一種含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境技術的廢水處理領域，特別是一種含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水的排放總量急劇增加。精細化工、生物化工、造紙、制革等領域經常會排放含高鹽廢水。高濃度的鹽溶液對生物具有抑制和毒害作用，并使土地鹽漬化，從而危害環(huán)境。此外，許多生產工藝中，循環(huán)使用的工藝水由于鹽的不斷累積，含鹽量較高，易出現(xiàn)結晶或沉淀，堵塞管路，增加傳熱或傳質阻力，影響工藝的穩(wěn)定性。
[0003]比較處理含鹽廢水常用的物理、化學和生物三類方法，由于氯化鈉和氯化鉀不是生物的主要成分，在生物體內的含量較低，因而單位質量的生物所能固著氯化物的量有限。因此相比于物理和化學處理法，生物處理法在處理高氯化物廢水時效率較低。
[0004]膜分離和蒸發(fā)一結晶法是目前的主要脫鹽方法。基于膜分離的脫鹽技術更適用于淡鹽水的脫鹽，當含鹽濃度較高時，能耗、成本急劇增加。而且處理后得到的濃鹽水仍待處理。此外，膜分離所需技術設備價格較高，投資較大。而且膜再生時還將產生相當量的廢水或有機溶劑。而蒸發(fā)一結晶法亦需要提供足夠的能量使水汽化，能耗亦較大。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法，該方法通過加入含鈣試劑和含磷試劑，同時控制含氯化鈉和氯化鉀水溶液的PH值和溫度，經過靜置，沉淀后，分離出含氯化鈉和/或氯化鉀的沉淀物。
[0006]本發(fā)明的技術方案:
[0007]—種含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法，步驟如下:
[0008]I)在O — 35°C溫度下，在含有高濃度但低于其飽和溶解度的氯化鈉和/或氯化鉀的待處理水溶液中交叉或同時進行如下添加試劑和調節(jié)pH值操作:加入含鈣試劑、含磷試劑，控制待處理水溶液pH為6-8.5,得到混合液；
[0009]2)靜置上述混合液直至析出沉淀，分離含氯化物的沉淀物，達到除鹽目的。
[0010]所述含鈣試劑為氧化鈣和氫氧化鈣中的一種或兩種任意比例的混合物，鈣與氯化鈉和/或氯化鉀的摩爾比為0.1 — 5:1。
[0011 ] 所述含磷試劑為磷酸、磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣中的一種或兩種以上任意比例的混合物，磷與氯化鈉和/或氯化鉀的摩爾比為0.1 — 5:1。
[0012]本發(fā)明的特點是通過對在高濃度氯化鈉或氯化鉀環(huán)境下生長植物根部的培養(yǎng)和剖析，確定沉淀劑的組成，然后利用沉降的方法脫除氯化鈉和/或氯化鉀。通過加入含鈣試劑、含磷試劑，同時控制含氯化鈉和氯化鉀水溶液的PH值和溫度，可有效降低氯化鈉和/或氯化鉀的含量。本發(fā)明開發(fā)的含高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法，可用于治理高鹽工業(yè)廢水，減輕對生物的抑制和毒害作用，減輕環(huán)境污染;或降低循環(huán)使用工藝水中的含鹽量，保障生產工藝的穩(wěn)定。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點是:設備簡單、投資小、所用原料經濟易得、操作簡便且未向體系中引入有害元素，因此是一種環(huán)境友好型處理工藝;分離出的沉淀物亦為有價值的礦物質，可回收使用，兼顧經濟節(jié)約和環(huán)境保護;該工藝可廣泛應用于精細化工、生物化工、造紙、制革等領域所排放的含高濃度氯化鈉和/或氯化鉀的廢水的處理。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例1處理高濃氯化鈉溶液所得沉淀物的XRD圖譜。
[0015]圖2為實施例2處理高濃氯化鉀溶液所得沉淀物的XRD圖譜。
【具體實施方式】
[0016]實施例1:
[0017]在25?30°C下，將16.7g NaCl溶于10mL水中(25°C下NaCl的飽和溶解度約為36gNaCl/100g水)，強烈攪拌下，一邊滴加2.521g 85%H3PO4, —邊加入3.679g CaO，控制溶液的PH 7?7.5。加料完畢后，靜置、沉降并過濾除去含氯化鈉的沉淀物。該沉淀物的XRD圖譜中(見附圖1)，在20 = 31.70°，45.42°，56.38°，75.34°等處出現(xiàn)較明顯的氯化鈉特征衍射峰(參考 PDF#05-0628)。
