[发明专利]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

说明书

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。

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；