硫酸钠废水的处理工艺

　　的处理工艺，依次包括如下步骤：⑴新硫酸钠废水进入预热单元进行预热升温;⑵预热后的硫酸钠废水进入一效降膜蒸发器中进行加热蒸发浓缩，成为一效浓缩液;⑶上述一效浓缩液进入二效降膜蒸发器中进行进一步加热蒸发浓缩，成为二效浓缩液;⑷上述二效浓缩液由转料泵送入强制循环蒸发结晶器中进行加热蒸发结晶，含有硫酸钠晶体的晶浆从所述强制循环蒸发结晶器的蒸发室底部盐腿中排出;⑸从盐腿排出的含有硫酸钠晶体的晶浆进入离心机分离;⑹从离心机分离出的硫酸钠晶体由物料传送带送入流化床干燥系统进行干燥;⑺干燥后的硫酸钠晶体进入自动打包系统打包成为工业硫酸钠成品。该工艺能耗低，可实现硫酸钠的完全回收。

　　1.一种硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：⑴新硫酸钠废水进入预热单元进行预热升温;⑵预热后的硫酸钠废水进入一效降膜蒸发器中进行加热蒸发浓缩，成为一效浓缩液;⑶上述一效浓缩液进入二效降膜蒸发器中进行进一步加热蒸发浓缩，成为二效浓缩液;⑷上述二效浓缩液由转料泵送入强制循环蒸发结晶器中进行加热蒸发结晶，含有硫酸钠晶体的晶浆从所述强制循环蒸发结晶器的蒸发室底部盐腿中排出;⑸从盐腿排出的含有硫酸钠晶体的晶浆进入离心机分离;⑹从离心机分离出的硫酸钠晶体由物料传送带送入流化床干燥系统进行干燥;⑺干燥后的硫酸钠晶体进入自动打包系统打包成为工业硫酸钠成品。

　　2.根据权利要求1所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：步骤⑵中，经预热后的硫酸钠废水进入所述一效降膜蒸发器的一效蒸发器料液入口，与一效降膜蒸发器底部的一效浓缩液及一效分离器底部的一效浓缩液共同被一效循环泵抽出，经一效循环管送往一效降膜蒸发器顶部的一效蒸发器循环液入口;蒸汽供汽管提供的蒸汽从一效蒸发器进汽口进入一效降膜蒸发器的壳程对沿降膜管壁流下的一效循环浓缩液进行加热，一效蒸汽冷凝水从一效蒸发器冷凝水出口及一效冷凝水管排出;加热后的一效浓缩液从连通管进入一效分离器中进行分离，水分蒸发成为一效蒸汽从一效分离器排汽口进入一效分离器排汽管;浓缩后的一效浓缩液进入一效循环泵循环，一效循环泵出口的部分一效浓缩液从一效物料输出管排出。

　　3.根据权利要求1所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：步骤⑶中，从一效料液输出管排出的一效浓缩液与二效降膜蒸发器底部的二效浓缩液及二效分离器底部的二效浓缩液共同被二效循环泵抽出，经二效循环管送往二效降膜蒸发器顶部的二效蒸发器循环液入口;一效分离器产生的一效蒸汽进入二效降膜蒸发器壳程，对二效循环浓缩液进行加热，一效蒸汽冷凝水进入二效降膜蒸发器壳程后部分闪蒸为蒸汽也对二效浓缩液进行加热，二效蒸汽冷凝水从二效冷凝水管排出;加热后的二效浓缩液从连通管进入二效分离器中进行分离，水分蒸发成为二效蒸汽进入二效分离器排汽管;浓缩后的二效浓缩液进入二效循环泵循环，部分二效浓缩液从二效物料输出管排出。

　　4.根据权利要求1所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：步骤⑷中，从二效料液输出管排出的二效浓缩液由所述转料泵送入强制循环蒸发结晶器的蒸发结晶循环管中，与蒸发室下部的晶浆共同被蒸发结晶循环泵抽出，并送入加热室进行加热，然后上行至蒸发室进行蒸发。

