CN111689560A - 一种含硅高盐废水的除硅工艺 - Google Patents

一种含硅高盐废水的除硅工艺 Download PDF

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CN111689560A CN202010536519.7A CN202010536519A CN111689560A CN 111689560 A CN111689560 A CN 111689560A CN 202010536519 A CN202010536519 A CN 202010536519A CN 111689560 A CN111689560 A CN 111689560A
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Abstract

本发明为一种含硅高盐废水的除硅工艺。一种含硅高盐废水的除硅工艺，包括以下步骤：S10：向含硅高盐废水中加入石灰后，搅拌0.1‑5h后，过滤，得过滤后的含硅高盐废水；S20：向所述的过滤后的含硅高盐废水中加入絮凝剂后，搅拌0.1‑5h后，过滤，即可得到可回收利用的高盐水。本发明所述的一种含硅高盐废水的除硅工艺，可以将含硅高盐废水中的Si(Ⅳ)浓度降至低于0.3mg/L后，即SiO2浓度低于0.642mg/L后，将其回收利用，用于氯碱工业；含硅高盐废水的回收利用既实现了节能减排的目的，又节约了生产成本。

Description

一种含硅高盐废水的除硅工艺
技术领域
本发明属于盐水除硅领域，具体涉及一种含硅高盐废水的除硅工艺。
背景技术
氯碱工业是通过电解饱和盐水(NaCl溶液)来获得氢气(H2)、氯气(Cl2)和氢氧化钠(一种强碱，化学式NaOH)溶液。其主要工艺流程是向化盐池内注入水，并且加入粗盐(粗氯化钠晶体，化学式NaCl，粗盐中含有许多其它杂质)，在化盐池内生成了饱和盐水(NaCl溶液)，称为一次盐水。一次盐水经过添加各种精制试剂，除去杂质后得到精制盐水。精制盐水进入电解槽，在离子膜上发生电解反应，生成气相的氢气、氯气和氢氧化钠溶液。
在整个工艺流程中，核心设备是电解槽上的离子膜。一次盐水中的一些杂质离子势必影响到离子膜的运行。为了保证离子膜的高性能运行，必须将一次盐水中影响离子膜运行的杂质离子除去，因此一次盐水的精制过程必须严格进行。
一次盐水中有多种阳离子杂质，其中对离子膜无害的杂质有K+、Fe2+、Fe3+，对离子膜有害的杂质有Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Ni2+、Al3+、含Si化合物。在这些对离子膜有害的杂质中，Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Ni2+的碳酸盐均不溶于水，Al3+与
Figure BDA0002537167980000011
发生双水解反应。这些杂质离子均可使用碳酸钠(Na2CO3)除去，离子反应方程式如下：
Figure BDA0002537167980000012
Figure BDA0002537167980000013
Figure BDA0002537167980000014
Figure BDA0002537167980000015
Figure BDA0002537167980000016
Figure BDA0002537167980000017
此外，对离子膜无害的Fe2+、Fe3+也会被除去，离子反应方程式如下：
Figure BDA0002537167980000021
Figure BDA0002537167980000022
所有杂质中最难除去的是含Si化合物，传统的除硅试剂是氢氧化镁[Mg(OH)2]、氧化镁(MgO)、氯化镁(MgCl2)等。然而，含镁(Mg)试剂除硅效率有限。近些年来，国内外逐渐出现了许多种新的除硅工艺，这些工艺包括反应试剂除硅、絮凝剂/混凝剂除硅、吸附剂除硅等。
传统的氯碱工业采用含镁试剂除去盐水中的含硅化合物。CN 108751523A提供了一种高盐废水的除硬除硅的方法，可将二氧化硅的浓度除至15mg/L以下。CN 105540939A提供了一种废水除钙镁氟硅的装置和方法，硅去除率达96％以上。CN 108751531A提供了一种废水除硅浓缩处理的方法，可将硅除至8mg/L左右。
上述的几种除硅方法或添加试剂种类繁多，或用量较大；且进入高电流密度自然循环复级式膜极距离子膜电解槽的精制盐水指标中，二氧化硅(SiO2)浓度不得高于2.3mg/L。含硅高盐废水经过上述几种除硅方法处理后，硅浓度仍然较高，不满足指标，因而不能进入电解槽回收利用。
