CN109836005B - 二氧化硅酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种二氧化硅酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置及工艺。该处理装置包括预处理单元、预浓缩单元、两效蒸发单元、MVR蒸发结晶单元和干燥单元，各单元依次相连接；预处理单元包括沉降槽；预浓缩单元包括蒸发冷；两效蒸发单元包括一效分离器、一效加热器、二效分离器、二效加热器和压滤机；MVR蒸发结晶单元包括MVR加热器、MVR分离器、MVR压缩机、MVR稠厚器和MVR离心机；干燥单元包括干燥机。该工艺产生的冷凝水作为生产用水回用，产生的二氧化硅沉淀物作为水合二氧化硅产品外卖，产生的无水硫酸钠可作为化工产品外卖，过程中无废水、固废等废弃物产生；实现废水的零排放，使传统酸沉淀工艺转变成清洁工艺。

Description

二氧化硅酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置及工艺

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及白炭黑和硅胶等水合二氧化硅产品酸沉淀法生产过程中产生的含二氧化硅高盐废水的处理装置及工艺。

背景技术

白炭黑和硅胶等水合二氧化硅产品是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要成分为二氧化硅。

目前，国内外白炭黑和硅胶等水合二氧化硅产品生产方法主要是气相法和沉淀法。而沉淀法国内主要使用硫酸沉淀法，国内现有白炭黑装置采用硅酸钠酸化法(又名沉淀法)制取白炭黑，采用硅酸钠与硫酸进行反应，生成二氧化硅与硫酸钠，然后过滤并用洗涤水多次反复清洗，脱除掉硫酸钠后，剩余物料经液化、干燥后得到产品。过滤、清洗工序分别会有过滤废水(反应母液)和洗涤废水产生，白炭黑装置工艺废水即由此产生。

由于白炭黑生产采用的原料洁净度高，且生产过程完全为无机反应，无副反应产生，生产过程中仅产生二氧化硅和硫酸钠，因此工艺废水水质较好，COD一般在50mg/L以下，其主要污染物为全盐量(硫酸钠)；该工艺废水主要指标如下表1所示。

表1

从表1数据中可以看出该废水中除硫酸钠之外，硅含量高居首位。

目前对该废水的处理多以药剂除硅+膜过滤+蒸发的方式进行处理，但在运行过程中存在药剂使用成本高、产生固废量大、膜表面和蒸发换热器与废水接触面结垢等问题，这些问题增加设备投资和运行成本进而阻碍了含二氧化硅高盐水处理的进展。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置；本发明的目的还在于提供一种SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理工艺；利用该处理装置及其工艺能够解决传统工艺对白炭黑和硅胶等水合二氧化硅产品硫酸沉淀法生产过程中产生的含二氧化硅高盐废水处理过程中固废产生量大、运行成本高、设备结垢的瓶颈的问题，真正实现含二氧化硅高盐废水的零排放，使水合二氧化硅的硫酸沉淀法工艺转变成清洁生产工艺。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一方面，本发明提供一种SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置，该处理装置包括预处理单元、预浓缩单元、两效蒸发单元、MVR蒸发结晶单元和干燥单元，各单元依次相连接；

所述预处理单元包括沉降槽，用于初步分离回收废水中的二氧化硅；

所述预浓缩单元包括蒸发冷，用于废水的水分的部分蒸发实现初步预浓缩；

所述两效蒸发单元包括一效分离器、一效加热器、二效分离器、二效加热器和压滤机；

所述一效加热器与所述一效分离器相循环连通，所述一效加热器中设置有与外界热源相连通的第一换热管道，所述第一换热管道设置有进出口；所述一效分离器设置有第一气体出口、第一液体入口和第一液体出口；所述蒸发冷与所述第一液体入口相连通；

所述二效加热器与所述二效分离器相循环连通，所述二效加热器中设置有与外界热源相连通的第二换热管道，所述第二换热管道设置有进出口；所述第一气体出口与所述第二换热管道的进口相连通；所述二效分离器设置有第二气体出口、第二液体入口和第二液体出口；所述第二液体出口与所述压滤机相连通；所述第一液体出口与所述第二液体入口相连通；所述第二气体出口与所述蒸发冷相连通；