　　5.根据权利要求1至4中任一项所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：步骤⑴中的所述预热单元包括冷凝水罐和冷凝水预热器，所述二效降膜蒸发器产生的二效冷凝水接入所述冷凝水罐;所述二效降膜蒸发器的分离器产生的蒸汽经蒸汽压缩机压缩后提供给所述一效降膜蒸发器的壳程作为热源;所述冷凝水罐底部的冷凝水经冷凝水泵送往所述冷凝水预热器，对新硫酸钠废水进行一级预热。

　　6.根据权利要求5所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：步骤⑴中的所述预热单元还包括第一气体预热器，所述冷凝水罐产生的闪蒸蒸汽进入所述第一气体预热器的壳程对经一级预热后的硫酸钠废水进行二级预热，所述第一气体预热器壳程排出的冷凝水回到所述冷凝水罐中。

　　7.根据权利要求6所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：从所述二效降膜蒸发器壳程抽出的二效不凝性气体也进入所述第一气体预热器的壳程对经一级预热后的硫酸钠废水进行二级预热，所述第一气体预热器壳程排出的不凝性气体被线所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：步骤⑴中的所述预热单元还包括第二气体预热器，从所述一效降膜蒸发器壳程抽出的一效不凝性气体进入所述第二气体预热器的壳程对经二级预热后的硫酸钠废水进行三级预热，所述第二气体预热器壳程排出的不凝性气体被所述真空泵抽出，所述第二气体预热器壳程排出的冷凝水回到所述冷凝水罐中。

　　9.根据权利要求8所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：所述强制循环蒸发结晶器的蒸发室产生的蒸汽与所述二效降膜蒸发器的分离器产生的蒸汽共同经所述蒸汽压缩机压缩后提供给所述强制循环蒸发结晶器的加热室壳程作为热源，所述强制循环蒸发结晶器的加热室壳程排出的冷凝水进入所述冷凝水罐中;所述强制循环蒸发结晶器的加热室壳程抽出的结晶不凝性气体进入所述第二气体预热器的壳程对经二级预热后的硫酸钠废水进行三级预热。

　　10.根据权利要求1所述的硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于：步骤⑹中从离心机分离出的分离母液进入母液罐中，当分离母液中的杂质浓度没有超过设定值时，分离母液回到蒸发室继续循环;当分离母液中的杂质浓度超过设定值时，分离母液通过母液排放管排入蒸发釜中，利用生蒸汽对分离母液进行加热蒸发，使分离母液结晶，离心分离后作为固体废物处理;所述转料泵的出口管道还与所述蒸发室底部盐腿的下部相连。

　　含硫酸钠的废水是工业废水中最常见的高盐废水之一，一般由于其含盐量高，无法通过诸如生化降解等废水处理方法进行彻底处理。

　　公开号为CN 105776466A的中国发明专利申请，公开了一种硫酸钠废水的净化方法，在设有三个反应槽的净化系统内连续进行，向放入硫酸钠废水的一级反应槽中投放与废水中硫酸钠等物质的量的亚硫酸氢钙及质量分数为10-25%的氢氧化钙乳液，再分别向二级反应槽和三级反应槽中投放质量分数为10-25%的氢氧化钙乳液，废水中的硫酸钠分别与氢氧化钙乳液和亚硫酸氢钙反应，产物为硫酸钙和氢氧化钠溶液，最后通过压滤机将硫酸钙和氢氧化钠溶液分离。该方法只是降低了尾液中的硫酸钠含量，没有实现硫酸钠的回收利用。

　　公告号为CN 103880209 B的中国发明专利，公开了一种硫酸钠废水的处理方法，包括以下步骤：向硫酸钠废水中加入化学沉淀剂，然后将反应液过滤，得到硫酸盐沉淀和磷酸二氢钠溶液;将含锌物质加入到磷酸二氢钠溶液中，反应2～24h，然后将反应液过滤，得到磷酸锌钠沉淀物与滤液。本发明能得到硫酸盐沉淀物和附加值更高的磷酸锌钠，且硫酸根离子和钠离子的回收率可以高达 99.3% 以上。该方法虽然回收了硫酸根离子和钠离子，但是加入了化学沉淀剂，引入了其它元素，无法回收硫酸钠晶体。