现如今，环境保护日益受到社会关注，企业三废排放的要求越来越严格。节能减排逐渐成为企业不可避免且亟需解决的问题。有鉴于此，本发明提出一种新的含硅高盐废水的除硅工艺，有效解决含硅高盐废水的排放问题，将含硅高盐废水除硅后用于氯碱工业。既做到了节能减排，又做到了节约成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含硅高盐废水的除硅工艺，除去含硅高盐废水中的Si(Ⅳ)，得到可回收利用的高盐水。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种含硅高盐废水的除硅工艺，包括以下步骤：
S10：向含硅高盐废水中加入石灰后，在10-100℃下搅拌0.1-5h后，过滤，得过滤后的含硅高盐废水；
S20：向所述的过滤后的含硅高盐废水中加入絮凝剂后，在10-70℃下搅拌0.1-5h后，过滤，即可得到可回收利用的高盐水。
进一步地，所述的步骤S10中，搅拌的温度为20-70℃；
所述的步骤S20中，搅拌的温度为20-50℃。
再进一步地，所述的步骤S10中，搅拌的温度为20-30℃；
所述的步骤S20中，搅拌的温度为20-30℃。
进一步地，所述的步骤S10中，搅拌转速为50-400rpm。
再进一步地，所述的步骤S10中，搅拌转速为100-300rpm。
进一步地，所述的步骤S10中，搅拌时间为1-4h。
进一步地，所述的步骤S20中，转速为40-200rpm。
再进一步地，所述的步骤S20中，搅拌的转速为40-80rpm。
进一步地，所述的步骤S20中，搅拌时间为1-4h。
进一步地，所述的步骤S10中，所述的石灰可以是生石灰、熟石灰、碱石灰的一种或几种。
再进一步地，所述的石灰为熟石灰。
再进一步地，所述的熟石灰用量为0.5-1.8kg/m3含硅高盐废水；
再进一步地，所述的熟石灰用量为0.7-1.2kg/m3含硅高盐废水。
进一步地，所述的絮凝剂是铝基絮凝剂、铁基絮凝剂、无机高分子絮凝剂的一种或几种。
再进一步地，所述的絮凝剂是铁基絮凝剂，
再进一步地，所述的絮凝剂是六水合氯化铁。
再进一步地，所述的六水合氯化铁用量为0.5-1.4kg/m3含硅高盐废水。
再进一步地，所述的六水合氯化铁用量为0.7-1.0kg/m3含硅高盐废水。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明除硅效率高，除硅效率高于99％，盐水中的Si(Ⅳ)浓度低于0.3mg/L，即SiO2浓度低于0.642mg/L。
2、本发明所用试剂易于获取，价格便宜，用量少。
3、本发明的工艺流程短，设备种类少，操作简单，常温下即发生反应。
4、本发明的除硅反应所生成的沉淀易于处理，且不会污染环境。
5、本发明的含硅高盐废水的除硅工艺，可实现工业化的应用。
附图说明
图1为实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种含硅高盐废水的除硅工艺，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种含硅高盐废水的除硅工艺，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
下面将结合具体的实施例，对本发明一种含硅高盐废水的除硅工艺做进一步地详细介绍：
本公司厂区各个车间产生的含氢废气中含有少量的氯硅烷，如四氯化硅(SiCl4)、三氯氢硅(SiHCl3)、二氯二氢硅(SiH2Cl2)等。含氢废气必须经过两级洗涤塔洗涤，将氯硅烷溶解后才能排放。其中，一级洗涤塔为酸(盐酸，HCl溶液)洗塔，二级洗涤塔为碱(NaOH溶液)洗塔。
含氢废气进入一级洗涤塔后，氯硅烷发生如下反应：
SiCl4+2H2O＝SiO2+4HCl
SiHCl3+2H2O＝SiO2+3HCl+H2
SiH2Cl2+2H2O＝SiO2+2HCl+2H2
一级洗涤塔内未溶解的氯硅烷、反应生成HCl和H2进入二级洗涤塔。以SiHCl3为例，氯硅烷在二级洗涤塔内发生如下反应：
SiHCl3+2H2O＝SiO2+3HCl+H2
SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O
3HCl+3NaOH＝3NaCl+3H2O
总反应为：
SiHCl3+5NaOH＝Na2SiO3+3NaCl+2H2O+H2
此外，在一级洗涤塔内生成的HCl气体进入二级洗涤塔后，也发生中和反应：
