CN105903499A - 离子交换塔酸碱再生废水回用***和回用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离子交换塔酸碱再生废水回用***，所述离子交换塔连接有回收盐水储槽和废盐水储槽，回收盐水储槽的出液管路上设置有回收盐水泵，废盐水储槽的出液管路上设置有废盐水泵，在回收盐水泵和废盐水泵之间设置有连通管道，连通管道上设置有连接废盐水储槽的回流管路。本发明还提出一种离子交换塔酸碱再生废水回用方法。本发明提出的废水回用***，可利用原回收盐水储槽至一次盐水储槽的管道，实现废盐水储槽内再生废水的回用；通过在回流管道上设置pH值测量装置，确保废盐水泵出口pH值大于7，避免影响化盐工序正常生产。本发明的方法，降低了污水排放量，节约了一次盐水储槽的化盐水生产水补水量，降低了生产生本。

Description

离子交换塔酸碱再生废水回用***和回用方法
技术领域
本发明属于离子交换技术领域，具体涉及一种离子交换塔废水回用的装置和方法。
背景技术
离子交换膜制碱，是用阳离子交换膜隔离电解盐水的阳极和阴极，电解生成烧碱和氯气和氢气。离子膜法对盐水纯度的要求高，盐水要经过二次精制，进入电解槽的盐水中Ca2+、Mg2+含量要在20ppb以下，因此要用离子交换树脂处理以除去钙、镁离子：先将盐水中Ca2++Mg2+降至10ppm以下，然后用螯合树脂进行离子交换处理。
目前，离子膜制碱行业普遍采用离子交换塔去除盐水中的Ca2+、Mg2+等金属阳离子，每运行一定时间，需对塔内螯合树脂进行再生，恢复其树脂活性，以实现循环使用。不同离子交换塔树脂添加量、交换容量各不相同，因此运行周期亦存在一定差异。离子交换塔的运行成本主要由运行周期决定，运行周期越长，再生次数越少，再生过程中纯水、压缩空气、盐酸、烧碱消耗越少，污水排放量越少，生产成本就越低。
离子交换塔进水Ca2++Mg2+含量10ppm，出水Ca2++Mg2+含量20ppb，以Ca2+含量10ppm进行核算，则一次盐水需增加精制剂Na2CO3的用量2.9×10-4t/t(折百碱)，才能确保***指标合格。这也造成了成本的上升。
发明内容
针对本领域存在的不足，本发明要解决的问题是提供一种离子交换塔酸碱再生废水回用***。
本发明的第二个目的是提供一种离子交换塔酸碱再生废水回用方法。
实现本发明上述目的的技术方案为：
一种离子交换塔酸碱再生废水回用***，所述离子交换塔连接有回收盐水储槽和废盐水储槽，
所述回收盐水储槽的出液管路上设置有回收盐水泵，所述废盐水储槽的出液管路上设置有废盐水泵，在回收盐水泵和废盐水泵之间设置有连通管道，连通管道上设置有连接所述废盐水储槽的回流管路。
其中，所述回收盐水储槽的出液管路连接于一次盐水储槽，所述废盐水储槽的出液管路连接于污水处理***。
进一步地，在所述回流管路上设置有pH测量装置。
其中，所述离子交换塔顶部设置有进液管路，所述进液管路连接有盐酸管道、烧碱管道和纯水管道、压缩空气管道；所述离子交换塔顶部还设置有出液管路，所述出液管路连接有树脂捕集器，所述树脂捕集器连接所述回收盐水储槽。
所述离子交换塔底部设置有废水排放管路，所述废水排放管路连接所述回收盐水储槽及废盐水储槽。
更进一步地，所述回收盐水储槽的出液管路设置在盐水储槽底部，所述废盐水储槽的出液管路设置在废盐水储槽底部，所述回流管路连接于所述废盐水储槽顶部；其中，回收盐水储槽出液管路、废盐水储槽出液管路、回流管路上均设置有阀门。
一种离子交换塔酸碱再生废水回用方法，采用本发明提出的***，包括步骤：
(1)单台离子交换塔再生前，打空废盐水储槽及回收盐水储槽内的再生废水，开始对离子交换塔再生；首先对离子交换塔进行一次水洗、反吹、大流量反洗，之后对离子交换塔进行盐酸再生、二次水洗，最后对离子交换塔进行碱液再生、三次水洗，一次水洗、大流量反洗的出水排至回收盐水储槽，盐酸再生、二次水洗、碱液再生、三次水洗的出水排至废盐水储槽；
