[实用新型]一种白炭黑生产废水处理系统

说明书

本实用新型公开了一种白炭黑生产废水处理系统，包括前处理系统、污泥干化设备、TMF系统、两段纳滤系统、反渗透系统、溶析结晶系统、溶析剂回收系统和高级氧化系统。本实用新型的白炭黑生产废水处理系统以膜处理技术为核心，同时耦合溶析结晶工艺，以此降低白炭黑生产废水的“零排放”处理投资和运行成本。

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种白炭黑生产废水处理系统。

背景技术

白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO₂·nH₂O表示，其中nH₂O是以表面羟基的形式存在。按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子(粒径小于100nm)，无毒，有巨大的比表面积。气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达99％，粒径可达10～20nm，但制备工艺复杂，价格昂贵；沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、盐酸、CO₂与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅。沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。气相白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂、涂料和不饱和树脂增稠剂，超细二氧化硅凝胶和气凝胶主要用作涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。

白炭黑作为一种环保、性能优异的助剂，主要用于橡胶制品(包括高温硫化硅橡胶)、纺织、造纸、农药、食品添加剂领域。从白炭黑2014-2018年这四年产量的增速来看，四年复合增长率11.3％。2019年我国共有白炭黑生产企业超过80家，产能约120万吨，产量80万吨，中国产销量居全球首位。得益于轮胎制造业、硅橡胶产业、涂料工业、新能源等领域的需求增长，预计未来我国沉淀法白炭黑(二氧化硅)的年均需求增长速度约为12％。中国占亚洲市场的40％，将成为全球最大的单一市场。

沉淀法生产白炭黑的主要原材料为石英砂、纯碱、工业盐酸或硫酸或硝酸或二氧化碳。其工艺路线大体上是：先采用燃油或优质煤在高温下将石英砂与纯碱反应制得工业水玻璃，工业水玻璃用水配制成一定浓度的稀溶液，然后在一定条件下加入某种酸，使二氧化硅沉淀出来，再经清洗、过滤、干燥(烘干或喷雾)、粉碎、制得产品白炭黑。由此工艺可知：沉淀法生产白炭黑基本上都是无机反应过程，由于在生产过程中用到碱及酸，废水的主要成分也是因为中和而附的盐类，最主要盐类是Na₂SO₄，其它主要含K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Na₂S等离子的无机盐和固体不溶物、悬浮物。生产过程中基本没有有机物的参与，废水的COD值较低，不是处理的重点。

针对白炭黑废水特点，可以采用多效蒸发技术、机械强制压缩蒸发结晶技术等多种处理工艺实现白炭黑废水的有效处理，最终达到“零排放”处理目的，进一步回收废水处理过程中的需要的热量，降低废水综合运行成本，但此类处理工艺均存在投资成本高、运行费用高等问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种白炭黑生产废水处理系统，以膜处理技术为核心，同时耦合溶析结晶工艺，以此降低白炭黑生产废水的“零排放”处理投资和运行成本。

本实用新型的目的之二在于提供一种白炭黑生产废水处理工艺，投资和运行成本降低。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种白炭黑生产废水处理系统，包括前处理系统、污泥干化设备、TMF系统、两段纳滤系统、反渗透系统、溶析结晶系统、溶析剂回收系统和高级氧化系统；

所述前处理系统包括中和池和浓缩池；