HCl+NaOH＝NaCl+H2O
一级洗涤塔的酸洗液和二级洗涤塔的碱洗液各自经过板框压滤机，滤去固体废物后混合，再次发生酸碱中和反应：
HCl+NaOH＝NaCl+H2O
酸洗液和碱洗液混合后，生成了盐(NaCl)浓度很高的废水，且废水中含有一定量的Si(Ⅳ)(含四价硅的化合物)，还含有少量其它金属离子杂质，以下将其简称为含硅高盐废水。若将含硅高盐废水排放至污水处理厂，则处理成本极高，且带来了巨大的环保问题。
本公司用于氯碱工业的电解槽为高电流密度自然循环复极式膜极距离子膜电解槽，进入电解槽的精制盐水中的二氧化硅(SiO2)浓度不得高于2.3mg/L。
上述的本公司的含硅高盐废水中的杂质有Si(Ⅳ)、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Ba2+、Al3+、Ni2+、Sr2+。可将这些杂质分为四类：①ⅡA族元素Mg、Ca、Ba、Sr，其特点是碳酸盐均不溶于水，氢氧化物的溶解度随原子序数依次增大，此类碱土金属离子可在盐水的精制操作过程中加入Na2CO3除去；②ⅢA族元素Al，浓度已低于仪器的量程下限，即小于0.0001mg/L，可忽略不计；③Ⅷ族金属元素Fe和Ni，其特点是氢氧化物及碳酸盐均不溶于水；④ⅣA族元素Si，主要以SiO2的形式存在，还含有少量
Figure BDA0002537167980000051
SiO2由氯硅烷在一级洗涤塔内反应生成，
Figure BDA0002537167980000052
由氯硅烷在二级洗涤塔内反应生成。
在这些杂质中，非金属元素Si对电解槽离子膜正常运行的影响最大，且最难去除，是含硅高盐废水回收利用的最大阻碍。只要将Si浓度降低至离子膜的操作要求，便可轻易地进一步将其余杂质除去，继而实现回收利用含硅高盐废水。
技术方案：
本发明的目的是除去含硅高盐废水中的Si(Ⅳ)，得到可回收利用的高盐水。采用两步法将Si(Ⅳ)除去。采用图1所示的设备。含硅高盐废水进入搅拌罐D1，加入石灰后，开启搅拌桨，高盐废水中的Si(Ⅳ)与石灰在常温或加热、常压下反应，并且生成沉淀。反应后的含硅高盐废水经过滤机F1除去沉淀后送至搅拌罐D2。向搅拌罐D2加入絮凝剂后，开启搅拌桨，含硅高盐废水中的Si(Ⅳ)与絮凝剂在常温或加热、常压下反应，通过絮凝剂的网捕絮凝生成共沉淀。反应结束后的含硅高盐废水经过过滤机F2，将沉淀除去后，得到可回收利用的高盐水。
具体操作步骤如下：
S10：向含硅高盐废水中加入石灰后，在10-100℃下搅拌0.1-5h后，过滤，得过滤后的含硅高盐废水；
S20：向所述的过滤后的含硅高盐废水中加入絮凝剂后，在10-70℃下搅拌0.1-5h后，过滤，即可得到可回收利用的高盐水。
优选地，所述的步骤S10中，搅拌的温度为20-70℃；
所述的步骤S20中，搅拌的温度为20-50℃。
进一步优选地，所述的步骤S10中，搅拌的温度为20-30℃；
所述的步骤S20中，搅拌的温度为20-30℃。
优选地，所述的步骤S10中，搅拌转速为50-400rpm。
进一步优选地，所述的步骤S10中，搅拌转速为100-300rpm。
优选地，所述的步骤S10中，搅拌时间为1-4h。
优选地，所述的步骤S20中，转速为40-200rpm。
进一步优选地，所述的步骤S20中，搅拌的转速为40-80rpm。
优选地，所述的步骤S20中，搅拌时间为1-4h。
优选地，所述的步骤S10中，所述的石灰可以是生石灰、熟石灰、碱石灰的一种或几种。
进一步优选地，所述的石灰为熟石灰。
进一步优选地，所述的熟石灰用量为0.5-1.8kg/m3含硅高盐废水；
优选地，所述的熟石灰用量为0.7-1.2kg/m3含硅高盐废水。
优选地，所述的絮凝剂是铝基絮凝剂、铁基絮凝剂、无机高分子絮凝剂的一种或几种。
进一步优选地，所述的絮凝剂是铁基絮凝剂，
进一步优选地，所述的絮凝剂是六水合氯化铁。
其反应原理为：
以熟石灰为例，第一步除硅的反应原理如下：
熟石灰[Ca(OH)2]在含硅高盐废水中发生解离反应：
Ca(OH)2＝Ca2++2OH-
含硅高盐废水中的Si(IV)的存在形式为一级洗涤塔内生成的SiO2和二级洗涤塔内生成的
Figure BDA0002537167980000071
其中，SiO2溶于水后可生成弱酸H2SiO3，反应方程式如下：
SiO2+H2O＝H2SiO3
H2SiO3发生如下的解离反应：
Figure BDA0002537167980000072
解离生成的
Figure BDA0002537167980000073
并非全部扩散到溶液中去，其中一部分
Figure BDA0002537167980000074