所述MVR蒸发结晶单元包括MVR加热器、MVR分离器、MVR压缩机、MVR稠厚器和MVR离心机；

所述MVR分离器与所述MVR加热器相循环连通，所述MVR加热器中设置有与外界热源相连通的第三换热管道，所述第三换热管道设置有进出口；所述MVR分离器设置有第三气体出口、第三液体入口和第三液体出口；所述第三气体出口、所述MVR压缩机和所述第三换热管道的进口相连通；所述压滤机与所述MVR分离器的第三液体入口相连通；所述第三液体出口与所述MVR稠厚器相连通；所述MVR稠厚器与所述MVR离心机相连通；

所述干燥单元包括干燥机；所述MVR离心机与所述干燥机相连通。

上述的处理装置中，优选地，所述一效加热器的第一换热管道的进出口用于连通外界焦化工段的循环氨水流。

上述的处理装置中，优选地，所述预浓缩单元还包括第一缓冲罐；所述第一缓冲罐用于收集和储存所述蒸发冷的冷凝水生产回用。

上述的处理装置中，优选地，所述第一缓冲罐设置有第一真空泵。

上述的处理装置中，优选地，所述MVR蒸发结晶单元还包括第二缓冲罐；所述第二缓冲罐用于收集和储存所述第三换热管道的出口的冷凝水生产回用。

上述的处理装置中，优选地，所述第二缓冲罐设置有第二真空泵。

上述的处理装置中，优选地，所述蒸发冷与所述第一液体入口相连通的管路上设置有第一进料泵。

上述的处理装置中，优选地，所述一效加热器与所述一效分离器相循环连通的管路上设置有一效强制循环泵。

上述的处理装置中，优选地，所述二效加热器与所述二效分离器相循环连通的管路上设置有二效强制循环泵。

上述的处理装置中，优选地，所述MVR分离器与所述MVR加热器相循环连通的管路上设置有MVR强制循环泵。

上述的处理装置中，优选地，所述蒸发冷包括饮水桶和设置在所述饮水桶***的循环水泵***；

所述饮水桶顶部设置有风机、沿所述风机依次向下设置有脱水器、喷淋水***、冷却盘管和集水池；

所述循环水泵***包括两个并联的循环水泵，所述循环水泵的两端依次连接有出口阀和进口阀，所述出口阀与所述脱水器相连通；所述进口阀与所述集水池相连通；

所述冷却盘管的入口与所述第二气体出口相连通；所述冷却盘管的出口与所述第一缓冲罐相连通。

上述的处理装置中，优选地，所述干燥机包括干燥机上床体、干燥机下床体、干燥机风箱、干燥机视镜、干燥提升机和成品料仓；

所述MVR离心机与所述干燥机上床体相连通；所述干燥机下床体的出口与所述干燥提升机相连通；所述干燥提升机与所述成品料仓相连通；所述干燥机视镜设置在所述干燥机下床体的外侧壁，所述干燥机风箱设置在所述干燥机下床体的底部；

优选地，所述MVR离心机与所述干燥机上床体相连通的管路上还设置有进料螺旋输送机。

另一方面，本发明还提供一种SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理工艺，其是采用上述处理装置进行的，包括以下步骤：

步骤一，将来自硫酸沉淀法水合二氧化硅生产工段的含二氧化硅高盐废水与氢氧化钠混合调节废水pH值为碱性，并进行沉降分离，获得沉降物和上清液废水；

步骤二，将上清液废水送至蒸发冷中用作蒸发冷冷却蒸汽的循环冷却水，在冷却蒸汽的过程中，上清液废水也进行了部分蒸发，实现了初步预浓缩；

步骤三，经过初步预浓缩的废水进入一效分离器中，通过循环真空泵经由一效加热器进行换热，一效加热器中的第一换热通道的热源来自焦化工段的循环氨水；初步预浓缩的废水经过换热升温后于一效分离器中进行闪蒸；

步骤四，经过一效分离器闪蒸浓缩后的废液进入二效分离器中，通过二效强制循环泵经由二效加热器进行再次换热，二效加热器中的第二换热通道的热源来自一效分离器闪蒸后的蒸汽；废水经过换热升温后于二效分离器中进行闪蒸，一效闪蒸蒸汽在二效加热器进行冷凝再回收利用；

