一种白炭黑生产废水处理系统和处理工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110066060 A(43)申请公布日 2019.07.30

(21)申请号 201910312775.5(22)申请日 2019.04.18

(71)申请人 杭州上拓环境科技股份有限公司

地址 310000 浙江省杭州市余杭区仓前街

道海曙路11号2幢201室(72)发明人 谭斌　谈宾宾　方毓淳　谢新敏　

钱匀　(74)专利代理机构 广州市越秀区哲力专利商标

事务所(普通合伙) 44288

代理人 胡拥军　糜婧(51)Int.Cl.

C02F 9/10(2006.01)C01D 5/16(2006.01)C01D 5/00(2006.01)C02F 101/10(2006.01)

权利要求书2页 说明书8页 附图1页

()发明名称

一种白炭黑生产废水处理系统和处理工艺(57)摘要

本发明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。本发明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。本发明还公开了一种白炭黑生产废水处理工艺，投资和运行成本降低。

CN 110066060 ACN 110066060 A

权　利　要　求　书

1/2页

1.一种白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，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；所述TMF系统包括TMF处理池和TMF产水池；

所述两段纳滤系统包括一段纳滤系统和二段纳滤系统；

所述溶析结晶系统包括溶析结晶反应釜和离心脱水干燥系统；所述溶析剂回收系统包括结晶母液池、加热升温系统和渗透汽化装置；所述中和池设置有白炭黑生产母液进口；所述中和池、浓缩池、TMF处理池、TMF产水池、一段纳滤系统、二段纳滤系统、溶析结晶反应釜和离心脱水干燥系统依次连接；

所述浓缩池与所述污泥干化设备连接；

所述一段纳滤系统和所述二段纳滤系统均与所述反渗透系统连接；

所述溶析结晶反应釜和所述离心脱水干燥系统均与所述结晶母液池连接，所述结晶母液池、加热升温系统和渗透汽化装置依次连接；

所述渗透汽化装置、所述高级氧化系统和所述中和池依次连接。2.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述TMF处理池回流至所述浓缩池；所述反渗透系统回流至所述TMF产水池。

3.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述中和池内设置有机械搅拌系统和曝气装置。

4.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述浓缩池底部为锥形结构，所述浓缩池底部连接有气动隔膜泵。

5.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述污泥干化设备包括板框压滤设备、真空皮带机和碟式螺旋压滤机。

6.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述一段纳滤系统设置有耐压4MPa以上的卷式纳滤膜；所述二段纳滤系统设置有耐压8MPa以上的卷式纳滤膜或碟管式纳滤膜。

7.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述溶析结晶反应釜内设置有机械搅拌装置。

8.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述渗透汽化装置内设置有中空纤维式组件，所述中空纤维式组件内填充有膜材料。

9.如权利要求8所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述膜材料为疏水材料。

10.如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，其特征在于，所述高级氧化系统设置有臭氧催化氧化装置、电催化氧化装置或湿式催化氧化装置。

11.一种白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，采用如权利要求1所述的白炭黑生产废水处理系统，包括以下步骤：

前处理步骤：白炭黑生产母液排入所述中和池，调节pH后进入所述浓缩池；TMF系统处理步骤：所述浓缩池内废水排入所述TMF处理池，通过管式微滤膜的过滤去除废水中的悬浮颗粒物，被除去的悬浮颗粒物回流至所述浓缩池；

污泥干化步骤：所述浓缩池中悬浮物浓度达到预定浓度后通过所述污泥干化设备进行

2

CN 110066060 A

权　利　要　求　书

2/2页

处理，处理后外运；

纳滤步骤：所述TMF产水池的废水依次排入所述一段纳滤系统和所述二段纳滤系统进行浓缩处理；

反渗透步骤：从所述二段纳滤系统排出的水经过所述反渗透系统进行净化处理，达到回用水标准得到回用；

溶析结晶步骤：从所述二段纳滤系统排出的纳滤浓缩液进入所述溶析结晶反应釜中，往所述溶析结晶反应釜中投入溶析剂，搅拌静置，Na2SO4析出，析出的Na2SO4通过所述离心脱水干燥系统处理后，得到元明粉产品；

溶析剂回收步骤：溶析结晶母液和离心液进入所述结晶母液池，接着依次经过所述加热升温系统和所述渗透汽化装置进行水溶液和溶析剂分离，回收溶析剂；

回流氧化步骤：回收溶析剂后残留的渗余液进入所述高级氧化系统，去除所述渗余液中残留的溶析剂后回流至所述中和池。

12.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述前处理步骤中，通过投加NaOH调节白炭黑生产母液的pH至中性。

