离子交换塔酸碱再生废水回用系统和回用方法
【专利摘要】本发明提供一种离子交换塔酸碱再生废水回用系统，所述离子交换塔连接有回收盐水储槽和废盐水储槽，回收盐水储槽的出液管路上设置有回收盐水泵，废盐水储槽的出液管路上设置有废盐水泵，在回收盐水泵和废盐水泵之间设置有连通管道，连通管道上设置有连接废盐水储槽的回流管路。本发明还提出一种离子交换塔酸碱再生废水回用方法。本发明提出的废水回用系统，可利用原回收盐水储槽至一次盐水储槽的管道，实现废盐水储槽内再生废水的回用；通过在回流管道上设置pH值测量装置，确保废盐水泵出口pH值大于7，避免影响化盐工序正常生产。本发明的方法，降低了污水排放量，节约了一次盐水储槽的化盐水生产水补水量，降低了生产生本。
【专利说明】
离子交换塔酸碱再生废水回用系统和回用方法
技术领域
[0001] 本发明属于离子交换技术领域，具体设及一种离子交换塔废水回用的装置和方 法。
【背景技术】
[0002] 离子交换膜制碱，是用阳离子交换膜隔离电解盐水的阳极和阴极，电解生成烧碱 和氯气和氨气。离子膜法对盐水纯度的要求高，盐水要经过二次精制，进入电解槽的盐水中 Ca2+、Mg2+含量要在20ppbW下，因此要用离子交换树脂处理W除去巧、儀离子:先将盐水中 化h+Mgh降至IOppmW下，然后用馨合树脂进行离子交换处理。
[0003] 目前，离子膜制碱行业普遍采用离子交换塔去除盐水中的Ca2+、Mg2+等金属阳离 子，每运行一定时间，需对塔内馨合树脂进行再生，恢复其树脂活性，W实现循环使用。不同 离子交换塔树脂添加量、交换容量各不相同，因此运行周期亦存在一定差异。离子交换塔的 运行成本主要由运行周期决定，运行周期越长，再生次数越少，再生过程中纯水、压缩空气、 盐酸、烧碱消耗越少，污水排放量越少，生产成本就越低。
[0004] 离子交换塔进水化h+Mg2+含量lOppm，出水Ca2++Mg2+含量20ppb，WCa 2+含量IOppm 进行核算，则一次盐水需增加精制剂Na2C〇3的用量2.9 X l(T4t/t(折百碱），才能确保系统指 标合格。运也造成了成本的上升。
【发明内容】
[0005] 针对本领域存在的不足，本发明要解决的问题是提供一种离子交换塔酸碱再生废 水回用系统。
[0006] 本发明的第二个目的是提供一种离子交换塔酸碱再生废水回用方法。
[0007] 实现本发明上述目的的技术方案为：
[000引一种离子交换塔酸碱再生废水回用系统，所述离子交换塔连接有回收盐水储槽和 废盐水储槽，
[0009] 所述回收盐水储槽的出液管路上设置有回收盐水累，所述废盐水储槽的出液管路 上设置有废盐水累，在回收盐水累和废盐水累之间设置有连通管道，连通管道上设置有连 接所述废盐水储槽的回流管路。
[0010] 其中，所述回收盐水储槽的出液管路连接于一次盐水储槽，所述废盐水储槽的出 液管路连接于污水处理系统。
[0011] 进一步地，在所述回流管路上设置有抑测量装置。
[0012] 其中，所述离子交换塔顶部设置有进液管路，所述进液管路连接有盐酸管道、烧碱 管道和纯水管道、压缩空气管道;所述离子交换塔顶部还设置有出液管路，所述出液管路连 接有树脂捕集器，所述树脂捕集器连接所述回收盐水储槽。
[0013] 所述离子交换塔底部设置有废水排放管路，所述废水排放管路连接所述回收盐水 储槽及废盐水储槽。
[0014] 更进一步地，所述回收盐水储槽的出液管路设置在盐水储槽底部，所述废盐水储 槽的出液管路设置在废盐水储槽底部，所述回流管路连接于所述废盐水储槽顶部;其中，回 收盐水储槽出液管路、废盐水储槽出液管路、回流管路上均设置有阀口。
[0015] -种离子交换塔酸碱再生废水回用方法，采用本发明提出的系统，包括步骤：
[0016] (1)单台离子交换塔再生前，打空废盐水储槽及回收盐水储槽内的再生废水，开始 对离子交换塔再生;首先对离子交换塔进行一次水洗、反吹、大流量反洗，之后对离子交换 塔进行盐酸再生、二次水洗，最后对离子交换塔进行碱液再生、=次水洗，一次水洗、大流量 反洗的出水排至回收盐水储槽，盐酸再生、二次水洗、碱液再生、=次水洗的出水排至废盐 水储槽；
