申请日 20200903
公开（公告）日 20201110
IPC分类号 C02F9/06; C02F9/10; C01D5/00; C02F103/34
摘要
本发明涉及废水处理工艺，具体为一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)采用电絮凝法去除pH为7.5～8.5的高硅废水中的离子硅和胶体硅，获得一级处理废水；2)采用除硅剂和助凝剂处理所述一级处理废水，获得二级处理废水；3)依次使用IMF超滤膜、纳滤膜和反渗透膜处理二级处理废水，获得清水。一种白炭黑生产高硅废水零排放系统，其特征在于：所述系统包括依次流体连通的电化学装置、高效分离器、IMF超滤膜池、超滤产水箱、纳滤装置、清液罐和反渗透装置。采用电化学+化学混凝+超滤+纳滤+反渗透+蒸发等处理工艺用于白炭黑生产高硅废水处理，可回收水资源，实现零排放。
权利要求书
1.一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用电絮凝法去除pH为7.5～8.5的高硅废水中的离子硅和胶体硅，获得一级处理废水；
2)采用除硅剂和助凝剂处理所述一级处理废水，获得二级处理废水；
3)依次使用IMF超滤膜、纳滤膜和反渗透膜处理二级处理废水，获得清水。
2.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述电絮凝法采用电化学处理装置进行。
3.根据权利要求2所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述电化学处理装置的单对电极施加电流为0.8～1.2A，电压为0.8～1.2V。
4.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于：所述步骤2)中，所述除硅剂的浓度为100～150ppm，所述助凝剂的浓度为3～5ppm。
5.根据权利要求1所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于：所述步骤3)还包括，二级处理废水经过IMF超滤膜处理获得超滤产水和污泥，所述污泥排至泥污池，压滤后成饼。
6.根据权利要求5所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于：所述超滤产水经纳滤膜处理后获得纳滤清液和硫酸钠浓缩液，将所述硫酸钠浓缩液蒸发浓缩获得硫酸钠结晶。
7.根据权利要求6所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，其特征在于：所述纳滤清液经过反渗透膜处理获得清水和反渗透浓缩液，所述反渗透浓缩液依次使用纳滤膜和反渗透膜处理。
8.一种白炭黑生产高硅废水零排放系统，其特征在于：所述系统包括依次流体连通的电化学装置、高效分离器、IMF超滤膜池、超滤产水箱、纳滤装置、清液罐和反渗透装置。
9.根据权利要求8所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放系统，其特征在于，包括以下特征中的一项或多项：
所述系统还包括换热冷却装置，所述换热冷却装置的出口与电化学装置的进口流体连通；
所述系统还包括污泥池，所述污泥池的入口分别与高效分离器的出口和IMF超滤膜池的排泥口流体连通；
所述系统还设置有多个水泵。
10.根据权利要求8所述的一种白炭黑生产高硅废水零排放系统，其特征在于，包括以下特征中的一项或多项：
所述系统还包括反渗透液浓缩池，所述反渗透装置、所述反渗透液浓缩池和所述超滤产水箱依次流体连通，所述反渗透装置设置有第一出口和第二出口，所述超滤产水箱设置有第二进口，所述反渗透装置的第二出口与所述反渗透液浓缩池的进口流通连通，所述反渗透液浓缩池的出口与所述超滤产水箱的第二进口连接，所述反渗透装置的第一出口用于放出清水；所述系统还包括浓水罐和蒸发装置，所述纳滤装置、所述浓水罐和所述蒸发装置依次流体连通，所述纳滤装置设置有第一进口、第一出口和第二出口，所述超滤产水箱设置有第一进口，所述纳滤装置的第二出口与所述浓水罐进口连接，所述纳滤装置的第一进口与所述超滤产水箱的第一出口流体连通，所述纳滤装置第一出口与所述清液罐流体连通；
所述纳滤装置还设置有回流管、第二进口和第三出口，所述回流管的一端与所述纳滤装置的第三出口流体连通，所述回流管的另一端与所述纳滤装置的第二进口流体连通。
说明书
一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺及其系统
技术领域
本发明涉及废水处理工艺，特别是涉及一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺及其系统。
背景技术
白炭黑生产之高硅废水，主要来源于白炭黑生产过程中产生大量的压滤母液、滤饼洗水、冲洗设备等，难处理的主要原因是废水中的二氧化硅含量很高，预处理如果处理效果不佳，极容易导致反渗透系统发生二氧化硅污堵，从而导致系统瘫痪。CN103539281A公布了一种利用化学絮凝作为预处理的方式，通过加入PAC或者三氯化铁等絮凝剂，形成氢氧化铁、氢氧化铝等胶体，通过吸附脱除水中的二氧化硅。但这种方式存在药剂成本高，处理效果不佳的问题，如果要将二氧化硅降至较低含量，需要的药剂投入巨大，且产生了大量污泥，大大增加了污泥处理成本。CN103482809公布了一种利用陶瓷膜进行预处理除硅的方式，其不足之处在于投资成本过高，经济可行性不高。CN109111003A公布了一种利用白炭黑洗涤废水提盐设备处理白炭黑高硅废水，包括双效预浓缩蒸发装置、MVR强制循环蒸发结晶装置、冷冻结晶装置和气流干燥系统，但这种方式能耗巨大，前提投资成本以及后续运行成本较高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺及其系统，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面，提供一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺，包括以下步骤：
1)采用电絮凝法去除pH为7.5～8.5的高硅废水中的离子硅和胶体硅，获得一级处理废水。
2)采用除硅剂和助凝剂处理所述一级处理废水，获得二级处理废水。
3)依次使用IMF超滤膜、纳滤膜和反渗透膜处理二级处理废水，获得清水。
可选地，在所述步骤1)中，所述电絮凝法采用电化学处理装置进行。
可选地，在所述步骤1)中，所述电化学处理装置的单对电极施加电流为0.8～1.2A，电压为0.8～1.2V。
可选地，在所述步骤2)中，所述除硅剂的浓度为100～150ppm，所述助凝剂的浓度为3～5ppm。
可选地，所述步骤3)还包括，二级处理废水经过IMF超滤膜处理获得超滤产水和污泥，所述污泥排至泥污池，压滤后成饼。
可选地，所述纳滤膜处理后获得纳滤清液和硫酸钠浓缩液，将所述硫酸钠浓缩液蒸发浓缩获得硫酸钠结晶。
可选地，所述纳滤清液经过反渗透膜处理获得清水和反渗透浓缩液，所述反渗透浓缩液依次使用纳滤膜和反渗透膜处理。
本发明第二方面，提供一种白炭黑生产高硅废水零排放系统，所述系统包括依次流体连通的电化学装置、高效分离器、IMF超滤膜池、超滤产水箱、纳滤装置、清液罐和反渗透装置。
如上所述，本发明的一种白炭黑生产高硅废水零排放工艺及其系统，具有以下有益效果：采用电化学+化学混凝+超滤+纳滤+反渗透+蒸发等处理工艺，用于白炭黑生产高硅废水处理，1)可使废水中硅含量降低至30ppm以下，防止纳滤及反渗透发生污堵；2)可回收无机盐，实现清洁生产，体现循环经济效益；3)可回收水资源，实现零排放，实现环保效益、经济效益双赢；4)通过纳滤膜浓缩，可节约蒸发能耗，提升经济效益。（发明人 傅立德；盛凡；陈伟；方树鹏）