　　公布号为CN 102874958 A的中国发明专利申请，公开了一种处理和回用含硫酸钠有机废水的方法。该方法是将所述含硫酸钠有机废水经过包括预处理装置、过滤装置和喷雾干燥装置在内的系统进行处理，包括以下步骤：a、使所述含硫酸钠有机废水经过所述预处理装置去除其中的悬浮物、硫离子和有机物，至所述含硫酸钠有机废水的色度的去除率大于50%;b、经过所述过滤装置以分离其中的悬浮固体和胶体;c、经过所述喷雾干燥装置将其中的硫酸钠干燥回收成工业级产品。该方法虽然可以得到硫酸钠工业级产品，但是耗电量大，处理量小，运行成本高。

　　处理硫酸钠废水的常见方法还有是对废水进行除有机物、降COD、除杂后，利用多效蒸发的方式进行蒸发脱盐，得到的固体盐再作为固体废物进行处理。利用多效蒸发器进行硫酸钠废水的脱盐处理，会消耗大量蒸汽，造成能耗费用较高，废水单位处理成本大;同时蒸发产生的固体盐由于含有杂质，只能作为固体废物处理，额外增加处理成本与环境的压力。

　　本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种硫酸钠废水的处理工艺，能耗低，可实现硫酸钠的完全回收。

　　为解决以上技术问题，本发明的一种硫酸钠废水的处理工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：⑴新硫酸钠废水进入预热单元进行预热升温;⑵预热后的硫酸钠废水进入一效降膜蒸发器中进行加热蒸发浓缩，成为一效浓缩液;⑶上述一效浓缩液进入二效降膜蒸发器中进行进一步加热蒸发浓缩，成为二效浓缩液;⑷上述二效浓缩液由转料泵送入强制循环蒸发结晶器中进行加热蒸发结晶，含有硫酸钠晶体的晶浆从所述强制循环蒸发结晶器的蒸发室底部盐腿中排出;⑸从盐腿排出的含有硫酸钠晶体的晶浆进入离心机分离;⑹从离心机分离出的硫酸钠晶体由物料传送带送入流化床干燥系统进行干燥;⑺干燥后的硫酸钠晶体进入自动打包系统打包成为工业硫酸钠成品。

　　相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：降膜蒸发器具有传热效率高、所需配套动力设备功率小等优点，但不适用于有固体颗粒或有结晶析出的废水蒸发，本发明将经过两级浓缩的二效浓缩液由转料泵送入强制循环蒸发结晶器中，在蒸发结晶循环泵作用下，进入加热室加热，升温后的浓缩液进入蒸发室蒸发，晶浆从盐腿下部排出，并进行硫酸钠晶体的分离，分离出的硫酸钠晶体含水量小于5%wt，通过物料传送带送入流化床干燥系统进行干燥，干燥后含水量低于0.5%wt，进入自动打包系统进行打包包装，硫酸钠晶体达到国标要求的工业硫酸钠标准，可以作为工业硫酸钠产品外售从而实现了废水资源的再利用，同时大大降低固体废物的处理费用。在强制循环蒸发结晶器中，浓缩液的循环依靠功率较大的蒸发结晶循环泵强制推动，流速高，不易结垢，适宜于有结晶析出的废水蒸发。本发明根据硫酸钠溶液的特性，在进水浓度较低时先采用两级降膜蒸发器浓缩硫酸钠废水，使硫酸钠废水的浓度提高到一定程度之后，再进入强制循环蒸发结晶器进行蒸发结晶，兼具了两种蒸发方式的优点，规避了缺点，减少系统动力设备功率，降低电耗。