[0017] (2)二次水洗结束后，开启废盐水累，关闭回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路 上的阀口，打开回流管路上的阀口，废盐水储槽内废水进行自循环混合；
[0018] (3)用烧碱和水对离子交换塔进行再生，排出的废液进入废盐水储槽，待废盐水储 槽内pH值达到7W上时，关闭回流管路上的阀口，打开回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管 路上的阀口，至废盐水储槽液位降至0,关闭废盐水累。
[0019] 其中，在所述步骤(1)中，对离子交换塔进行一次水洗、盐酸再生和二次水洗，一次 水洗之后排液、反吹、反洗，反洗工序中，纯水由离子交换塔底部进入，由顶部排出送至树脂 捕集器，之后排至回收盐水储槽，然后用盐酸再生。
[0020] 其中，在步骤（3)用烧碱和水对离子交换塔再生后，用精盐水置换所述离子交换 塔。
[0021] 所述精盐水通过W下方式制取:一次盐水工序采用加入精制剂的方式控制一次盐 水中化2++Mg2+《10ppm，然后用离子交换树脂处理得到精盐水;所述精制剂为碳酸钢、化0H、 FeCb中的一种或多种。
[0022] 其中，用质量含量25~35%的盐酸、质量含量30~35%的烧碱对离子交换塔进行 再生，盐酸和烧碱的体积比例为1:1~1.5。
[0023] 本发明的有益效果在于：
[0024] 本发明提出的废水回用系统，可利用原回收盐水储槽至一次盐水储槽的管道，实 现废盐水储槽内再生废水的回用；通过在回流管道上设置抑值测量装置，确保废盐水累出 口废水PH值大于7，避免影响化盐工序正常生产。
[0025] 本发明提出的方法，降低了污水排放量，节约了一次盐水储槽的化盐水生产水补 水量，降低了生产生本。
[0026] 本生产单位有离子交换塔共计=台，采取两台串联、一台再生的方式倒替运行，单 台离子交换塔每运行SOh，需再生40h，单台离子交换塔再生共产生酸碱废水175.55m3，约 175.55t，则3台离子交换塔每小时产生酸碱再生废水4.39t/h。废盐水储槽再生废水回用 后，每小时降低4.39t污水排放量，每年节约排污费用支出105360元(年运行8000h，排污费3 元/t);此外，每小时节约4.39t-次盐水储槽的生产水补水量，每年节约生产水费用支出 175600元(年运行SOOOh，生产水单价5元/t)，合计降低生产成本280960元/年。除经济效益 W外，酸碱再生废水的回用减少了污水排放量，降低了污水处理负荷，具有良好的社会效益 和环保效益。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明系统的设置示意图。
[0028] 图中，1为离子交换塔，101为过滤盐水入口，102为纯水入口，103为盐酸入口，104 为烧碱入口，105为压缩空气管路，106为盐水置换管路;2为树脂捕集器，3为回收盐水储槽， 301为回收盐水累，4为废盐水储槽，401为废盐水累，402为去污水处理系统的管路，5为回流 管道，6为P的十，7为回收盐水储槽和废盐水储槽的连通管道，8为去一次盐水储槽的管路。
【具体实施方式】
[0029] W下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0030] 实施例中，如无特殊说明，所使用的方法均为本领域常规的方法。
[0031] 实施例1:
[0032] 如图1，一种离子交换塔酸碱再生废水回用系统，其中离子交换塔1连接有回收盐 水储槽3和废盐水储槽4，
[0033] 回收盐水储槽3的出液管路上设置有回收盐水累301，所述废盐水储槽4的出液管 路上设置有废盐水累401，在回收盐水累301和废盐水累401之间设置有回收盐水储槽和废 盐水储槽的连通管道7,该连通管道上设置有连接于废盐水储槽4的回流管路5。在回流管路 5上设置有抑计6。
[0034] 其中，回收盐水储槽3的出液管路通过去一次盐水储槽的管路8连接于一次盐水储 槽，废盐水储槽4的出液管路通过去污水处理系统的管路402连接于污水处理系统。