13.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述反渗透步骤中，所述反渗透系统的浓缩液回流至所述TMF产水池。

14.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述污泥干化步骤中，从所述污泥干化设备排出的污泥含水率为30-40％。

15.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述溶析结晶步骤中，所述溶析结晶反应釜内设置有机械搅拌装置，设置所述机械搅拌装置的转速为1000-1500r/min。

16.如权利要求15所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述溶析结晶步骤中，往所述溶析结晶反应釜中投入溶析剂后，开启机械搅拌装置，搅拌5-15min后静置50-60min；溶析剂与纳滤浓缩液的重量比为(1-1.2):1。

17.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述溶析结晶步骤中，所述溶析剂为乙醇、丙醇或丁醇。

18.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述溶析剂回收步骤中，所述加热升温系统的加热温度为60-70℃。

19.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述溶析剂回收步骤中，设置渗透汽化膜渗透侧的真空度为5-10mmHg。

20.如权利要求11所述的白炭黑生产废水处理工艺，其特征在于，在所述溶析剂回收步骤中，回收的溶析剂含水率在0.1％以下，渗余液中溶析剂残留量小于1％。

3

CN 110066060 A

说　明　书

一种白炭黑生产废水处理系统和处理工艺

1/8页

技术领域

[0001]本发明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和处理工艺。

背景技术

[0002]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。[0003]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。

[0004]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。

[0005]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。

4

CN 110066060 A

说　明　书

2/8页

发明内容

[0006]为了克服现有技术的不足，本发明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。

[0007]本发明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。

[0008]本发明的目的之一采用如下技术方案实现：[0009]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；[0010]所述前处理系统包括中和池和浓缩池；[0011]所述TMF系统包括TMF处理池和TMF产水池；

[0012]所述两段纳滤系统包括一段纳滤系统和二段纳滤系统；

[0013]所述溶析结晶系统包括溶析结晶反应釜和离心脱水干燥系统；[0014]所述溶析剂回收系统包括结晶母液池、加热升温系统和渗透汽化装置；[0015]所述中和池设置有白炭黑生产母液进口；所述中和池、浓缩池、TMF处理池、TMF产水池、一段纳滤系统、二段纳滤系统、溶析结晶反应釜和离心脱水干燥系统依次连接；[0016]所述浓缩池与所述污泥干化设备连接；

[0017]所述一段纳滤系统和所述二段纳滤系统均与所述反渗透系统连接；

[0018]所述溶析结晶反应釜和所述离心脱水干燥系统均与所述结晶母液池连接，所述结晶母液池、加热升温系统和渗透汽化装置依次连接；[0019]所述渗透汽化装置、所述高级氧化系统和所述中和池依次连接。[0020]进一步地，所述TMF处理池回流至所述浓缩池；所述反渗透系统回流至所述TMF产水池。

[0021]进一步地，所述中和池内设置有机械搅拌系统和曝气装置。[0022]进一步地，所述浓缩池底部为锥形结构，所述浓缩池底部连接有气动隔膜泵。[0023]进一步地，所述污泥干化设备包括板框压滤设备、真空皮带机和碟式螺旋压滤机。[0024]进一步地，所述一段纳滤系统设置有耐压4MPa以上的卷式纳滤膜；所述二段纳滤系统设置有耐压8MPa以上的卷式纳滤膜或碟管式纳滤膜。[0025]进一步地，所述溶析结晶反应釜内设置有机械搅拌装置。[0026]进一步地，所述渗透汽化装置内设置有中空纤维式组件，所述中空纤维式组件内填充有膜材料。[0027]进一步地，所述膜材料为疏水材料。[0028]进一步地，所述高级氧化系统设置有臭氧催化氧化装置、电催化氧化装置或高温湿式催化氧化装置。

[0029]本发明的目的之二采用如下技术方案实现：[0030]一种白炭黑生产废水处理工艺，采用所述的白炭黑生产废水处理系统，包括以下步骤：

[0031]前处理步骤：白炭黑生产母液排入所述中和池，调节pH后进入所述浓缩池；[0032]TMF系统处理步骤：所述浓缩池内废水排入所述TMF处理池，通过管式微滤膜的过

5

CN 110066060 A

说　明　书

3/8页

滤去除废水中的悬浮颗粒物，被除去的悬浮颗粒物回流至所述浓缩池；[0033]污泥干化步骤：所述浓缩池中悬浮物浓度达到预定浓度后通过所述污泥干化设备进行处理，处理后外运；[0034]纳滤步骤：所述TMF产水池的废水依次排入所述一段纳滤系统和所述二段纳滤系统进行浓缩处理；

