经济 、社会、环境效益显著 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 优势三 减少固废物，降低处理成本 海水卤水中化学资源提取和综合利用 海水中的氯化钠、钾盐、溴、镁盐的提取 盐湖卤水中化学物质的提取和资源综合利用 蒸发结晶、冷却结晶等产业化技术已在饱和卤多效蒸发制盐、苦 卤综合利用、海水卤水提取物深加工（食品级氯化钾、食品级氯 化镁生产）等成功运行
15、多年 近年来相关技术术成功应应用于高含盐废盐废 水资资源化处处理 优势四 相关技术已产业化应用，成熟度高、技术风险低 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 实例一 ： 石灰、氨碱母液净化处理硫酸镁型地下卤水 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 国内某企业的地下卤水处理需求 脱除地下卤水中Ca2+、Mg2+、SO42-二价离子 处理后卤水SO42
16、- 1.25 g/L、 Ca2+ 0.35 g/L、 Mg2+ 0.6 g/L，净化后卤水用于化盐制碱 开发了具有自主知识产权的连续结晶工艺 实例一： 石灰、氨碱母液净化处理硫酸镁型地下卤水 开发了具有自主知识产权的连续结晶工艺 The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, SOA(Tianjin) 采用连续控制结晶技术，在反应器中将氢氧化镁、硫酸钙分离 控制反应条件，利用两者结晶特性，使硫酸钙结晶在反应器内有效 生长 硫酸钙粒径D50为100130m，纯度达到85%以上 氢氧化镁产品纯度达到90% (干基) 碳酸钙纯度97%，达到食品级标准要求 脱除二价离子副产物全部转化成产品 净化卤水达到化盐制碱要求 净化卤水中SO4 2- 1.2g/L、Ca2+ 0.6g/L 、Mg 2+ 0.6g/L 达到