[0035] 离子交换塔1顶部设置有进液管路，所述进液管路连接有过滤盐水入口 101，纯水 入口 102，盐酸入口 103，烧碱入口 104，压缩空气入口 105;所述离子交换塔1顶部还设置有出 液管路，所述出液管路连接有树脂捕集器2，所述树脂捕集器2连接所述回收盐水储槽3。
[0036] 所述离子交换塔底部设置有废水排放管路，所述废水排放管路通过管道连接于回 收盐水储槽3和废盐水储槽4。
[0037] 进一步地，回收盐水储槽3的出液管路设置在回收盐水储槽底部，废盐水储槽4的 出液管路设置在废盐水储槽底部，回流管路5连接于废盐水储槽4顶部;在回收盐水储槽出 液管路、废盐水储槽出液管路、回流管路上均设置有阀口。
[0038] 离子交换塔的再生包括W下步骤：
[0fml
[
[0041] 采用本实施例的系统，进行离子交换塔酸碱再生废水回用，包括步骤：
[0042] (1)单台离子交换塔再生前，打空废盐水储槽及回收盐水储槽内再生废水，开始对 离子交换塔再生;首先对离子交换塔进行一次水洗、反吹、大流量反洗，之后对离子交换塔 进行盐酸再生、二次水洗，最后对离子交换塔进行碱液再生、=次水洗，一次水洗、大流量反 洗的出水排至回收盐水储槽，盐酸再生、二次水洗、碱液再生、=次水洗的出水排至废盐水 储槽。
[0043] (2)二次水洗结束后，开启废盐水累，关闭回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路 上的阀口，打开回流管路上的阀口，废盐水储槽内废水进行自循环混合。
[0044] (3)用烧碱和水对离子交换塔进行再生，排出的废液进入废盐水储槽，待废盐水储 槽4内抑值达到7W上时，关闭回流管路上的阀口，打开回收盐水储槽连接的去一次盐水储 槽的管路8上的阀口，至废盐水储槽4液位降至0,关闭废盐水累401。
[0045] (4)用烧碱和水对离子交换塔再生后，用精盐水置换所述离子交换塔。一次盐水工 序采用加入精制剂碳酸钢、化〇H、FeCl3的方式控制一次盐水中化2++Mg2+《10ppm，再经离子 交换处理即得精盐水。精盐水置换步骤中，离子交换塔顶部排出的再生废水经树脂捕集器 排至回收盐水储槽（即，步骤1，4,11的出水排至回收盐水储槽3,步骤6至9的出水排至废盐 水储槽4)。
[0046] 当再生进行至步骤7结束时，废盐水储槽4内的液位2.6m(占容积的35% )，此时启 动废盐水累401，关闭去一次盐水储槽管道的阀口，打开去废盐水储槽4的回流阀口，废盐水 储槽4内废水自循环进行混合。当再生运行至步骤9结束时，废盐水储槽4内的液位约4.8m (占容积的64 % )，此后，密切关注废盐水累401出口 PH值，约20~SOmin后，废盐水累401出口 PH值稳定在7W上，关闭回流管道阀口，打开去一次盐水储槽的管路8的阀口，直至废盐水储 槽4液位降低至0，停废盐水累401。
[0047] 实施例2
[0048] 本生产单位有离子交换塔共计=台，采取两台串联、一台再生的方式倒替运行，= 台离子交换塔均同实施例1 一样改造了再生废水回用系统。再生的步骤同实施例1。
[0049] 单台离子交换塔每运行80h，需再生40h，单台离子交换塔再生共产生酸碱废水 175.55m3，约175.55t，则3台离子交换塔每小时产生酸碱再生废水4.39t/h。废盐水储槽再 生废水回用后，每小时降低4.39t污水排放量，每年节约排污费用支出105360元（年运行 8000h，排污费3元/t);此外，每小时节约4.39t -次盐水储槽的生产水补水量（年运行 8000h，生产水单价5元/t),每年节约生产水费用支出175600元，合计降低生产成本280960 元/年。
