專利名稱：一種硅膠廢水資源化處理方法
技術領域：
本發明屬于水處理技術領域，特別涉及一種硅膠廢水綜合資源化處理方法。
背景技術：
生產硅膠的主要原料是硅酸鈉(俗稱水玻璃、泡花堿)，它是由硅石化學加工而得。即石英礦粉與純堿在1100 1350°C的高溫下焙燒生成的熔融物，用水浸取得到無色透明的粘稠液體。硅膠的生產方法有(I)硫酸法，將硅酸鈉和硫酸(也可用其他酸類)反應而得；(2)復分解法，用硅酸鈉和水溶性鹽類作用而得；(3)沉淀法，借助于各種有機化合物從堿金屬硅酸鹽類溶液中析出硅膠而得；(4)電解法，硅酸鈉電解而得。硫酸法是目前常用的方法。 硅膠廢水主要來源于硅膠酸洗環節，廢水酸度很高，pH值在2左右，其中含有大量的硫酸鹽和硅酸鹽，硫酸鈉含量最高可達到4%，另外還含有少量氯離子、鈣離子及鎂離子。硅膠廢水具有酸度高，含鹽量高，含硅高，難處理的特點。對于硅膠廢水的處理，國內還沒有資源化利用的例子。申請號為200810227913. I的中國發明專利提供了ー種含硅廢水的處理方法，該發明為了解決含硅廢水中SiO2易凝膠問題，在含硅廢水中加入成核助凝劑，并使含硅廢水和成核助凝劑混合，所述成核助凝劑是指做為成長核心能使水中懸浮的不易凝聚的微型顆粒物質聚集長大而沉降的不溶性固體，將含硅廢水的PH調節至3. 5-9。該方法里然能避免SiO2易凝膠問題，但是對活性硅的處理效果并不理想，而且不能對廢水中的有用物質進行回收利用。
發明內容
本發明的目的在于提供ー種污水處理工藝合理、處理效果較佳且處理后可直接回用的硅膠廢水資源化處理方法，以解決目前硅膠廢水處理難度大的技術問題。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種硅膠廢水資源化處理方法，該方法包括如下步驟
(1)水質調節向硅膠廢水中投加石灰，將PH調至7-8范圍內；
(2)混凝除硅向步驟(I)得到的廢水中依次投加氯化鈣和氯化鎂，混勻以去除廢水中溶解硅，再向廢水中投加氯化鉄，形成礬花，最后投加聚丙烯酰胺，使形成的礬花增大并加速沉降，經渣水分離得到較清澈的上清液；混凝除硅過程在混凝沉淀池內完成，廢水在混凝沉淀池中的水力停留時間大于40分鐘；
其中，所述氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺均以水溶液形式投加，以每升廢水計，氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺的投加量分別為200-400mg/L，50-100 mg/L, 100-200mg/L,1-5 mg/L ；
(3)陶瓷膜過濾混凝沉淀池的出水再進行陶瓷膜過濾處理，所述陶瓷膜孔徑為
O.2μπι，操作壓カ為O. 15-0. 2MPa ;陶瓷膜過濾用于去除廢水中殘留的懸浮物，膠體雜質；
(4)納濾膜過濾步驟(3)中陶瓷膜的透過液進行納濾膜過濾，所述的納濾膜是截留分子量為150-300的醋酸纖維素、聚酰胺或復合納濾膜；納濾膜過濾的操作壓カ為2-2. 5MPa，操作溫度為20-40°C。作為優選，步驟(3)中陶瓷膜可通過清洗步驟重復使用，陶瓷膜清洗步驟為室溫下用清水沖洗IOmin后,先用2%的NaOH溶液堿洗IOmin,再用清水沖洗IOmin,然后用2%的HCl溶液酸洗IOmin,最后用清水沖洗IOmin即可。作為優選，所述納濾膜清洗步驟為先將去離子水在納濾膜裝置中循環流動以排出殘留在納濾膜裝置中的殘余料液，然后用配好的O. l%NaOH和1% Na2-EDTA溶液進行無壓差或低壓大流量沖洗30min，用去離子水沖洗納濾膜裝置至出水pH值呈中性后測量納濾膜的純水通量；再用pH2的O. 2%HC1溶液對該納濾膜進行低壓大流量沖洗30min，用去離子水沖洗系統至出水PH值呈中性。作為優選，步驟(4)中納濾膜過濾采用的保安過濾器的過濾孔徑分別為ΙΟμπι和
2μ m0作為優選，上述硅膠廢水資源化處理方法還包括(5)資源回用步驟(4)得到的納濾膜透過液經蒸發干燥得到硫酸鈉固體。本方法處理后得到的納濾膜透過液可以回用，該透過液為濃縮液，含有較高質量分數的硫酸鈉，因此經蒸發干燥可得到高品質的硫酸鈉固體。回收得到的硫酸鈉可以生產元明粉，用于玻璃、瓷釉、紙漿、致冷混合劑、洗滌劑、干燥劑、染料稀釋劑、分析化學試劑、醫藥品等。作為優選，所述的氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺的投加量分別為280-320mg/L,80-100 mg/L,140-160 mg/L,2-4 mg/L。中國硅膠的生產近25萬噸/年，每生產I噸硅膠要消耗40-50噸清水，同時產生30多噸污水。本發明的納濾透過液可以回用于生產中，替代部分淡水，在避免污染的同時節約大量淡水資源，具有顯著的環境效益和社會效益；濃縮液可以生產高品質硫酸鈉，具有顯著的經濟效益。本發明為硅膠行業的節能減排提供了思路，為硅膠廢水處理的エ業化應用提供了一條行之有效的途徑，具有顯著的環境效益、經濟效益以及社會效益。
圖I是本發明的エ藝流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進ー步的具體說明。在本發明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量単位，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業常用的。本發明的以下實施例以某硅膠廠廢水對本發明方法進行說明，該廢水水質指標如表I所示。表I某硅膠廠廢水主要水質指標
項目I指標/含量I項目I指標/含量
pH2.03I丐尚子(Ca2+)/mg/L56. 3