(2)二次水洗结束后，开启废盐水泵，关闭回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路上的阀门，打开回流管路上的阀门，废盐水储槽内废水进行自循环混合；
(3)用烧碱和水对离子交换塔进行再生，排出的废液进入废盐水储槽，待废盐水储槽内pH值达到7以上时，关闭回流管路上的阀门，打开回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路上的阀门，至废盐水储槽液位降至0，关闭废盐水泵。
其中，在所述步骤(1)中，对离子交换塔进行一次水洗、盐酸再生和二次水洗，一次水洗之后排液、反吹、反洗，反洗工序中，纯水由离子交换塔底部进入，由顶部排出送至树脂捕集器，之后排至回收盐水储槽，然后用盐酸再生。
其中，在步骤(3)用烧碱和水对离子交换塔再生后，用精盐水置换所述离子交换塔。
所述精盐水通过以下方式制取：一次盐水工序采用加入精制剂的方式控制一次盐水中Ca2++Mg2+≤10ppm，然后用离子交换树脂处理得到精盐水；所述精制剂为碳酸钠、NaOH、FeCl3中的一种或多种。
其中，用质量含量25～35％的盐酸、质量含量30～35％的烧碱对离子交换塔进行再生，盐酸和烧碱的体积比例为1：1～1.5。
本发明的有益效果在于：
本发明提出的废水回用***，可利用原回收盐水储槽至一次盐水储槽的管道，实现废盐水储槽内再生废水的回用；通过在回流管道上设置pH值测量装置，确保废盐水泵出口废水PH值大于7，避免影响化盐工序正常生产。
本发明提出的方法，降低了污水排放量，节约了一次盐水储槽的化盐水生产水补水量，降低了生产生本。
本生产单位有离子交换塔共计三台，采取两台串联、一台再生的方式倒替运行，单台离子交换塔每运行80h，需再生40h，单台离子交换塔再生共产生酸碱废水175.55m3，约175.55t，则3台离子交换塔每小时产生酸碱再生废水4.39t/h。废盐水储槽再生废水回用后，每小时降低4.39t污水排放量，每年节约排污费用支出105360元(年运行8000h，排污费3元/t)；此外，每小时节约4.39t一次盐水储槽的生产水补水量，每年节约生产水费用支出175600元(年运行8000h，生产水单价5元/t)，合计降低生产成本280960元/年。除经济效益以外，酸碱再生废水的回用减少了污水排放量，降低了污水处理负荷，具有良好的社会效益和环保效益。
附图说明
图1为本发明***的设置示意图。
图中，1为离子交换塔，101为过滤盐水入口，102为纯水入口，103为盐酸入口，104为烧碱入口，105为压缩空气管路，106为盐水置换管路；2为树脂捕集器，3为回收盐水储槽，301为回收盐水泵，4为废盐水储槽，401为废盐水泵，402为去污水处理***的管路，5为回流管道，6为pH计，7为回收盐水储槽和废盐水储槽的连通管道，8为去一次盐水储槽的管路。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中，如无特殊说明，所使用的方法均为本领域常规的方法。
实施例1：
如图1，一种离子交换塔酸碱再生废水回用***，其中离子交换塔1连接有回收盐水储槽3和废盐水储槽4，
回收盐水储槽3的出液管路上设置有回收盐水泵301，所述废盐水储槽4的出液管路上设置有废盐水泵401，在回收盐水泵301和废盐水泵401之间设置有回收盐水储槽和废盐水储槽的连通管道7，该连通管道上设置有连接于废盐水储槽4的回流管路5。在回流管路5上设置有pH计6。