[0050] W上的实施例仅仅是对发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案 作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种离子交换塔酸碱再生废水回用系统，所述离子交换塔连接有回收盐水储槽和废 盐水储槽，其特征在于， 所述回收盐水储槽的出液管路上设置有回收盐水栗，所述废盐水储槽的出液管路上设 置有废盐水栗，在回收盐水栗和废盐水栗之间设置有连通管道，连通管道上设置有连接所 述废盐水储槽的回流管路。2. 根据权利要求1所述的离子交换塔酸碱再生废水回用系统，其特征在于，所述回收盐 水储槽的出液管路连接于一次盐水储槽，所述废盐水储槽的出液管路连接于污水处理系 统。3. 根据权利要求1所述的离子交换塔酸碱再生废水回用系统，其特征在于，在所述回流 管路上设置有PH测量装置。4. 根据权利要求1所述的离子交换塔酸碱再生废水回用系统，其特征在于，所述离子交 换塔顶部设置有进液管路，所述进液管路连接有盐酸管道、烧碱管道和纯水管道及压缩空 气管道;所述离子交换塔顶部还设置有出液管路，所述出液管路连接有树脂捕集器，所述树 脂捕集器连接所述回收盐水储槽； 所述离子交换塔底部设置有废水排放管路，所述废水排放管路连接所述回收盐水储槽 及废盐水储槽。5. 根据权利要求1~4任一所述的离子交换塔酸碱再生废水回用系统，其特征在于，所 述回收盐水储槽的出液管路设置在盐水储槽底部，所述废盐水储槽的出液管路设置在废盐 水储槽底部，所述回流管路连接于所述废盐水储槽顶部;其中，回收盐水储槽出液管路、废 盐水储槽出液管路、回流管路上均设置有阀门。6. -种离子交换塔酸碱再生废水回用方法，采用权利要求1~5任一所述的系统，其特 征在于，包括步骤： (1) 单台离子交换塔再生前，打空废盐水储槽及回收盐水储槽内的再生废水，开始对离 子交换塔再生;首先对离子交换塔进行一次水洗、反吹、大流量反洗，之后对离子交换塔进 行盐酸再生、二次水洗，最后对离子交换塔进行碱液再生、三次水洗，一次水洗、大流量反洗 的出水排至回收盐水储槽，盐酸再生、二次水洗、碱液再生、三次水洗的出水排至废盐水储 槽； (2) 二次水洗结束后，开启废盐水栗，关闭回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路上的 阀门，打开回流管路上的阀门，废盐水储槽内废水进行自循环混合； (3) 用烧碱和水对离子交换塔进行再生，排出的废液进入废盐水储槽，待废盐水储槽内 pH值达到7以上时，关闭回流管路上的阀门，打开回收盐水储槽连接于一次盐水储槽管路上 的阀门，至废盐水储槽液位降至〇,关闭废盐水栗。7. 根据权利要求6所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，在所述步骤 (1)中，对离子交换塔进行一次水洗、盐酸再生和二次水洗，一次水洗之后排液、反吹、反洗， 反洗工序中，纯水由离子交换塔底部进入，由顶部排出送至树脂捕集器，之后排至回收盐水 储槽，然后用盐酸再生。8. 根据权利要求6所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，在步骤(3) 用烧碱和水对离子交换塔再生后，用精盐水置换所述离子交换塔。9. 根据权利要求8所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，所述精盐水 通过以下方式制取：一次盐水工序采用加入精制剂的方式控制一次盐水中Ca2++Mg2+彡 lOppm，然后用离子交换树脂处理得到精盐水;所述精制剂为碳酸钠、NaOH、FeCl3中的一种 或多种。10.根据权利要求6~9任一所述的离子交换塔酸碱再生废水回用方法，其特征在于，用 质量含量25~35 %的盐酸、质量含量30~35 %的烧碱对尚子交换塔进行再生，盐酸和烧碱 的体积比例为1:1~1.5。
【文档编号】B01J49/00GK105903499SQ201610367769
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】苏新华, 张敬宇, 李斌, 王洪丽, 张红瑞, 马龙, 王果园, 孔红霞, 李杨
【申请人】内蒙古君正化工有限责任公司, 内蒙古君正氯碱化工技术研究院