仍固定在SiO2表面，形成带负电的胶核，而H+作为反离子，与胶核生成SiO2溶胶。胶团结构为：
Figure BDA0002537167980000075
其中，胶核结构为带负电的
Figure BDA0002537167980000076
胶体粒子为
Figure BDA00025371679800000712
Figure BDA0002537167980000077
可滑动面外的反粒子为2xH+，整体显电中性。由于含硅高盐废水中加入熟石灰，解离出带正电的Ca2+，则可于胶体粒子
Figure BDA0002537167980000078
表面和解离的
Figure BDA0002537167980000079
发生反应生成沉淀，化学方程是如下：
SiO2+H2O＝H2SiO3
H2SiO3+Ca(OH)2＝CaSiO3↓+2H2O
总反应方程式为：
SiO2+Ca(OH)2＝CaSiO3↓+H2O
二级洗涤塔内生成的
Figure BDA00025371679800000710
发生如下离子反应方程式：
Figure BDA00025371679800000711
此外，含硅高盐废水中的Mg2+、Fe2+、Ni2+也生成沉淀，被全部除去或大部分除去，离子方程式如下：
Mg2++2OH-＝Mg(OH)2↓
Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓
Ni2++2OH-＝Ni(OH)2↓
加入石灰反应后，含硅高盐废水中绝大多数Si(IV)，以及几乎所有Fe2+、Mg2+和Ni2+被除去，而Ca2+浓度增大。将沉淀过滤后，得到Ca2+浓度增大的澄清碱性含硅高盐废水，Si(IV)浓度并未达到离子膜的要求，须进一步除Si(IV)。
以氯化铁为例，第二步除硅的反应原理如下：
FeCl3·6H2O溶于水后，Fe(III)以
Figure BDA0002537167980000081
的形式存在于溶液。
Figure BDA0002537167980000082
发生如下的解离方程式：
Figure BDA0002537167980000083
Figure BDA0002537167980000084
Figure BDA0002537167980000085
Figure BDA0002537167980000086
其中，2个Fe(H2O)5(OH)2+还可以缩合成二聚体，
Figure BDA0002537167980000087
二聚体[Fe2(H2O)8(OH)2]4+简写为[Fe2(OH)2]4+。
二聚体可进一步缩合成多聚体，多聚体形式如[Fe3(OH)4]5+，[Fe5(OH)9]6+，[Fe5(OH)8]7+，[Fe5(OH)7]8+，[Fe6(OH)12]6+，[Fe7(OH)12]9+，[Fe7(OH)11]10+，[Fe9(OH)20]7+，[Fe12(OH)34]2+等。
Fe(III)在溶液中有不同的化学形态分布模式，按形态可将其分为三类，即Fea，Feb，Fec：①Fea表示铁的自由离子和各级单核羟基络合物；②Feb是一系列多核低聚合度的羟基络合物，在溶液中不稳定，有进一步聚合生成高聚物的趋势；③Fec是低聚物进一步聚合成的高聚物。
溶液中OH-与Fe(III)的摩尔比定义为碱化度B，即B＝[OH-]/[Fe]。当B在0.1左右时，溶液中的Fe(III)的主要形式为Fea；当B为0.4-1.0时，Feb和Fec共存，通式为
Figure BDA0002537167980000088
若考虑羟基转化为氧桥，则可写为
Figure BDA0002537167980000089
当B大于1.5时，Fe(III)进一步聚合为高聚物甚至溶胶，聚合度可达104数量级，稳定性较低，可发生胶凝而沉淀。
Fe(III)在较低的pH溶液中即开始生成Fe(OH)3聚合体，最后生成聚合度为2-90的Fe(OH)3聚合体。当碱化度为30％左右时，达到最佳除杂效果，且随B增大，Fe(III)的除杂效果下降。
含硅高盐废水加入石灰反应并过滤后，得到的澄清滤液是碱性的，其pH≈12。加入FeCl3·6H2O后，B＝0.2-0.7，Fe(III)在含硅高盐废水中的存在形式为带正电的
Figure BDA00025371679800000810
溶于高盐废水的SiO2溶胶的胶核和胶体粒子分别为带负电的
Figure BDA0002537167980000091
和
Figure BDA0002537167980000092
Figure BDA0002537167980000093