步骤五，经过二效分离器闪蒸浓缩后的废水进入压滤机中过滤获得滤饼和滤液；二效分离器闪蒸后的蒸汽进入蒸发冷单元进行冷凝回收利用；

步骤六，滤液进入MVR分离器中，通过MVR强制循环泵经由MVR加热器进行换热，MVR加热器中的第三换热通道的热源来自MVR分离器闪蒸的蒸汽经MVR压缩机压缩升温后的蒸汽；滤液经过换热升温后于MVR分离器中进行闪蒸，闪蒸蒸汽在MVR加热器中进行冷凝再回收利用；

步骤七，经过MVR分离器闪蒸浓缩后析出的硫酸钠晶体依次经过MVR稠厚器、MVR离心机和干燥机后获得硫酸钠固体。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤一中，加入氢氧化钠调节废水的pH值为9-14，优选pH值为9-10。该pH值能够防止二氧化硅在蒸发过程中结垢；同时加入氢氧化钠不仅具有调节pH的功能，还可以提高可溶性二氧化硅的溶解度。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤二中，初步预浓缩的蒸发温度为40-80℃；负压为-93.94kPa～-53.91kPa。采用此蒸发温度和压力能够使结垢因子二氧化硅在蒸发过程中以絮状物或颗粒物形式析出，该絮状物或颗粒物能够随溶液流动，而不会在蒸发器表面形成坚硬、致密的结垢层，造成换热效率降低，从而消除含二氧化硅高盐废水在蒸发过程中的结垢因子，整个过程不需要另加药剂除二氧化硅，既节省了水处理药剂成本，避免了固废的产生。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤三中，所述循环氨水的温度为70-80℃，初步预浓缩的废水经过换热升温后的温度为60-65℃；闪蒸后的蒸汽温度为55-60℃；所述一效分离器中的负压为-83.94kPa～-53.91kPa。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤四中，废水经过换热升温后的温度为55-60℃，闪蒸后的蒸汽温度为40-45℃；所述二效分离器中的负压为-93.94kPa～-83.91kPa。

上述的处理工艺中，一效分离器和二效分离器中废水在低温和负压条件下进行蒸发，浓缩废水中的二氧化硅更容易以絮状物或颗粒物形式析出，该絮状物或颗粒物能够随溶液流动，而不会在蒸发器表面形成坚硬、致密的结垢层，造成换热效率降低。

上述的处理工艺中，经过两效蒸发单元浓缩后，有大量的二氧化硅析出，该二氧化硅经过滤、洗涤、干燥后可作为水合二氧化硅产品外卖，因此两效蒸发单元浓缩过程，在硫酸钠晶体未析出的前提下，两效蒸发单元出料含硫酸钠量越高越好，可以在此阶段除掉大量二氧化硅，可以提高最终产品无水硫酸的品质。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤六中，滤液经过换热升温后的温度为70-75℃；经MVR压缩机压缩升温的蒸汽的温度为80-85℃；所述MVR分离器中的负压为-83.94kPa～-53.91kPa。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤一中，沉降分离获得的沉降物经过压滤、过滤、洗涤和干燥后作为水合二氧化硅产品外卖。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤二、步骤五中，经过蒸发冷获得的冷却水用于生产回用。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤四中，一效闪蒸蒸汽在二效加热器获得的冷却水用于生产回用。既节省了传统工艺中的冷却循环水用量，又对废水进行了部分蒸发，可大幅降低了废水处理的成本。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤五中，经过压滤机过滤获得的滤饼打浆干燥后作为水合二氧化硅产品外卖。

上述的处理工艺中，优选地，在步骤六中，第三换热通道的热源换热降温后的冷凝水用于生产回用。

上述的处理工艺中，产生的冷凝水作为生产用水回用，产生的二氧化硅沉淀物作为水合二氧化硅产品外卖，产生的无水硫酸钠可作为化工产品外卖，过程中无废水、固废等废弃物产生。

本发明的有益效果：

(1)采用本发明的处理装置和工艺能够解决传统工艺对白炭黑和硅胶等水合二氧化硅产品硫酸沉淀法生产过程中产生的含二氧化硅高盐废水处理过程中固废产生量大、运行成本高、设备结垢的瓶颈的问题，真正实现含二氧化硅高盐废水的零排放，使水合二氧化硅的硫酸沉淀法工艺转变成清洁生产工艺；

(2)本发明的处理工艺中，对含二氧化硅高盐废水采用通过加入氢氧化钠调节pH值至9～14，同时控制蒸发温度40～80℃，使结垢因子二氧化硅在蒸发过程中以絮状物或颗粒物形式析出，该絮状物或颗粒物能够随溶液流动，而不会在蒸发器表面形成坚硬的结垢层造成换热效率降低，从而消除含二氧化硅高盐废水在蒸发过程中的结垢因子，整个过程不需要药剂除二氧化硅，既节省了水处理药剂成本，又避免了固废的产生；