　　作为本发明的改进，步骤⑵中，经预热后的硫酸钠废水进入所述一效降膜蒸发器的一效蒸发器料液入口，与一效降膜蒸发器底部的一效浓缩液及一效分离器底部的一效浓缩液共同被一效循环泵抽出，经一效循环管送往一效降膜蒸发器顶部的一效蒸发器循环液入口;蒸汽供汽管提供的蒸汽从一效蒸发器进汽口进入一效降膜蒸发器的壳程对沿降膜管壁流下的一效循环浓缩液进行加热，一效蒸汽冷凝水从一效蒸发器冷凝水出口及一效冷凝水管排出;加热后的一效浓缩液从连通管进入一效分离器中进行分离，水分蒸发成为一效蒸汽从一效分离器排汽口进入一效分离器排汽管;浓缩后的一效浓缩液进入一效循环泵循环，一效循环泵出口的部分一效浓缩液从一效物料输出管排出。10±5%wt的新硫酸钠废水从硫酸钠废水管流出，经进料泵送入一效降膜蒸发器的一效蒸发器料液入口，与一效降膜蒸发器底部的一效浓缩液及一效分离器底部的一效浓缩液共同被一效循环泵抽出，经一效循环管送往一效降膜蒸发器顶部的一效蒸发器循环液入口;蒸汽供汽管提供的蒸汽从一效蒸发器进汽口进入一效降膜蒸发器的壳程对沿降膜管壁流下的一效循环浓缩液进行加热，95±2℃的一效蒸汽冷凝水从一效蒸发器冷凝水出口及一效冷凝水管排出;加热后的一效浓缩液从连通管进入一效分离器中进行分离，水分蒸发成为88±2℃的一效蒸汽从一效分离器排汽口进入一效分离器排汽管;浓缩后的一效浓缩液进入一效循环泵循环，一效循环泵出口的14±4%wt且温度为90±2℃部分一效浓缩液从一效物料输出管排出。经过一效降膜蒸发器的浓缩，硫酸钠废水的浓度得到了提高，为后续进一步浓缩分离硫酸钠提供了条件。

　　作为本发明的进一步改进，步骤⑶中，从一效料液输出管排出的一效浓缩液与二效降膜蒸发器底部的二效浓缩液及二效分离器底部的二效浓缩液共同被二效循环泵抽出，经二效循环管送往二效降膜蒸发器顶部的二效蒸发器循环液入口;一效分离器产生的一效蒸汽进入二效降膜蒸发器壳程，对二效循环浓缩液进行加热，一效蒸汽冷凝水进入二效降膜蒸发器壳程后部分闪蒸为蒸汽也对二效浓缩液进行加热，二效蒸汽冷凝水从二效冷凝水管排出;加热后的二效浓缩液从连通管进入二效分离器中进行分离，水分蒸发成为二效蒸汽进入二效分离器排汽管;浓缩后的二效浓缩液进入二效循环泵循环，部分二效浓缩液从二效物料输出管排出。14±4%wt且温度为90±2℃的一效浓缩液从一效料液输出管排出后，与二效降膜蒸发器底部的二效浓缩液及二效分离器底部的二效浓缩液共同被二效循环泵抽出，经二效循环管送往二效降膜蒸发器顶部的二效蒸发器循环液入口;一效分离器产生的88±2℃一效蒸汽从一效分离器排汽管排出后，从二效蒸发器进汽口进入二效降膜蒸发器壳程，对沿降膜管壁流下的二效循环浓缩液进行加热，一效蒸汽冷凝水进入二效降膜蒸发器壳程后部分闪蒸为蒸汽对二效浓缩液进行加热，88±2℃二效蒸汽冷凝水从二效蒸发器冷凝水出口及二效冷凝水管排出;加热后的二效浓缩液从连通管进入二效分离器中进行分离，水分蒸发成为80±2℃的二效蒸汽从二效分离器排汽口进入二效分离器排汽管;浓缩后的二效浓缩液进入二效循环泵循环，22±3%wt且温度为83±2℃的二效浓缩液从二效物料输出管排出。二效降膜蒸发器利用一效分离器产生的一效蒸汽对一效浓缩液进行进一步浓缩，既回收了一效产生的余热，又进一步提高了硫酸钠的浓度。