Figure BDA0002537167980000094
与
Figure BDA0002537167980000095
带有相反电性的电荷。通过发生电中和作用，
Figure BDA0002537167980000096
作为
Figure BDA0002537167980000097
凝结核，成为絮凝剂沉淀下降时的网捕对象，而发生了共沉淀。即石灰未除去的
Figure BDA0002537167980000098
Figure BDA0002537167980000099
通过
Figure BDA00025371679800000910
的网捕絮凝作用而被除去。
此外，少量的
Figure BDA00025371679800000911
可与
Figure BDA00025371679800000912
发生如下的双水解反应：
Figure BDA00025371679800000913
实施例1.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.30kg，六水合氯化铁用量为0.25kg，两级反应分步进行，一级反应温度为60℃，搅拌转速180rpm，搅拌时间1h，二级反应温度为60℃，搅拌转速60rpm，搅拌时间1h。其中，反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪(Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer，简称ICPES)测量得到。根据测量得到的Si浓度数据，折算成离子膜的指标SiO2浓度。以下各实施例与对比例皆是如此。反应结果见表1。
实施例2.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.19kg，六水合氯化铁用量为0.23kg，两级反应分步进行，一级反应温度为50℃，搅拌转速220rpm，搅拌时间0.75h，二级反应温度为50℃，搅拌转速80rpm，搅拌时间0.5h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表1。
实施例3.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.23kg，六水合氯化铁用量为0.21kg，两级反应分步进行，一级反应为室温，搅拌转速220rpm，搅拌时间1.5h，二级反应为室温，搅拌转速80rpm,搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表1。
实施例4.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.20kg，六水合氯化铁用量为0.20kg，两级反应分步进行，一级反应温度为50℃，搅拌转速220rpm，搅拌时间1.25h，二级反应温度为50℃，搅拌转速80rpm，搅拌时间0.75h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表1。
表1
Figure BDA0002537167980000101
根据以上各实施例的反应结果数据，Si浓度小于0.3mg/L，即SiO2浓度低于0.642mg/L。除硅效率大于99.6％。
实施例5.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.17kg，六水合氯化铁用量为0.15kg，两级反应分步进行，一级反应温度为40℃，搅拌转速100rpm，搅拌时间1h，二级反应温度为40℃，搅拌转速100rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表2。
对比例1.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.17kg，六水合氯化铁用量为0.15kg，两级反应同时进行，即熟石灰与六水合氯化铁同时加入含硅高盐废水进行除硅反应，反应温度为40℃，搅拌转速100rpm，搅拌时间2h。反应结果如表2所示。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表2。
对比例2.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.30kg，六水合氯化铁用量为0.29kg，两级反应同时进行，即熟石灰与六水合氯化铁同时加入含硅高盐废水进行除硅反应，反应温度为40℃，搅拌转速100rpm，搅拌时间2h。反应结果如表2所示。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表2。