其中，回收盐水储槽3的出液管路通过去一次盐水储槽的管路8连接于一次盐水储槽，废盐水储槽4的出液管路通过去污水处理***的管路402连接于污水处理***。
离子交换塔1顶部设置有进液管路，所述进液管路连接有过滤盐水入口101，纯水入口102，盐酸入口103，烧碱入口104，压缩空气入口105；所述离子交换塔1顶部还设置有出液管路，所述出液管路连接有树脂捕集器2，所述树脂捕集器2连接所述回收盐水储槽3。
所述离子交换塔底部设置有废水排放管路，所述废水排放管路通过管道连接于回收盐水储槽3和废盐水储槽4。
进一步地，回收盐水储槽3的出液管路设置在回收盐水储槽底部，废盐水储槽4的出液管路设置在废盐水储槽底部，回流管路5连接于废盐水储槽4顶部；在回收盐水储槽出液管路、废盐水储槽出液管路、回流管路上均设置有阀门。
离子交换塔的再生包括以下步骤：
采用本实施例的***，进行离子交换塔酸碱再生废水回用，包括步骤：
(1)单台离子交换塔再生前，打空废盐水储槽及回收盐水储槽内再生废水，开始对离子交换塔再生；首先对离子交换塔进行一次水洗、反吹、大流量反洗，之后对离子交换塔进行盐酸再生、二次水洗，最后对离子交换塔进行碱液再生、三次水洗，一次水洗、大流量反洗的出水排至回收盐水储槽，盐酸再生、二次水洗、碱液再生、三次水洗的出水排至废盐水储槽。
(2)二次水洗结束后，开启废盐水泵，关闭回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路上的阀门，打开回流管路上的阀门，废盐水储槽内废水进行自循环混合。
(3)用烧碱和水对离子交换塔进行再生，排出的废液进入废盐水储槽，待废盐水储槽4内pH值达到7以上时，关闭回流管路上的阀门，打开回收盐水储槽连接的去一次盐水储槽的管路8上的阀门，至废盐水储槽4液位降至0，关闭废盐水泵401。
(4)用烧碱和水对离子交换塔再生后，用精盐水置换所述离子交换塔。一次盐水工序采用加入精制剂碳酸钠、NaOH、FeCl3的方式控制一次盐水中Ca2++Mg2+≤10ppm，再经离子交换处理即得精盐水。精盐水置换步骤中，离子交换塔顶部排出的再生废水经树脂捕集器排至回收盐水储槽(即，步骤1,4,11的出水排至回收盐水储槽3，步骤6至9的出水排至废盐水储槽4)。
当再生进行至步骤7结束时，废盐水储槽4内的液位2.6m(占容积的35％)，此时启动废盐水泵401，关闭去一次盐水储槽管道的阀门，打开去废盐水储槽4的回流阀门，废盐水储槽4内废水自循环进行混合。当再生运行至步骤9结束时，废盐水储槽4内的液位约4.8m(占容积的64％)，此后，密切关注废盐水泵401出口PH值，约20～30min后，废盐水泵401出口PH值稳定在7以上，关闭回流管道阀门，打开去一次盐水储槽的管路8的阀门，直至废盐水储槽4液位降低至0，停废盐水泵401。
实施例2
本生产单位有离子交换塔共计三台，采取两台串联、一台再生的方式倒替运行，三台离子交换塔均同实施例1一样改造了再生废水回用***。再生的步骤同实施例1。
单台离子交换塔每运行80h，需再生40h，单台离子交换塔再生共产生酸碱废水175.55m3，约175.55t，则3台离子交换塔每小时产生酸碱再生废水4.39t/h。废盐水储槽再生废水回用后，每小时降低4.39t污水排放量，每年节约排污费用支出105360元(年运行8000h，排污费3元/t)；此外，每小时节约4.39t一次盐水储槽的生产水补水量(年运行8000h，生产水单价5元/t)，每年节约生产水费用支出175600元，合计降低生产成本280960元/年。
以上的实施例仅仅是对发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种离子交换塔酸碱再生废水回用***，所述离子交换塔连接有回收盐水储槽和废盐水储槽，其特征在于，