　　作为本发明的进一步改进，步骤⑷中，从二效料液输出管排出的二效浓缩液由所述转料泵送入强制循环蒸发结晶器的蒸发结晶循环管中，与蒸发室下部的晶浆共同被蒸发结晶循环泵抽出，并送入加热室进行加热，然后上行至蒸发室进行蒸发。经过两级浓缩的二效浓缩液从二效料液输出管进入转料泵，由转料泵送入蒸发结晶循环管中部的结晶进料口，在蒸发结晶循环泵作用下，沿蒸发结晶循环管下行，并进入加热室加热，升温后的浓缩液进入蒸发室蒸发，蒸发室产生的80±2℃蒸汽从蒸发室排汽口排出;晶浆从盐腿下部的晶浆出口排出，准备进入下一步分离。在强制循环蒸发结晶器中，浓缩液的循环依靠功率较大的蒸发结晶循环泵强制推动，流速高，不易结垢，适宜于有结晶析出的废水蒸发。

　　作为本发明的进一步改进，步骤⑴中的所述预热单元包括冷凝水罐和冷凝水预热器，所述二效降膜蒸发器产生的二效冷凝水接入所述冷凝水罐;所述二效降膜蒸发器的分离器产生的蒸汽经蒸汽压缩机压缩后提供给所述一效降膜蒸发器的壳程作为热源;所述冷凝水罐底部的冷凝水经冷凝水泵送往所述冷凝水预热器，对新硫酸钠废水进行一级预热。二效分离器产生的80±2℃二效蒸汽经二效分离器排汽管进入蒸汽压缩机压缩，温度提高至95±2℃通过蒸汽供汽管回到一效降膜蒸发器使用。二效降膜蒸发器壳程排出的88±2℃二效冷凝水经二效冷凝水管进入冷凝水罐，在冷凝水罐中，一部分冷凝水闪蒸为蒸汽从闪蒸蒸汽管排出，作为热源进一步加以利用。冷凝水罐底部的冷凝水被冷凝水泵抽出，通过冷凝水供水管送入冷凝水预热器进水口，在冷凝水预热器中对硫酸钠废水进行预热，使硫酸钠废水的温度由常温提高至75±2℃，既回收了冷凝水的热量，又降低了一效降膜蒸发器的负荷。

　　作为本发明的进一步改进，步骤⑴中的所述预热单元还包括第一气体预热器，所述冷凝水罐产生的闪蒸蒸汽进入所述第一气体预热器的壳程对经一级预热后的硫酸钠废水进行二级预热，所述第一气体预热器壳程排出的冷凝水回到所述冷凝水罐中。本发明将冷凝水罐产生的闪蒸蒸汽送入第一气体预热器进气口，在第一气体预热器中，利用闪蒸蒸汽的热量对硫酸钠废水进行进一步预热，使其温度提高至82±2℃;从第一气体预热器排水口排出的冷凝水通过冷凝水回流管进入冷凝水罐，再送往冷凝水预热器释放热量。

　　作为本发明的进一步改进，从所述二效降膜蒸发器壳程抽出的二效不凝性气体也进入所述第一气体预热器的壳程对经一级预热后的硫酸钠废水进行二级预热，所述第一气体预热器壳程排出的不凝性气体被真空泵抽出。硫酸钠废水中溶解有氧气、二氧化碳等不凝性气体，在蒸发时不凝性气体与一效蒸汽一起进入二效降膜蒸发器的壳程，然后随二效蒸汽经蒸汽压缩机压缩后，进入一效降膜蒸发器的壳程，不凝性气体不能像水蒸汽一样冷凝，如果积聚在壳程会影响水蒸汽的传热与传质，使一效降膜蒸发器和二效降膜蒸发器的传热恶化。本发明将二效降膜蒸发器壳程抽出的88±2℃二效不凝性气体与闪蒸蒸汽管排出的闪蒸蒸汽共同经混合排气管送入第一气体预热器进气口，在第一气体预热器中，利用二效不凝性气体的热量和闪蒸蒸汽的热量共同对硫酸钠废水进行进一步预热，使其温度提高至82±2℃;从第一气体预热器排水口排出的不凝性气体被真空泵抽出。本发明利用硫酸钠废水通过第一气体预热器与抽吸的二效不凝性气体进行换热，回收其夹带出的水蒸汽热量，既达到进一步预热进料的作用，又能节能降耗，提高换热效率。