表2
Figure BDA0002537167980000111
由表可知，就除硅效率而言，两级反应分步进行较佳。
本发明通过将两级反应分步进行，在降低添加剂用量的同时，除硅效率更佳。
实施例6.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.20kg，六水合氯化铁用量为0.15kg，两级反应分步进行，一级反应为室温，搅拌转速100rpm，搅拌时间0.5h，二级反应为室温，搅拌转速100rpm，搅拌时间0.5h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表3。
对比例3.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.33kg，仅进行一级反应，反应温度为室温，搅拌转速100rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表3。
对比例4.
以0.2m3含硅高盐废水，六水合氯化铁用量为0.6kg，仅进行二级反应，反应温度为室温，搅拌转速100rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表3。
表3
Figure BDA0002537167980000121
增加某一除硅试剂用量，仅进行一级除硅反应或仅用二级除硅反应，最终盐水中的SiO2浓度都大于2.3mg/L，不符合回收利用的要求。降低试剂用量，两级除硅反应相结合，分步进行，达到很好的除硅效果。
且20℃时，熟石灰的溶解度为0.165g/100g水，0.2m3盐水最多溶解的熟石灰质量约为0.33kg，仅进行一级反应的结果不如两级反应。若继续增加熟石灰用量，则多加的熟石灰不能溶解发生反应。既浪费了石灰用量，又不能达到除硅效果。
仅用六水合氯化铁絮凝剂进行二级反应，其结果较差。
实施例7.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.22kg，六水合氯化铁用量为0.16kg，两级反应分步进行，一级反应温度为室温，搅拌转速300rpm，搅拌时间1h，二级反应温度为室温，搅拌转速为150rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表4。
对比例5.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.22kg，六水合氯化铁用量为0.16kg，两级反应分步进行，一级反应温度为室温，搅拌转速550rpm，搅拌时间1h，二级反应温度为室温，搅拌转速为150rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表4。
对比例6.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.22kg，六水合氯化铁用量为0.16kg，两级反应分步进行，一级反应温度为室温，搅拌转速20rpm，搅拌时间1h，二级反应温度为室温，搅拌转速为150rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表4。
对比例7.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.22kg，六水合氯化铁用量为0.16kg，两级反应分步进行，一级反应温度为室温，搅拌转速300rpm，搅拌时间1h，二级反应温度为室温，搅拌转速为300rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表4。
对比例8.
以0.2m3含硅高盐废水，熟石灰用量为0.22kg，六水合氯化铁用量为0.16kg，两级反应分步进行，一级反应温度为室温，搅拌转速300rpm，搅拌时间1h，二级反应温度为室温，搅拌转速为30rpm，搅拌时间1h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表4。
表4
Figure BDA0002537167980000131
Figure BDA0002537167980000141
无论是一级反应还是二级反应，搅拌转速过大或过小，都会影响除硅效率。
实施例8.