[0035]反渗透步骤：从所述二段纳滤系统排出的水经过所述反渗透系统进行净化处理，达到回用水标准得到回用；[0036]溶析结晶步骤：从所述二段纳滤系统排出的纳滤浓缩液进入所述溶析结晶反应釜中，往所述溶析结晶反应釜中投入溶析剂，搅拌静置，Na2SO4析出，析出的Na2SO4通过所述离心脱水干燥系统处理后，得到元明粉产品；[0037]溶析剂回收步骤：溶析结晶母液和离心液进入所述结晶母液池，所述结晶母液池内废液依次经过所述加热升温系统和所述渗透汽化装置进行水溶液和溶析剂分离，回收溶析剂；

[0038]回流氧化步骤：回收溶析剂后残留的渗余液进入所述高级氧化系统，去除所述渗余液中残留的溶析剂后回流至所述中和池。[0039]进一步地，在所述前处理步骤中，通过投加NaOH调节白炭黑生产母液的pH至中性。[0040]进一步地，在所述反渗透步骤中，所述反渗透系统的浓缩液回流至所述TMF产水池。

[0041]进一步地，在所述污泥干化步骤中，从所述污泥干化设备排出的污泥含水率为30-40％。

[0042]进一步地，在所述溶析结晶步骤中，所述溶析结晶反应釜内设置有机械搅拌装置，设置所述机械搅拌装置的转速为1000-1500r/min。[0043]进一步地，在所述溶析结晶步骤中，往所述溶析结晶反应釜中投入溶析剂后，开启机械搅拌装置，搅拌5-15min后静置50-60min；溶析剂与纳滤浓缩液的重量比为(1-1.2):1。[0044]进一步地，在所述溶析结晶步骤中，所述溶析剂为乙醇、丙醇或丁醇。[0045]进一步地，在所述溶析剂回收步骤中，所述加热升温系统的加热温度为60-70℃。[0046]进一步地，在所述溶析剂回收步骤中，设置渗透汽化膜渗透侧的真空度为5-10mmHg。

[0047]进一步地，在所述溶析剂回收步骤中，回收的溶析剂含水率在0.1％以下，渗余液中溶析剂残留量小于1％。[0048]相比现有技术，本发明的有益效果在于：

[0049]本发明所提供的白炭黑生产废水处理系统和处理工艺，具有以下优点：[0050]1)本发明通过“中和+TMF系统+两段纳滤系统+反渗透系统+溶析结晶系统+渗透汽化系统”组合工艺，可回用白炭黑生产废水中80％以上的水分，同时又能资源化利用废水中的Na2SO4，生产元明粉产品。[0051]2)相比传统处理工艺，利用本发明的组合工艺处理白炭黑生产废水可减少蒸汽耗量和电耗，进一步减少处理成本，并提高了整体工艺路线运行的稳定性。

[0052]3)通过本发明的TMF系统能提高废水中二氧化硅等悬浮物的浓缩效果，无需沉淀池，减小系统占地面积，出水水质稳定。

6

CN 110066060 A[0053]

说　明　书

4/8页

4)通过本发明的两段纳滤工艺对白炭黑废水进行浓缩，能提高终端废水Na2SO4浓

度，与反渗透浓缩对比操作压力降低，运行成本有所降低。

[00]5)通过本发明的反渗透净化系统能提高回用水水质情况，保证产水水质的稳定性。

[0055]6)通过本发明的溶析结晶处理纳滤系统，浓缩液既不需要高能耗的蒸发处理系统，又能提高所产Na2SO4的结晶纯度。

[0056]7)通过本发明的渗透汽化装置处理溶析结晶母液，能有效回收溶析剂，降低溶析结晶处理工艺的处理药剂成本，提高整体工艺经济性。

[0057]8)采用本发明提供的工艺处理白炭黑生产废水兼具经济效益和社会效益，又具有研究和推广价值。

附图说明

[0058]图1为本发明实施例所提供的白炭黑生产废水处理系统的流程图。

具体实施方式[0059]下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

[0060]实施例1

[0061]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；[0062]前处理系统包括中和池和浓缩池；[0063]TMF系统包括TMF处理池和TMF产水池；

[00]两段纳滤系统包括一段纳滤系统和二段纳滤系统；

[0065]溶析结晶系统包括溶析结晶反应釜和离心脱水干燥系统；[0066]溶析剂回收系统包括结晶母液池、加热升温系统和渗透汽化装置；[0067]中和池设置有白炭黑生产母液进口；中和池、浓缩池、TMF处理池、TMF产水池、一段纳滤系统、二段纳滤系统、溶析结晶反应釜和离心脱水干燥系统依次连接；[0068]浓缩池与污泥干化设备连接；