　　作为本发明的进一步改进，步骤⑴中的所述预热单元还包括第二气体预热器，从所述一效降膜蒸发器壳程抽出的一效不凝性气体进入所述第二气体预热器的壳程对经二级预热后的硫酸钠废水进行三级预热，所述第二气体预热器壳程排出的不凝性气体被所述真空泵抽出，所述第二气体预热器壳程排出的冷凝水回到所述冷凝水罐中。本发明将一效降膜蒸发器壳程抽出的95±2℃一效不凝性气体经不凝性排气管送入第二气体预热器进气口，在第二气体预热器中，利用一效不凝性气体的热量对硫酸钠废水进行再一次预热，使其温度提高至90±2℃。从第二气体预热器排水口排出的不凝性气体被真空泵抽出。本发明利用硫酸钠废水通过第二气体预热器与抽吸的一效不凝性气体进行换热，回收其夹带出的水蒸汽热量，既达到再一次预热进料的作用，又能节能降耗，提高换热效率。

　　作为本发明的进一步改进，所述强制循环蒸发结晶器的蒸发室产生的蒸汽与所述二效降膜蒸发器的分离器产生的蒸汽共同经所述蒸汽压缩机压缩后提供给所述强制循环蒸发结晶器的加热室壳程作为热源，所述强制循环蒸发结晶器的加热室壳程排出的冷凝水进入所述冷凝水罐中;所述强制循环蒸发结晶器的加热室壳程抽出的结晶不凝性气体进入所述第二气体预热器的壳程对经二级预热后的硫酸钠废水进行三级预热。强制循环蒸发结晶器的蒸发室产生的蒸汽经蒸汽压缩机压缩后得以回用;从加热室壳程排出的95±2℃冷凝水进入冷凝水罐，通过冷凝水泵送往冷凝水预热器进一步回收热量。加热室壳程抽出的95±2℃不凝性气体通过不凝性排气管进入第二气体预热器对硫酸钠废水进行加热;当蒸汽压缩机压缩的蒸汽不能满足一效降膜蒸发器使用时，可打开生蒸汽阀，向蒸汽供汽管中补充生蒸汽。

　　作为本发明的进一步改进，步骤⑹中从离心机分离出的分离母液进入母液罐中，当分离母液中的杂质浓度没有超过设定值时，分离母液回到蒸发室继续循环;当分离母液中的杂质浓度超过设定值时，分离母液通过母液排放管排入蒸发釜中，利用生蒸汽对分离母液进行加热蒸发，使分离母液结晶，离心分离后作为固体废物处理;所述转料泵的出口管道还与所述蒸发室底部盐腿的下部相连。进入蒸发系统的硫酸钠浓缩液一般含有少量杂质，在蒸发结晶过程中，这些杂质浓度会逐渐升高、富集，最终影响分离出的硫酸钠的品质，当分离母液中的杂质浓度没有超过设定值，不影响硫酸钠晶浆的品质时，分离母液进入母液罐后，通过母液回流泵返回强制循环蒸发效继续处理，生产出的固体盐符合工业硫酸钠的国家标准，蒸发釜不启用。当结晶母液中杂质浓度高于设定值，影响硫酸钠晶浆的品质时，通过母液排放管将母液排入蒸发釜中，利用生蒸汽进行加热蒸发，使分离母液结晶，离心分离后作为固体废物处理，固废量根据原废水的杂质含量的高低发生变化;分离母液处理完之后，停止向蒸发釜输出，可继续正常生产。当出料管因晶体析出而不畅时，转料泵将硫酸钠浓缩液注入盐腿的下部对出料管进行清洗，使出料管恢复畅通，然后转料泵停止向盐腿下部注入硫酸钠浓缩液。