專利名稱：含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及以稀土冶煉廠硫酸鎂、硫酸銨及硫酸為主的廢水處理并回收有效物質(zhì)循環(huán)利用，處理回收產(chǎn)生的能源用于處理工藝的能源補(bǔ)充，尤其是一種含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝。
背景技術(shù)：
蒸發(fā)結(jié)晶一直是含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收的常規(guī)工藝，通過多極多效蒸發(fā)以提取水而結(jié)晶鹽將被回收再利用；而當(dāng)廢水組成復(fù)雜而且濃度過高，處理量大時，這種工藝的成本和耗能將也增高，并且也不利于稀土冶煉廠本地處理，剩余的硫酸鎂和硫酸銨晶體也不是稀土冶煉廠的生產(chǎn)原料，其回收利潤對于稀土冶煉廠極低，影響了企業(yè)的回收利用積極性。通過檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本專利申請相同的公開專利文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種處理效果好成本低廉且環(huán)保性能好的含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案如下一種含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝，工藝步驟為(1)經(jīng)自然沉降處理后的懸濁液輸入到DEP微濾中，工作壓為1到2bar，以分離出懸濁液中所含有的固體顆粒，濃縮液再次循環(huán)至沉降中，而處理后的無固體懸濁物的液體輸入至DEP納濾組中；(2)在DEP納濾組中，無固體懸濁物的液體中的硫酸鎂、硫酸銨及硫酸將被濃縮， 從而將廢水中所含鹽分移出，移去鹽分所產(chǎn)生的液體用于工業(yè)用水，而濃縮的鹽溶液將被輸入至滲透壓發(fā)電廠用于發(fā)電，納濾工作所需壓降為5到6bar ；(3)通過微濾處理過的生活污水與濃縮的硫酸溶液將被輸入到滲透壓發(fā)電廠中用于發(fā)電，發(fā)電廠輸出的廢水將被重新分別輸入到DEP納濾和DEP微濾處理后繼續(xù)用于發(fā)電。而且，所述DEP微濾及納濾的工作電壓交流200V、IOOkHz。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本發(fā)明采用連續(xù)工藝處理含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水，可有效提高滲透膜處理的效率延長滲透膜使用時間以降低成本并提高處理效率，合理優(yōu)化使用滲透膜以降低能源消耗，選擇性富積并分離廢水中有效成分，模式化連續(xù)工藝可根據(jù)不同鹽含量及不同工業(yè)對回收利用成分的要求而優(yōu)化組成工藝流程，處理后濃縮的高濃度鹽液用于滲透壓發(fā)電。2、本發(fā)明采用DEP工藝將稀土冶煉工藝排放的硫酸鎂、硫酸銨及硫酸廢水完全回收利用，實(shí)現(xiàn)零排放，低成本，低能耗。DEP沉降工藝提高了沉降的效率及工作范圍。在DEP 微濾和DEP納濾中，介電電泳都被使用來強(qiáng)化膜的處理效率。與傳統(tǒng)的頻繁反沖洗需要高壓輸入清水的高能耗并且被迫停止膜過濾作用相比較，DEP微濾和DEP納濾允許膜工作的連續(xù)性和高效性并且能耗低。采用納濾膜以達(dá)到選擇性分離硫酸鎂、硫酸銨及硫酸選擇性從廢水中分離并富積。與反滲透膜和電滲析處理工業(yè)廢水能耗比較，由于納濾膜所需的滲透壓低而降低了能源的需求和處理的成本。。而在納濾工藝處理后產(chǎn)生的高濃度鹽溶液與生活用水輸入滲透壓發(fā)電機(jī)組發(fā)電并循化使用。。