電導率 / μ s/cm17530 鎂離子(Mg2+) /mg/L50. 2
ft T(Cr) /mg/L103. 5 #離子(K+) /mg/L163. 4
硫酸根(SO/-) /mg/L[20282. 3 ]全桂(SiO5) /mg/L1306. 權利要求
1.一種硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (1)水質調節向硅膠廢水中投加石灰，將PH調至7-8范圍內； (2)混凝除硅向步驟(I)得到的廢水中依次投加氯化鈣和氯化鎂，混勻后，再向廢水中投加氯化鉄，形成礬花，最后投加聚丙烯酰胺，經渣水分離得到較清澈的上清液；混凝除硅過程在混凝沉淀池內完成，廢水在混凝沉淀池中的水力停留時間大于40分鐘； 其中，所述氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺均以水溶液形式投加，以每升廢水計，氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺的投加量分別為200-400mg/L，50-100 mg/L, 100-200mg/L,1-5 mg/L ； (3)陶瓷膜過濾混凝沉淀池的出水再進行陶瓷膜過濾處理，所述陶瓷膜孔徑為O.2 μ m，操作壓カ為 O. 15-0. 2MPa ； (4)納濾膜過濾步驟(3)中陶瓷膜的透過液進行納濾膜過濾，所述的納濾膜是截留分子量為150-300的醋酸纖維素、聚酰胺或復合納濾膜；納濾膜過濾的操作壓ヵ為2-2. 5MPa，操作溫度為20-40°C。
2.根據權利要求I所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于步驟(3)中陶瓷膜通過清洗步驟重復使用，陶瓷膜清洗步驟為室溫下用清水沖洗IOmin后，先用2wt%的NaOH溶液堿洗lOmin，再用清水沖洗lOmin，然后用2wt%的HCl溶液酸洗lOmin，最后用清水沖洗IOmin即可。
3.根據權利要求I所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于所述納濾膜清洗步驟為先將去離子水在納濾膜裝置中循環流動以排出殘留在納濾膜裝置中的殘余料液，然后用配好的O. lwt%NaOH和lwt% Na2-EDTA溶液進行無壓差或低壓大流量沖洗30min，用去離子水沖洗納濾膜裝置至出水pH值呈中性后測量納濾膜的純水通量；再用pH2的O.2wt%HCl溶液對該納濾膜進行低壓大流量沖洗30min，用去離子水沖洗至系統出水pH值呈中性。
4.根據權利要求I或2或3所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于步驟(4)中納濾膜過濾采用的保安過濾器的過濾孔徑分別為10 μ m和2 μ m。
5.根據權利要求I或2或3所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于還包括(5)資源回用步驟(4)得到的納濾膜透過液經蒸發干燥得到硫酸鈉固體。
6.根據權利要求4所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于還包括(5)資源回用步驟(4)得到的納濾膜透過液經蒸發干燥得到硫酸鈉固體。
7.根據權利要求I或2或3所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于還包括所述的氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺的投加量分別為280-320mg/L，80-100 mg/L,140—160 mg/L,2-4 mg/L。
8.根據權利要求4所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于還包括所述的氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺的投加量分別為280-320mg/L，80-100 mg/L, 140-160 mg/L, 2-4 mg/し
9.根據權利要求5所述的硅膠廢水資源化處理方法，其特征在于還包括所述的氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺的投加量分別為280-320mg/L，80-100 mg/L, 140-160 mg/L, 2-4 mg/し
全文摘要
本發明屬于水處理技術領域，特別涉及一種硅膠廢水綜合資源化處理方法，該方法主要包括如下步驟(1)水質調節；(2)混凝除硅；(3)陶瓷膜過濾；(4)納濾膜過濾，混凝除硅步驟中，向廢水中以水溶液形式投加氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺，以每升廢水計，氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、聚丙烯酰胺的投加量分別為200-400mg/L，50-100mg/L，100-200mg/L，1-5mg/L。本發明的納濾透過液可以回用于生產中，替代部分淡水，在避免污染的同時節約大量淡水資源，具有顯著的環境效益和社會效益；濃縮液可以生產高品質硫酸鈉，具有顯著的經濟效益。
文檔編號C02F1/52GK102689999SQ20121012283
公開日2012年9月26日 申請日期2012年4月25日 優先權日2012年4月25日
發明者孫保庫, 孫兆棟, 張海春, 王波, 范會生, 郁小芬, 陸阿定 申請人:浙江省海洋開發研究院