申请日2012.07.24
公开(公告)日2012.12.12
IPC分类号C02F1/52; C05G1/00; C01F5/24; C01F5/20
摘要
高浓度镁盐废水的处理方法及其设备，属于镁盐废水处理技术领域。所述的工艺为：将镁盐废水投入反应器中，通入氨和二氧化碳，采用氨碳法处理，得到氢氧化镁、碱式碳酸镁及铵肥。本发明通过氨气和二氧化碳将镁盐废水中的离子转化为氢氧化镁、碱式碳酸镁、氯化铵和硫酸铵副产品，氢氧化镁和碱式碳酸镁均为沉淀，易分离，副产品氯化铵和硫酸铵不含结晶水，蒸发能耗低，易分离，处理成本低，排放零污染，经济效益好，所用的原料易得，设备结构简单，可实现废水处理装置的连续化、大型化，彻底解决了困扰各生产企业的格氏反应高浓度镁盐废水处理问题。
权利要求书
1.高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于所述的工艺为：将镁盐废水投入反应器中，通入氨气和二氧化碳，采用氨碳法处理，得到氢氧化镁、碱式碳酸镁及铵肥。
2.根据权利要求1所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于所述的工艺具体包括如下步骤：
1)将镁盐废水从顶部加入氨化塔(1)内，从氨化塔(1)底部通过氨气进行氨化反应，反应结束后的物料从塔底进入氢氧化镁稠厚器(2)中，经增稠后进入氢氧化镁过滤机(3)中进行固液分离，得到的氢氧化镁固体进入氢氧化镁干燥机(5)进行干燥后外送;得到的滤液进行下一步处理;
2)步骤1)得到的滤液由母液泵(4)打入碳化塔(6)顶部，从碳化塔(6)底部通入氨气、二氧化碳进行碳化反应，反应结束后的物料进入碱式碳酸镁稠厚器(7)，经增稠后进入碱式碳酸镁过滤机(8)进行固液分离，得到的碱式碳酸镁固体进入碱式碳酸镁干燥机(9)干燥后外送，滤液进入多效蒸发机组(10)，得到的蒸发冷凝液直接排放，结晶分离的氯化铵和硫酸铵外送。
3.根据权利要求2所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于氨气从氨气储罐(13)内通入氨化塔(1)和碳化塔(6)，所述的氨气储罐(13)与氨化塔(1)之间设置阀门Ⅰ(11)，氨气储罐(13)和碳化塔(6)之间设置阀门Ⅱ(12)。
4.根据权利要求2所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于步骤1)所述的通入氨气与镁盐废水中镁离子的摩尔比大于1.5：1。
5.根据权利要求2所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于步骤2)所述的通入二氧化碳与镁盐废水中镁离子的摩尔比大于0.2：1。
6.根据权利要求2所述的高浓度镁盐废水的处理所用的设备，其特征在于包括氨化塔(1)，氨化塔(1)底部连接氢氧化镁稠厚器(2)的顶部，氢氧化镁稠厚器(2)底部与氢氧化镁过滤机(3)连接，氢氧化镁过滤机(3)顶部与氢氧化镁干燥机(5)连接，底部通过母液泵(4)与碳化塔(6)顶部连接，碳化塔(6)底部与碱式碳酸镁稠厚器(7)连接，碱式碳酸镁稠厚器(7)底部与碱式碳酸镁过滤机(8)连接，碱式碳酸镁过滤机(8)顶部与碱式碳酸镁干燥机(9)连接，底部与多效蒸发器组(10)连接。
7.根据权利要求6所述的高浓度镁盐废水的处理所用的设备，其特征在于氨化塔(1)底部与输送氨气的氨气储罐(13)连接，所述的氨气储罐(13)与氨化塔(1)之间设置阀门Ⅰ(11)。
8.根据权利要求6所述的高浓度镁盐废水的处理所用的设备，其特征在于碳化塔(6)底部分别与输送氨气的氨气储罐(13)、输送二氧化碳的二氧化碳储罐(14)连接，所述的氨气储罐(13)与碳化塔(6)之间设置阀门Ⅱ(12)。
说明书
高浓度镁盐废水的处理方法及其设备
技术领域
本发明属于镁盐废水处理技术领域，特别适用于处理如格氏反应产生的高浓度镁盐废水的处理方法及其设备。
背景技术
目前，如何对高浓度镁盐废水进行有效处理，一直是困扰国内外许多科研、设计、生产单位的科技工作者的一个难题，根据调研和有关文献报导，针对不同盐分浓度的含镁盐废水，其除盐工艺主要有以下几种方式：
1)蒸馏法 蒸馏法是一种最古老、最常用的脱盐方法。蒸馏法就是把含盐水加热使之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水的过程。其优点是结构简单、操作容易、所得淡水水质好等。但蒸发浓缩除盐工艺本身需要消耗大量蒸汽，在当今能源短缺、能源成本越来越高的情况下，蒸馏法投资大，运行费用高，且难以达到预期的净化效果;