圖1為本發(fā)明所涉及的DEP處理器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明硫酸鎂等廢水回收利用工藝圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖對具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的， 不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝，其具體的工藝步驟為(1)經(jīng)自然沉降處理后的懸濁液輸入到DEP微濾中，工作壓為1到2bar，以分離出懸濁液中所含有的固體顆粒，濃縮液再次循環(huán)至沉降中，而處理后的無固體懸濁物的液體輸入至DEP納濾組中；(2)在DEP納濾組中，無固體懸濁物的液體中的硫酸鎂、硫酸銨及硫酸將被濃縮， 從而將廢水中所含鹽分移出，移去鹽分所產(chǎn)生的液體可用于工業(yè)用水，而濃縮的鹽溶液將被輸入至滲透壓發(fā)電廠用于發(fā)電，納濾工作所需壓降為5到6bar ；(3)通過微濾處理過的生活污水與濃縮的硫酸溶液將被輸入到滲透壓發(fā)電廠中用于發(fā)電，發(fā)電廠輸出的廢水將被重新分別輸入到DEP納濾和DEP微濾處理后繼續(xù)用于發(fā)電。所有工藝無特殊說明都在常溫，常壓下工作，并無特定的其它工作條件要求。介電電泳(DEP)工作電壓交流200V IOOkHz。本發(fā)明的工作原理是含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水首先經(jīng)過DEP沉降將直徑大于10微米固體微粒從廢水中分離。此沉降工藝通過介電電泳技術(shù)以增強(qiáng)其沉降效率及沉降處理范圍(即增大可處理微粒尺寸范圍至10微米)。通過電極1的不對稱電場而產(chǎn)生的介電電泳力增強(qiáng)了微粒向下運(yùn)動的動能，以提高了沉降的效率及工作范圍。經(jīng)過沉降處理的廢水被輸入到DEP微濾工藝流程以移去廢水中所有固體懸浮物。 在這一環(huán)節(jié)中，介電電泳力的使用以減少滲透膜2由于固體和液體顆粒附著在膜上而導(dǎo)致的膜堵塞和過濾處理量下降的問題。而經(jīng)過DEP微濾工藝處理過的無固體懸浮物的廢水將泵入下一個處理環(huán)節(jié)DEP納濾工藝。由于原廢水中所含的硫酸鎂、硫酸銨及硫酸含量高，所以采用DEP納濾工藝以使廢水高度濃縮同時將廢水中的鹽濃度達(dá)標(biāo)以便稀土冶煉工藝中循環(huán)使用。在這里采用納濾膜以達(dá)到選擇性分離的目的。由于納濾膜的膜孔僅允許一價離子通過，如此可以將廢水中的鎂離子，銨離子和硫酸根離子選擇性從廢水中分離并富積。另外，與反滲透膜和電滲析處理工業(yè)廢水所需的能源比較，由于納濾膜所需的滲透壓低而降低了能源的需求和處理的成本。在常規(guī)的納濾膜分離工藝中，由于納濾膜兩側(cè)的濃度差而產(chǎn)生的結(jié)晶和結(jié)垢會將納濾膜的膜孔堵塞，所以，介電電泳力被采用來移除可能會附著在膜上或甚至于膜孔內(nèi)的晶體微粒，以確保納濾膜的實(shí)際工作面積和處理效率。在DEP微濾和DEP納濾中，介電電泳都被使用來強(qiáng)化膜的處理效率。與傳統(tǒng)的頻繁反沖洗需要高壓輸入清水的高能耗并且被迫停止膜過濾作用相比較，DEP微濾和DEP納濾允許膜工作的連續(xù)性和高效性并且能耗低。經(jīng)過DEP納濾處理后濃縮的更高濃度的鹽溶液將于生活用水一同輸出滲透壓電廠發(fā)電。由于生活用水的鹽含量比納濾處理后的高濃度鹽溶液很多，所產(chǎn)生的濃度梯度可是滲透膜兩側(cè)產(chǎn)生高達(dá)^bar的液壓。高壓將使鹽溶液的流速迅速增大。將其輸入渦輪發(fā)電機(jī)中可發(fā)電。發(fā)電后稀釋的鹽溶液與生活用水將被再次分別通過DEP納濾和DEP微濾處理后繼續(xù)輸入滲透壓電廠用于發(fā)電。如此，所有從稀土冶煉工藝排放的硫酸鎂、硫酸銨及硫酸廢水將被完全回收利用， 實(shí)現(xiàn)零排放，低成本，低能耗。下面說明一下涉及本發(fā)明的微濾及納濾技術(shù)。微濾用于液固分離，將懸濁液中的微粒移出以獲取無懸浮固相的液體。在常規(guī)微濾中，由于使用于微濾中的高滲透壓，微粒將很容易附著在滲透膜上或者滯留在滲透膜孔中，從而造成凈水生產(chǎn)產(chǎn)量下降，分離效率降低，滲透膜的工作壽命減少等結(jié)果。