(3)本发明可以利用低品质的废热(例如：氨水废热)作为热源对废水进行蒸发，进一步降低了水处理的成本；从而使含二氧化硅高盐废水处理更加可行和适用；

(4)由于本发明前期处理中消除了含二氧化硅高盐废水中的结垢因子，因此，在废水进行多效蒸发时最终的蒸汽可采用蒸发冷进行冷却，冷却介质为本发明中所处理的废水，既节省了传统工艺中的冷却循环水用量，又对废水进行了部分蒸发，大幅降低了废水处理的成本；

(5)该处理工艺产生的冷凝水作为生产用水回用，产生的二氧化硅沉淀物作为水合二氧化硅产品外卖，产生的无水硫酸钠可作为化工产品外卖，过程中无废水、固废等废弃物产生。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置中的蒸发冷结构示意图；

图3为本发明实施例中SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置中的干燥机的结构示意图；

附图符号说明：

1、静态混合器；2、沉降槽；3、蒸发冷；4、一效分离器；5、一效加热器；6、二效分离器；7、二效加热器；8、压滤机；9、MVR分离器；10、MVR加热器；11、MVR压缩机；12、MVR稠厚器；13、MVR离心机；14、干燥机；15、第一缓冲罐；16、第二缓冲罐；17、第一进料泵；18、第一真空泵；19、一效强制循环泵；20、二效强制循环泵；21、第二真空泵；22、MVR强制循环泵；23、积水槽；24、进料螺旋输送机；

201、冷却盘管；202、喷淋水***；203、脱水器；204、脱水器；205、风机；206、进口阀；207、循环水泵；208、循环水泵；209、出口阀；210、出口阀；211、集水池；

301、干燥机上床体；302、干燥机下床体；303、干燥机风箱；304、干燥机视镜；305、干燥机视镜；306、干燥机提升机；307、成品料仓。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

本实施提供一种SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理装置，如图1所示，该处理装置包括预处理单元、预浓缩单元、两效蒸发单元、MVR蒸发结晶单元和干燥单元，各单元依次相连接；

所述预处理单元包括沉降槽2，用于初步分离回收废水中的二氧化硅；

所述预浓缩单元包括蒸发冷3，用于废水的水分的部分蒸发实现初步预浓缩，该蒸发冷的飘逸损失低，＜56kg/h；

所述两效蒸发单元包括一效分离器4、一效加热器5、二效分离器6、二效加热器7和压滤机8；该单元废水一效分离器4中的浓缩液向二效分离器6中输送过程无消耗能源的设备，采用负压输送浓缩液，不会产生额外的能源浪费。

一效加热器5与一效分离器4相循环连通，一效加热器5中设置有与外界热源相连通的第一换热管道，所述第一换热管道设置有进出口；一效分离器4设置有第一气体出口、第一液体入口和第一液体出口；蒸发冷3与所述第一液体入口相连通；

二效加热器7与二效分离器6相循环连通，二效加热器7中设置有与外界热源相连通的第二换热管道，所述第二换热管道设置有进出口；所述第一气体出口与所述第二换热管道的进口相连通；二效分离器6设置有第二气体出口、第二液体入口和第二液体出口；所述第二液体出口与压滤机8相连通；所述第一液体出口与所述第二液体入口相连通；

如图2所示，蒸发冷3包括饮水桶和设置在所述饮水桶***的循环水泵***；所述饮水桶顶部设置有风机205、沿风机205依次向下设置有脱水器204、脱水器203、喷淋水***202、冷却盘管201和集水池211；所述循环水泵***包括两个并联的循环水泵207和208，循环水泵207和208的两端依次连接有出口阀209、出口阀210和进口阀206，出口阀209和出口阀210与脱水器204相连通；进口阀206与集水池211相连通；冷却盘管201的入口与第二气体出口相连通；冷却盘管201的出口与第一缓冲罐15相连通。