[0018]沉淀物約重12.8g，經離子色譜(IC)和電感耦合等離子發(fā)射光譜(ICP)檢測，沉淀物的氯含量21.1wt%，Na含量約為15.5wt%，推測NaCl脫除率約為29%。
[0019]實施例2:
[0020]在15°C下，將22.0g KCl溶于10mL水中(15°C下KCl的飽和溶解度約為32.7g KCl/10g水)，強烈攪拌下，分批加入6.8g Ca(H2PO4)2.H2O和4.4gCa(0H)2，控制溶液的pH 7.5?8.0。滴加完畢后，繼續(xù)攪拌I小時。之后，靜置、沉降并過濾除去含氯化鉀的沉淀物。該沉淀物的XRD圖譜中(見附圖2)，在2Θ = 28.30° ,40.44° ,50.10° ,58.60° ,66.36°，73.68° 等處出現(xiàn)明顯的氯化鉀特征衍射峰(參考H)F#41 -1476)。
[0021]沉淀物約重14.2g，經IC和ICP檢測，沉淀物的氯含量21.5wt%，沉淀物的K含量約為22.7wt%，推測KCl脫除率約為41 %。
[0022]實施例3:
[0023]室溫下，將Ilg NaCl溶于10mL水中，一邊滴加30g 85 %H3P(k，一邊加入12.0gCaO，強烈攪拌并控制溶液的pH 8?8.5。加料完畢后，繼續(xù)攪拌0.5小時。之后，靜置、沉降并過濾除去含氯化鈉的沉淀物。所得沉淀物的XRD圖譜與附圖1相似。
[0024]沉淀約重25.8g，經元素分析Na含量為5 Awt0A,氯含量7 Awt0A,推測NaCl脫除率約為30.4%。
[0025]實施例4:
[0026]室溫下，將15g KCl溶于10mL水中，攪拌下分批加入10gCaHP04，同時滴加85%H3PO4,控制pH 6?7。完畢后，繼續(xù)攪拌I小時。之后，靜置、沉降并過濾除去含氯化鉀的沉淀物。所得沉淀物的XRD圖譜與附圖2相似。
[0027]沉淀物約重13.2g，經元素分析K含量為20.3wt%,氯含量18.5wt%,推測KCl脫除率約為34.1%。
【主權項】
1.一種含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法，其特征在于步驟如下: 1)在O— 35°C溫度下，在含有高濃度但低于其飽和溶解度的氯化鈉和/或氯化鉀的待處理水溶液中交叉或同時進行如下添加試劑和調節(jié)PH值操作:加入含鈣試劑、含磷試劑，控制待處理水溶液pH為6-8.5,得到混合液； 2)靜置上述混合液直至析出沉淀，分離含氯化物的沉淀物，達到除鹽目的。2.根據(jù)權利要求1所述含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法，其特征在于:所述含鈣試劑為氧化鈣和氫氧化鈣中的一種或兩種任意比例的混合物，鈣與氯化鈉和/或氯化鉀的摩爾比為0.1 — 5:1。3.根據(jù)權利要求1所述含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法，其特征在于:所述含磷試劑為磷酸、磷酸二氫鈣和磷酸氫鈣中的一種或兩種以上任意比例的混合物，磷與氯化鈉和/或氯化鉀的摩爾比為0.1 — 5:1。
【專利摘要】一種含有高濃度氯化鈉和/或氯化鉀水溶液的除鹽方法，步驟如下：1)在0－35℃溫度下，在含有高濃度但低于其飽和溶解度的氯化鈉和/或氯化鉀的待處理水溶液中交叉或同時進行如下添加試劑和調節(jié)pH值操作：加入含鈣試劑、含磷試劑，控制待處理水溶液pH為6－8.5，得到混合液；2)靜置上述混合液直至析出沉淀，分離含氯化物的沉淀物，達到除鹽目的。本發(fā)明的優(yōu)點是：設備簡單、投資小、所用原料經濟易得、操作簡便且未向體系中引入有害元素；分離出的沉淀物亦為有價值的礦物質，可回收使用，兼顧經濟節(jié)約和環(huán)境保護；該工藝可廣泛應用于精細化工、生物化工、造紙、制革等領域所排放的含高濃度氯化鈉和/或氯化鉀的廢水的處理。
【IPC分類】C02F1/52, C02F1/66, C02F101/12
【公開號】CN105645537
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】孫波, 李雪, 張春雪, 萬鈞, 吳新世, 黃玉平, 王萍, 李霞
【申請人】天津理工大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月8日