以100m3含硅高盐废水，熟石灰用量为160kg，六水合氯化铁用量为90kg，两级反应分步进行，一级反应温度为室温，搅拌转速160rpm，搅拌时间4h，二级反应温度为室温，搅拌转速为80rpm，搅拌时间2h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表5。
表5
Figure BDA0002537167980000142
当反应放大时，同样能够达到很好的除硅效果，可以直接应用到工业化中。不同于一些其他添加剂，当反应放大后，并没有达到预期的除硅效果，无法直接应用到工业化生产中。
实施例9.
以0.2m3含硅高盐废水，生石灰用量为0.15kg，六水合氯化铁用量为0.15kg，两级反应分步进行，一级反应温度为50℃，搅拌转速220rpm，搅拌时间0.5h，二级反应温度为50℃，搅拌转速为80rpm，搅拌时间0.5h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表6。
实施例10.
以0.2m3含硅高盐废水，生石灰用量为0.15kg，聚合氯化铝[简称PAC，化学式为Al(OH)2Cl6-n]用量为0.15kg，两级反应分步进行，一级反应温度为50℃，搅拌转速220rpm，搅拌时间0.5h，二级反应温度为50℃，搅拌转速为80rpm，搅拌时间0.5h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表6。
实施例11.
以0.2m3含硅高盐废水，生石灰用量为0.15kg，聚合氯化铝用量为0.47kg，两级反应分步进行，一级反应温度为50℃，搅拌转速220rpm，搅拌时间0.5h，二级反应温度为50℃，搅拌转速为80rpm，搅拌时间0.5h。反应前后盐水的Si浓度数据由电感耦合等离子体发射光谱仪测量得到。反应结果见表6。
表6
Figure BDA0002537167980000151
*实施例11除硅后的水样中，检测到铝(Al3+)的浓度为3.7423mg/L。
对比以上3例，若采用聚合氯化铝作为絮凝剂，要达到与六水合氯化铁则用量比六水合氯化铁大，且最终的盐水中出现了铝(盐水中的铝有许多危害，且铝基絮凝剂的操作条件不易控制)。
本发明将含硅高盐废水中的Si(Ⅳ)浓度降至低于0.3mg/L后，即SiO2浓度低于0.642mg/L后，将将其回收利用，用于氯碱工业。含硅高盐废水的回收利用既实现了节能减排的目的，又节约了生产成本。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。

Claims (18)

1.一种含硅高盐废水的除硅工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S10：向含硅高盐废水中加入石灰后，在10-100℃下搅拌0.1-5h后，过滤，得过滤后的含硅高盐废水；
S20：向所述的过滤后的含硅高盐废水中加入絮凝剂后，在10-70℃下搅拌0.1-5h后，过滤，即可得到可回收利用的高盐水。
2.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S10中，搅拌的温度为20-70℃；
所述的步骤S20中，搅拌的温度为20-50℃。
3.根据权利要求2所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S10中，搅拌的温度为20-30℃；
所述的步骤S20中，搅拌的温度为20-30℃。
4.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S10中，搅拌转速为50-400rpm。
5.根据权利要求4所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S10中，搅拌转速为100-300rpm。
6.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S10中，搅拌时间为1-4h。
7.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S20中，转速为40-200rpm。
8.根据权利要求7所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S20中，搅拌的转速为40-80rpm。
9.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S20中，搅拌时间为1-4h。
10.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的步骤S10中，所述的石灰可以是生石灰、熟石灰、碱石灰的一种或几种。
11.根据权利要求10所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的石灰为熟石灰。
12.根据权利要求11所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的熟石灰用量为0.5-1.8kg/m3含硅高盐废水。
13.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的熟石灰用量为0.7-1.2kg/m3含硅高盐废水。
14.根据权利要求1所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的絮凝剂是铝基絮凝剂、铁基絮凝剂、无机高分子絮凝剂的一种或几种。
15.根据权利要求14所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的絮凝剂是铁基絮凝剂。
16.根据权利要求15所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的絮凝剂是六水合氯化铁。
17.根据权利要求16所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的六水合氯化铁用量为0.5-1.4kg/m3含硅高盐废水。
18.根据权利要求17所述的除硅工艺，其特征在于，
所述的六水合氯化铁用量为0.7-1.0kg/m3含硅高盐废水。
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