[0069]一段纳滤系统和二段纳滤系统均与反渗透系统连接；

[0070]溶析结晶反应釜和离心脱水干燥系统均与结晶母液池连接，结晶母液池、加热升温系统和渗透汽化装置依次连接；[0071]渗透汽化装置、高级氧化系统和中和池依次连接。[0072]作为进一步的实施方式，TMF处理池回流至浓缩池；反渗透系统回流至TMF产水池。[0073]作为进一步的实施方式，中和池内设置有机械搅拌系统和曝气装置。[0074]作为进一步的实施方式，浓缩池底部为锥形结构，浓缩池底部连接有气动隔膜泵，气动隔膜泵用于排放含高浓度悬浮物的废液至污泥浓缩槽。[0075]作为进一步的实施方式，浓缩池侧壁中部开有出水口，用于向TMF处理池供水。[0076]作为进一步的实施方式，污泥干化设备包括板框压滤设备、真空皮带机和碟式螺

7

CN 110066060 A

说　明　书

5/8页

旋压滤机，当然不限于上述设备。[0077]作为进一步的实施方式，一段纳滤系统设置有耐压4MPa以上的耐污堵的卷式纳滤膜；二段纳滤系统设置有耐压8MPa以上的卷式纳滤膜或碟管式纳滤膜，也可以选择其他合适的高压纳滤膜。

[0078]作为进一步的实施方式，溶析结晶反应釜内设置有机械搅拌装置。[0079]作为进一步的实施方式，渗透汽化装置内设置有中空纤维式组件，以提高组件内膜材料的填充面积，中空纤维式组件内填充有膜材料，膜材料优选为疏水材料。[0080]作为进一步的实施方式，高级氧化系统设置有臭氧催化氧化装置、电催化氧化装置或高温湿式催化氧化装置，高级氧化系统以无加药氧化方式为宜。[0081]实施例2

[0082]一种白炭黑生产废水处理工艺，采用的白炭黑生产废水处理系统，包括以下步骤：[0083]前处理步骤：白炭黑生产母液排入中和池，调节pH后进入浓缩池；[0084]TMF系统处理步骤：浓缩池内废水排入TMF处理池，通过管式微滤膜的过滤去除废水中大量的悬浮颗粒物，被除去的悬浮颗粒物回流至浓缩池；[0085]污泥干化步骤：随着管式微滤膜的不断产水，浓缩池中悬浮物浓度不断提高，浓缩池中悬浮物浓度达到预定浓度后通过污泥干化设备进行处理，处理后外运；[0086]纳滤步骤：TMF产水池的废水依次排入一段纳滤系统和二段纳滤系统进行高倍率浓缩处理，废水中的Na2SO4浓度经过两级纳滤膜的浓缩后达到14％以上；[0087]反渗透步骤：从二段纳滤系统排出的水经过反渗透系统进行净化处理，达到回用水标准得到回用；

[0088]溶析结晶步骤：从二段纳滤系统排出的纳滤浓缩液进入溶析结晶反应釜中，往溶析结晶反应釜中投入溶析剂，开启机械搅拌装置，使溶析剂与纳滤浓缩液充分混匀，搅拌一定时间后静置，Na2SO4析出，析出的Na2SO4通过离心脱水干燥系统处理后，得到元明粉产品，元明粉产品外售获得经济效益；[00]溶析剂回收步骤：溶析结晶母液和离心液进入结晶母液池，结晶母液池内废液依次经过加热升温系统和渗透汽化装置进行水溶液和溶析剂的有效分离，从而回收大部分的溶析剂；

[0090]回流氧化步骤：回收溶析剂后残留的渗余液进入高级氧化系统，去除渗余液中残留的溶析剂后回流至中和池，防止溶析剂在系统内富集。[0091]作为进一步的实施方式，在前处理步骤中，通过投加NaOH调节白炭黑生产母液的pH至中性。中和池用于将白炭黑生产废水和高级氧化系统出水等废水进行充分混匀、调节水质，使其在一定时期内保持水质稳定，并通过投加NaOH调节pH至中性，从而保证“零排放”处理系统的稳定运行。