因此，常規(guī)微濾工藝使用高頻高壓反沖洗以將附著在滲透膜上的微粒移出的方法來延長滲透膜的使用壽命。然而，在使用反沖洗時，微濾工藝必須停止，所以，盡管反沖洗可以在某種程度提高滲透膜的工作時間，但并無法保持分離效率及凈水的生產(chǎn)產(chǎn)量。另外，反沖洗所需的高壓泵耗費(fèi)很大的電量，從而提高了微濾工藝的操作成本。類似的，納濾工藝中，由于在滲透膜兩端的高濃度差，從而造成所處理液體中所含鹽的瞬間濃度提高，由于在一定的環(huán)境條件下，該鹽在水中的溶解度是一定的，所以該鹽的結(jié)晶體將會析出并會附著在滲透膜上或者滯留在滲透膜孔中。隨著更多的鹽液的輸入，于是該鹽得結(jié)晶體會逐步長大從而將膜孔堵塞。這樣不僅減少了納濾膜的工作面積從而降低分離效率，生產(chǎn)量的下降，而且如不處理將會將整個納濾工藝停滯而無法工作。同樣的反沖洗方法經(jīng)常被采用來沖洗膜孔。其弊端如上所示。另外，工業(yè)上也經(jīng)常采用加入化學(xué)藥劑來移出相關(guān)鹽份以減少這種情況的發(fā)生，然而如此處理不僅提高了納濾的操作成本，而且加入的藥劑將需要其它的工藝來配合并且經(jīng)常會對納濾膜產(chǎn)生損害，以及可能造成環(huán)境的污染。本發(fā)明所涉及的DEP微濾和納濾是使用作用在微粒上的介電電泳力使微粒或鹽結(jié)晶體在靠近滲透膜之前被移離滲透膜從而達(dá)到無堵膜現(xiàn)象的發(fā)生。其結(jié)構(gòu)是叉指電極安裝在滲透膜下方，由于微粒受到的陰性介電電泳力的作用而被推離電極表面，而被水流帶走從而達(dá)到微粒無法靠近滲透膜的作用。如此結(jié)構(gòu)可以保證微濾和納濾持續(xù)工作，無堵膜現(xiàn)象發(fā)生，提高滲透膜的工作效率和使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝，其特征在于工藝步驟為(1)經(jīng)自然沉降處理后的懸濁液輸入到DEP微濾中，工作壓為1到2bar，以分離出懸濁液中所含有的固體顆粒，濃縮液再次循環(huán)至沉降中，而處理后的無固體懸濁物的液體輸入至DEP納濾組中；(2)在DEP納濾組中，無固體懸濁物的液體中的硫酸鎂、硫酸銨及硫酸將被濃縮，從而將廢水中所含鹽分移出，移去鹽分所產(chǎn)生的液體用于工業(yè)用水，而濃縮的鹽溶液將被輸入至滲透壓發(fā)電廠用于發(fā)電，納濾工作所需壓降為5到6bar ；(3)通過微濾處理過的生活污水與濃縮的硫酸溶液將被輸入到滲透壓發(fā)電廠中用于發(fā)電，發(fā)電廠輸出的廢水將被重新分別輸入到DEP納濾和DEP微濾處理后繼續(xù)用于發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝，其特征在于所述DEP微濾及納濾的工作電壓交流200V、IOOkHz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含硫酸鎂、硫酸銨及硫酸的稀土廢水處理回收利用工藝，工藝步驟為(1)經(jīng)自然沉降處理后的懸濁液輸入到DEP微濾中，工作壓為1到2bar，以分離出懸濁液中所含有的固體顆粒，濃縮液再次循環(huán)至沉降中，而處理后的無固體懸濁物的液體輸入至DEP納濾組中；(2)在DEP納濾組中，無固體懸濁物的液體中的硫酸鎂、硫酸銨及硫酸將被濃縮，從而將廢水中所含鹽分移出，移去鹽分所產(chǎn)生的液體用于工業(yè)用水，而濃縮的鹽溶液將被輸入至滲透壓發(fā)電廠用于發(fā)電，納濾工作所需壓降為5到6bar；(3)通過微濾處理過的生活污水與濃縮的硫酸溶液將被輸入到滲透壓發(fā)電廠中用于發(fā)電，發(fā)電廠輸出的廢水將被重新分別輸入到DEP納濾和DEP微濾處理后繼續(xù)用于發(fā)電。
文檔編號C02F9/06GK102260001SQ20111020719
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者杜飛, 王冰 申請人:內(nèi)蒙古介電電泳應(yīng)用技術(shù)研究院