所述回收盐水储槽的出液管路上设置有回收盐水泵，所述废盐水储槽的出液管路上设置有废盐水泵，在回收盐水泵和废盐水泵之间设置有连通管道，连通管道上设置有连接所述废盐水储槽的回流管路。
2.根据权利要求1所述的离子交换塔酸碱再生废水回用***，其特征在于，所述回收盐水储槽的出液管路连接于一次盐水储槽，所述废盐水储槽的出液管路连接于污水处理***。
3.根据权利要求1所述的离子交换塔酸碱再生废水回用***，其特征在于，在所述回流管路上设置有pH测量装置。
4.根据权利要求1所述的离子交换塔酸碱再生废水回用***，其特征在于，所述离子交换塔顶部设置有进液管路，所述进液管路连接有盐酸管道、烧碱管道和纯水管道及压缩空气管道；所述离子交换塔顶部还设置有出液管路，所述出液管路连接有树脂捕集器，所述树脂捕集器连接所述回收盐水储槽；
所述离子交换塔底部设置有废水排放管路，所述废水排放管路连接所述回收盐水储槽及废盐水储槽。
5.根据权利要求1～4任一所述的离子交换塔酸碱再生废水回用***，其特征在于，所述回收盐水储槽的出液管路设置在盐水储槽底部，所述废盐水储槽的出液管路设置在废盐水储槽底部，所述回流管路连接于所述废盐水储槽顶部；其中，回收盐水储槽出液管路、废盐水储槽出液管路、回流管路上均设置有阀门。
6.一种离子交换塔酸碱再生废水回用方法，采用权利要求1～5任一所述的***，其特征在于，包括步骤：
(1)单台离子交换塔再生前，打空废盐水储槽及回收盐水储槽内的再生废水，开始对离子交换塔再生；首先对离子交换塔进行一次水洗、反吹、大流量反洗，之后对离子交换塔进行盐酸再生、二次水洗，最后对离子交换塔进行碱液再生、三次水洗，一次水洗、大流量反洗的出水排至回收盐水储槽，盐酸再生、二次水洗、碱液再生、三次水洗的出水排至废盐水储槽；
(2)二次水洗结束后，开启废盐水泵，关闭回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路上的阀门，打开回流管路上的阀门，废盐水储槽内废水进行自循环混合；
(3)用烧碱和水对离子交换塔进行再生，排出的废液进入废盐水储槽，待废盐水储槽内pH值达到7以上时，关闭回流管路上的阀门，打开回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路上的阀门，至废盐水储槽液位降至0，关闭废盐水泵。
7.根据权利要求6所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，对离子交换塔进行一次水洗、盐酸再生和二次水洗，一次水洗之后排液、反吹、反洗，反洗工序中，纯水由离子交换塔底部进入，由顶部排出送至树脂捕集器，之后排至回收盐水储槽，然后用盐酸再生。
8.根据权利要求6所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，在步骤(3)用烧碱和水对离子交换塔再生后，用精盐水置换所述离子交换塔。
9.根据权利要求8所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，所述精盐水通过以下方式制取：一次盐水工序采用加入精制剂的方式控制一次盐水中Ca2++Mg2+≤10ppm，然后用离子交换树脂处理得到精盐水；所述精制剂为碳酸钠、NaOH、FeCl3中的一种或多种。
10.根据权利要求6～9任一所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，用质量含量25～35％的盐酸、质量含量30～35％的烧碱对离子交换塔进行再生，盐酸和烧碱的体积比例为1：1～1.5。
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