[0092]作为进一步的实施方式，在TMF系统处理步骤中，TMF处理池对浓缩池中废水进行过滤处理，SiO2等悬浮物被膜管截留后随TMF浓缩液回流至浓缩池，透过液流至TMF产水池。[0093]作为进一步的实施方式，在反渗透步骤中，两段纳滤系统的产水均进入反渗透系统进行净化处理，以保证回用水水质的稳定性，反渗透系统浓缩液回流至TMF产水池。[0094]作为进一步的实施方式，在污泥干化步骤中，从污泥干化设备排出的污泥含水率为30-40％。

8

CN 110066060 A[0095]

说　明　书

6/8页

作为进一步的实施方式，在溶析结晶步骤中，溶析结晶反应釜内设置有机械搅拌

装置，设置机械搅拌装置的转速为1000-1500r/min。[0096]作为进一步的实施方式，在溶析结晶步骤中，往溶析结晶反应釜中投入溶析剂后，开启机械搅拌装置，搅拌5-15min后静置50-60min；溶析剂与纳滤浓缩液的重量比为(1-1.2):1。

[0097]作为进一步的实施方式，在溶析结晶步骤中，溶析剂为乙醇、丙醇或丁醇，最优选的为乙醇。

[0098]作为进一步的实施方式，在溶析剂回收步骤中，溶析结晶母液和离心液进入结晶母液池，通过加热升温系统进行加热，设置加热升温系统的加热温度为60-70℃，加热后进入渗透汽化装置。

[0099]作为进一步的实施方式，在溶析剂回收步骤中，设置渗透汽化膜渗透侧的真空度为5-10mmHg。

[0100]作为进一步的实施方式，在溶析剂回收步骤中，回收的溶析剂含水率在0.1％以下，渗余液中溶析剂残留量小于1％。[0101]效果评价及性能检测[0102]1、白炭黑生产母液进行中和处理后，分别采用本发明的TMF(管式微滤膜)工艺过滤净化和传统絮凝沉淀处理，实验结果如下表1所示。

[0103]表1本发明TMF工艺和传统絮凝沉淀处理工艺试验结果记录表

[0104]

[0105]

2、本发明实施例将“两段纳滤膜系统+反渗透系统”结合，既能得到电导率<30us/

cm的纯水，又能得到Na2SO4浓度≥15％的浓盐水，相关实验操作运行参数及检测结果如下表2所示。

[0106]表2进行纳滤和反渗透联合试验的结果记录表

[0107]

[0108][0109]

3、溶析结晶的实验

将50L浓度为15％(w/w)的Na2SO4纳滤浓缩液分成20份，每份2.5L，分别倒入10L的

9

CN 110066060 A

说　明　书

7/8页

PE桶中，按照不同的溶析剂与纳滤浓缩液(溶析液水比)的重量比(0∶1，0.5∶1，1∶1，1.2∶1，1.5∶1)分别加入溶析液(乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇)，析沉分离，计算Na2SO4的回收率(％)，结果如下表3所示。[0110]表3 Na2SO4的回收率结果记录表

[0111]

从表3中可得，当溶析剂与纳滤浓缩液的重量比为(1-1.5):1时，Na2SO4均能取得较高的回收率，但是溶析剂与纳滤浓缩液的重量比由1.2:1提高到1.5:1时，回收率的增长幅度不大，因此，溶析剂与纳滤浓缩液的最佳重量比为(1-1.2):1。并且，在溶析剂与纳滤浓缩液的重量比相同的情况下，以乙醇为溶析剂时，Na2SO4的回收率最高，因此，乙醇为最优选的溶析剂。[0113]4、渗透汽化的实验

[0114]将溶析结晶后的结晶母液分为16份，分别进行渗透汽化实验，以测试乙醇溶析剂的回收率(％)。实施方案为分别将16份水样分成4组，各组分别加热至50℃、60℃、70℃、80℃，组内各水样在试验过程中分别将渗透侧真空度抽至3mmHg、6mmHg、9mmHg、12mmHg，得到的乙醇回收率(％)，如下表4所示。

[0115]表4溶析剂(乙醇)的回收率结果记录表

[0116]

[0112]

从表4可得，当温度相同时，乙醇的回收率随着真空度的提高而提升；当真空度相

同时，乙醇的回收率随着温度的升高而提升。但是，温度升高、真空度提高会导致能耗增加，从回收率来看，在70℃和9mmHg之后，回收率提升趋缓，所以从经济性考虑，加热升温系统的加热温度设置为60-70℃，渗透汽化膜渗透侧的真空度为设置为5-10mmHg之间更经济合理。[0118]上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，

10

[0117]

CN 110066060 A

说　明　书

8/8页

本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

11

CN 110066060 A

说　明　书　附　图

1/1页

图1

12