2)稀释法 这种方法采用加水进行稀释，使废水盐度低于毒域值，生物处理就不会受到抑制。该方法简单，易于操作和管理;其缺点就是没有对废水进行任何有效处理，废水中的盐类物质总量没有任何减少，且增加了处理规模，增加了基建投资，增加了运行费用，浪费水资源。
3)化学转化法 通过加入适当的化工原料，对废水中的某些盐类物质进行沉淀，并加以分离，从而降低废水中盐浓度，达到废水处理目的。但目前对于含高镁盐废水并没有适当的化工原料，且该方法引进其他的离子，没有对其进行进一步处理，造成其他污染。
4)反渗透膜分离技术 通过选择适当的反渗透膜，借助其选择透过(半透过)性膜的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，将其截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。
上述工艺存在能量消耗较大，分离效果不佳，后续固废处理难度大的缺陷，无法满足三废处理无害化、资源化和减量化等方面的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，为了真正解决高浓度镁盐废水的环境处理问题，实现排放零污染，并且降低能源消耗，提高产品的附加值，本发明的目的在于提供高浓度镁盐废水的处理方法及其设备 。
本发明的构思为：在解决环保问题的同时，以最低能耗得到镁盐中宝贵的镁离子，且不造成二次污染，发明人采用化学转化蒸馏法技术对高浓度镁盐废水进行资源化处理。
所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于所述的工艺为：将镁盐废水投入反应器中，通入氨气和二氧化碳，采用氨碳法处理，得到氢氧化镁、碱式碳酸镁及铵肥。
所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于所述的工艺具体包括如下步骤：
1)将镁盐废水从顶部加入氨化塔内，从氨化塔底部通过氨气进行氨化反应，反应结束后的物料从塔底进入氢氧化镁稠厚器中，经增稠后进入氢氧化镁过滤机中进行固液分离，得到的氢氧化镁固体进入氢氧化镁干燥机进行干燥后外送;得到的滤液进行下一步处理，所述的氨化反应温度为25-90℃;
2)步骤1)得到的滤液由母液泵打入碳化塔顶部，从碳化塔底部通入氨气、二氧化碳进行碳化反应，反应结束后的物料进入碱式碳酸镁稠厚器，经增稠后进入碱式碳酸镁过滤机进行固液分离，得到的碱式碳酸镁固体进入碱式碳酸镁干燥机干燥后外送，滤液进入多效蒸发机组，得到的蒸发冷凝液直接排放，结晶分离的氯化铵和硫酸铵外送，所述的碳化反应温度为15-65℃。
所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于氨气从氨气储罐内通入氨化塔和碳化塔，所述的氨气储罐与氨化塔之间设置阀门Ⅰ，氨气储罐和碳化塔之间设置阀门Ⅱ。
所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于步骤1)所述的通入氨气与镁盐废水中镁离子的摩尔比大于1.5：1，优选为1.5-5：1。
所述的高浓度镁盐废水的处理方法，其特征在于步骤2)所述的通入二氧化碳与镁盐废水中镁离子的摩尔比大于0.2：1，优选为0.2-2：1。
所述的高浓度镁盐废水的处理所用的设备，其特征在于包括氨化塔，氨化塔底部连接氢氧化镁稠厚器的顶部，氢氧化镁稠厚器底部与氢氧化镁过滤机连接，氢氧化镁过滤机顶部与氢氧化镁干燥机连接，底部通过母液泵与碳化塔顶部连接，碳化塔底部与碱式碳酸镁稠厚器连接，碱式碳酸镁稠厚器底部与碱式碳酸镁过滤机连接，碱式碳酸镁过滤机顶部与碱式碳酸镁干燥机连接，底部与多效蒸发器组连接。
所述的高浓度镁盐废水的处理所用的设备，其特征在于氨化塔底部与输送氨气的氨气储罐连接，所述的氨气储罐与氨化塔之间设置阀门Ⅰ。
所述的高浓度镁盐废水的处理所用的设备，其特征在于碳化塔底部分别与输送氨气的氨气储罐、输送二氧化碳的二氧化碳储罐连接，所述的氨气储罐与碳化塔之间设置阀门Ⅱ。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)本发明将镁盐废水中所有的Mg2+，Cl1-，SO42-离子均得以回收，能源消耗少，排放零污染，二氧化碳得到综合利用，减少碳排放，具有显著的环境效益和社会效益;
2)本发明通过氨气和二氧化碳将镁盐废水中的离子转化为氢氧化镁、碱式碳酸镁、氯化铵和硫酸铵副产品，具有明显的经济效益;
3)本发明得到的产品氢氧化镁和碱式碳酸镁均为沉淀，易分离，副产品氯化铵和硫酸铵不含结晶水，蒸发能耗低，易分离，处理成本低，经济效益好;
4)本发明采用氨碳法，原料易得，所用的设备结构简单，可实现废水处理装置的连续化、大型化，彻底解决了困扰各生产企业的格氏反应高盐废水处理问题。