所述MVR蒸发结晶单元包括MVR加热器10、MVR分离器9、MVR压缩机11、MVR稠厚器12和MVR离心机13；

MVR分离器9与MVR加热器10相循环连通，MVR加热器10中设置有与外界热源相连通的第三换热管道，所述第三换热管道设置有进出口；MVR分离器9设置有第三气体出口、第三液体入口和第三液体出口；所述第三气体出口、MVR压缩机11和所述第三换热管道的进口相连通；压滤机8与MVR分离器9的第三液体入口相连通；所述第三液体出口与MVR稠厚器12相连通；MVR稠厚器12与MVR离心机13相连通；

如图3所示，所述干燥单元包括干燥机14；干燥机14包括干燥机上床体301、干燥机下床体302、干燥机风箱303、干燥机视镜304和305、干燥提升机306和成品料仓307；MVR离心机13与与干燥机上床体301相连通的管路上设置有进料螺旋输送机24，其与干燥机上床体301相连通；干燥机下床体302的出口与干燥提升机306相连通；干燥提升机306与成品料仓307相连通；干燥机视镜304和305设置在干燥机下床体302的外侧壁，干燥机风箱303设置在干燥机下床体302的底部。

一效加热器5的第一换热管道的进出口用于连通外界焦化工段的循环氨水流。

在一优选的实施方式中，预浓缩单元还包括第一缓冲罐15；第一缓冲罐15用于收集和储存蒸发冷3的冷凝水生产回用；第一缓冲罐15设置有第一真空泵18。所述MVR蒸发结晶单元还包括第二缓冲罐16；第二缓冲罐16用于收集和储存所述第三换热管道的出口的冷凝水生产回用；第二缓冲罐16设置有第二真空泵21。

在一优选的实施方式中，蒸发冷3与所述第一液体入口相连通的管路上设置有第一进料泵17；一效加热器5与一效分离器4相循环连通的管路上设置有一效强制循环泵19；二效加热器7与二效分离器6相循环连通的管路上设置有二效强制循环20；MVR分离器9与MVR加热器10相循环连通的管路上设置有MVR强制循环泵22。

本实施还提供一种SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理工艺，其是采用上述的处理装置进行的，包括以下步骤：

步骤一，将来自硫酸沉淀法水合二氧化硅生产工段的含二氧化硅高盐废水(85t/h)与氢氧化钠混合调节废水pH值为9-10，结垢因子絮凝，经过静态混合器混合后进入沉降槽2中并进行沉降分离，获得沉降物和上清液废水；

其中，沉降物经过压滤、过滤、洗涤和干燥后作为水合二氧化硅产品外卖；

步骤二，将上清液废水送至蒸发冷3中用作蒸发冷冷却蒸汽的循环冷却水，在冷却蒸汽的过程中，上清液废水也进行了部分蒸发，实现了初步预浓缩；蒸发冷3中的蒸发温度为40-80℃，负压为-93.94kPa～-53.91kPa；蒸发冷3获得的冷却水送至白炭黑车间作为生产用水；

步骤三，经过初步预浓缩的废水(70t/h)通过两效蒸发单元的第一进料泵17送入至一效分离器4中，通过一效强制循环泵19打循环，经由一效加热器5进行换热，一效加热器中的第一换热通道的热源来自焦化工段的循环氨水(温度为75-85℃)；初步预浓缩的废水经过换热升温至约60-65℃后于一效分离器4中进行闪蒸；一效分离器4中的负压为-83.94kPa～-53.91kPa；

步骤四，经过一效分离器4闪蒸浓缩后的废液进入二效分离器6中，通过二效强制循环泵20打循环，经由二效加热器7进行再次换热，二效加热器7中的第二换热通道的热源来自一效分离器4闪蒸后的蒸汽(约55-60℃)；废水经过换热升温至约45-50℃后于二效分离器6中进行闪蒸；二效分离器6中的负压为-93.94kPa～-83.91kPa；

步骤五，经过二效分离器6闪蒸浓缩后的废水进入压滤机8中过滤获得滤饼和滤液；滤饼打浆干燥后作为水合二氧化硅产品外卖；二效分离器6闪蒸后的蒸汽(约40-45℃)进入蒸发冷3中进行冷凝回收送至白炭黑车间作为生产用水；

步骤六，滤液(30t/h)进入MVR分离器9中，通过MVR强制循环泵22经由MVR加热器10进行换热，MVR加热器10中的第三换热通道的热源来自MVR分离器9闪蒸的蒸汽经MVR压缩机11压缩升温的蒸汽(约80-85℃)；滤液经过换热升温至约70-75℃并经由积水槽23后，于MVR分离器9中进行闪蒸；MVR分离器9中的负压为-62.7～-83.91kPa；第三换热通道的热源换热降温后的冷凝水用于生产回用；

步骤七，经过MVR分离器9闪蒸浓缩后析出硫酸钠晶体，硫酸钠晶浆液由于密度大而沉降至MVR分离器9的下部盐腿进行富集，富集后的硫酸钠晶浆液至MVR稠厚器12中进一步浓缩增稠后进入双级活塞推料式的MVR离心机13中进行离心，经过离心分离得到含湿率约5％的硫酸钠，通过进料螺旋输送机24输送至内加热流化床干燥机14中干燥在干燥包装工序完成干燥、包装，最终得到的无水硫酸钠含量≥98.5％，可以作为工业硫酸钠进行外卖。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种SiO₂酸沉淀工艺中含二氧化硅高盐废水的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，将来自硫酸沉淀法水合二氧化硅生产工段的含二氧化硅高盐废水与氢氧化钠混合调节废水pH值为9-10，结垢因子絮凝，经过静态混合器混合后进入沉降槽中并进行沉降分离，获得沉降物和上清液废水；

步骤二，将上清液废水送至蒸发冷中用作蒸发冷冷却蒸汽的循环冷却水，在冷却蒸汽的过程中，上清液废水也进行了部分蒸发，实现了初步预浓缩；其中，初步预浓缩的蒸发温度为40-80℃，负压为-93.94kPa～-53.91kPa；

步骤三，经过初步预浓缩的废水进入一效分离器中，通过一效强制循环泵经由一效加热器进行换热，一效加热器中的第一换热通道的热源来自焦化工段的循环氨水；初步预浓缩的废水经过换热升温后于一效分离器中进行闪蒸；其中，所述循环氨水的温度为70-80℃，初步预浓缩的废水经过换热升温后的温度为60-65℃，闪蒸后的蒸汽温度为55-60℃，所述一效分离器中的负压为-83.94kPa～-53.91kPa；

步骤四，经过一效分离器闪蒸浓缩后的废液进入二效分离器中，通过二效强制循环泵经由二效加热器进行再次换热，二效加热器中的第二换热通道的热源来自一效分离器闪蒸后的蒸汽；废水经过换热升温后于二效分离器中进行闪蒸，一效闪蒸蒸汽在二效加热器中进行冷凝再回收利用；其中，废水经过换热升温后的温度为55-60℃，闪蒸后的蒸汽温度为40-45℃，所述二效分离器中的负压为-95.94kPa～-83.91kPa；

步骤五，经过二效分离器闪蒸浓缩后的废水进入压滤机中过滤获得滤饼和滤液，滤饼打浆干燥后作为水合二氧化硅产品；二效分离器闪蒸后的蒸汽进入蒸发冷单元进行冷凝回收利用；

步骤六，滤液进入MVR分离器中，通过MVR强制循环泵经由MVR加热器进行换热，MVR加热器中的第三换热通道的热源来自MVR分离器闪蒸的蒸汽经MVR压缩机压缩升温后的蒸汽；滤液经过换热升温后于MVR分离器中进行闪蒸，闪蒸蒸汽在MVR加热器中进行冷凝再回收利用；其中，滤液经过换热升温后的温度为70-75℃；经MVR压缩机压缩升温的蒸汽的温度为80-85℃；所述MVR分离器中的负压为-83.94kPa～-53.91kPa；

步骤七，经过MVR分离器闪蒸浓缩后析出的硫酸钠晶体依次经过MVR稠厚器、MVR离心机和干燥机后获得硫酸钠固体；

所述处理工艺采用的处理装置包括预处理单元、预浓缩单元、两效蒸发单元、MVR蒸发结晶单元和干燥单元，各单元依次相连接；

所述预处理单元包括静态混合器和沉降槽，所述静态混合器用于混合废水和氢氧化钠并调节废水pH值为碱性，所述沉降槽用于初步分离回收废水中的二氧化硅；

所述预浓缩单元包括蒸发冷，用于废水的水分的部分蒸发实现初步预浓缩；

所述蒸发冷包括饮水桶和设置在所述饮水桶***的循环水泵***；所述饮水桶顶部设置有风机、沿所述风机依次向下设置有脱水器、喷淋水***、冷却盘管和集水池；所述循环水泵***包括并联的第一、第二循环水泵，第一、第二循环水泵的入口分别与同一进口阀相连通，第一循环水泵的出口连通第一出口阀，第二循环水泵的出口连通第二出口阀，第一、第二出口阀分别与所述脱水器相连通；所述进口阀与所述集水池相连通；所述冷却盘管的入口与第二气体出口相连通；所述冷却盘管的出口与第一缓冲罐相连通；

所述两效蒸发单元包括一效分离器、一效加热器、二效分离器、二效加热器和压滤机；

所述一效加热器与所述一效分离器相循环连通，所述一效加热器中设置有与外界热源相连通的第一换热管道，所述第一换热管道设置有进出口；所述一效分离器设置有第一气体出口、第一液体入口和第一液体出口；所述蒸发冷与所述第一液体入口相连通；

所述二效加热器与所述二效分离器相循环连通，所述二效加热器中设置有与外界热源相连通的第二换热管道，所述第二换热管道设置有进出口；所述第一气体出口与所述第二换热管道的进口相连通；所述二效分离器设置有第二气体出口、第二液体入口和第二液体出口；所述第二液体出口与所述压滤机相连通；所述第一液体出口与所述第二液体入口相连通；所述第二气体出口与所述蒸发冷相连通；

所述MVR蒸发结晶单元包括MVR加热器、MVR分离器、MVR压缩机、MVR稠厚器和MVR离心机；

所述MVR分离器与所述MVR加热器相循环连通，所述MVR加热器中设置有与外界热源相连通的第三换热管道，所述第三换热管道设置有进出口；所述MVR分离器设置有第三气体出口、第三液体入口和第三液体出口；所述第三气体出口、所述MVR压缩机和所述第三换热管道的进口相连通；所述压滤机与所述MVR分离器的第三液体入口相连通；所述第三液体出口与所述MVR稠厚器相连通；所述MVR稠厚器与所述MVR离心机相连通；

所述干燥单元包括干燥机；所述MVR离心机与所述干燥机相连通；

所述废水包括如下指标：硫酸钠20000～35000mg/L，钙≤50mg/L，镁≤20mg/L，可溶硅≤200mg/L，胶体硅≤200mg/L，并且，所述废水中除硫酸钠之外，硅含量高居首位。

2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述一效加热器的第一换热管道的进出口用于连通外界焦化工段的循环氨水流。

3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述预浓缩单元还包括第一缓冲罐；所述第一缓冲罐用于收集和储存所述蒸发冷的冷凝水生产回用。

4.根据权利要求3所述的处理工艺，其特征在于：所述第一缓冲罐设置有第一真空泵。

5.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述MVR蒸发结晶单元还包括第二缓冲罐；所述第二缓冲罐用于收集和储存所述第三换热管道的出口的冷凝水生产回用。

6.根据权利要求5所述的处理工艺，其特征在于：所述第二缓冲罐设置有第二真空泵。

7.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述蒸发冷与所述第一液体入口相连通的管路上设置有第一进料泵。

8.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述一效加热器与所述一效分离器相循环连通的管路上设置有一效强制循环泵。

9.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述二效加热器与所述二效分离器相循环连通的管路上设置有二效强制循环泵。

10.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述MVR分离器与所述MVR加热器相循环连通的管路上设置有MVR强制循环泵。

11.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述干燥机包括干燥机上床体、干燥机下床体、干燥机风箱、干燥机视镜、干燥提升机和成品料仓；

所述MVR离心机与所述干燥机上床体相连通；所述干燥机下床体的出口与所述干燥提升机相连通；所述干燥提升机与所述成品料仓相连通；所述干燥机视镜设置在所述干燥机下床体的外侧壁，所述干燥机风箱设置在所述干燥机下床体的底部。

12.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：所述MVR离心机与所述干燥机上床体相连通的管路上还设置有进料螺旋输送机。

13.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：在步骤一中，沉降分离获得的沉降物经过压滤、过滤、洗涤和干燥后作为水合二氧化硅产品外卖。

14.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：在步骤二、步骤五中，经过蒸发冷获得的冷却水用于生产回用。

15.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：在步骤四中，一效闪蒸蒸汽在二效加热器获得的冷却水用于生产回用。

16.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：在步骤五中，经过压滤机过滤获得的滤饼打浆干燥后作为水合二氧化硅产品外卖。

17.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：在步骤六中，第三换热通道的热源换热降温后的冷凝水用于生产回用。

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