本发明涉及废水处理，尤其涉及一种硫酸钠高盐废水处理装置。
背景技术：
1、硫酸钠作为工业原料，广泛用于造纸、玻璃、印染、合成纤维、制革等行业，是化工行业中生产硫化钠、硫酸钾、硅酸钠、沉淀硫酸钡等试剂的常用原料，也是有机合成中一种常用的后处理干燥剂。作为副产品，硫酸钠高盐废水是化工生产、湿法冶金、电池生产等领域最为常见的高盐废水之一，例如在镍矿与镁矿的浸出与沉淀过程中，会产生大量硫酸钠高盐废水；在冶金工厂中，酸液浸出金属后中和，也会伴随硫酸钠高盐废水的生成；在电池回收领域中，如废旧铅蓄电池处理过程或锂离子电池的湿法回收工艺，均会产生大量的硫酸钠高盐废水。基于上述行业和领域中产生的硫酸钠高盐废水量大，若不进行资源化处理，会对环境造成破坏，同时造成资源浪费。
2、硫酸钠高盐废水的常用处理方法有蒸发结晶法、树脂吸附法、膜分离法和多效蒸发法等，但上述方法均存在其自身的缺陷，有些方法能源消耗较大，设备成本投资高，有些方法硫酸钠回收率低，存在二次污染的风险。在硫酸钠高盐废水处理过程中，将其实现资源化利用也是目前更好的处理方式之一。例如使用石灰石处理硫酸钠废水，可转化为硫酸钙沉淀，但反应过程中生成的硫酸钙包裹于石灰颗粒表面，会阻止石灰进一步与硫酸钠接触，增大了沉淀物后续处理的难度，造成生石灰原料利用率低。
3、cn 112777707a公开了一种含硫酸钠的废水的处理方法，该方法包括测量废水中硫酸钠的含量，计算出与所述硫酸钠反应所需的氧化钙粉末总用量；将上述总用量的氧化钙粉末分批次加入到所述含硫酸钠的废水中进行反应，每次加入所述氧化钙粉末的同时辅助超声处理；反应总体完成后去除反应所生成的硫酸钙沉淀，清液回用于生产过程。该方法主要针对硫酸钠含量容易检测的高盐废水进行处理，且高盐废水的组成较为简单，对于复杂组成的高盐废水难以采用该方法直接处理，且反应程度不易控制，不适用于大规模工业化生产。
4、cn 114180601a公开了一种废盐废渣生产纯碱、烧碱绿色低碳工艺，该工艺以碳铵或氨及二氧化碳，与废盐或废渣、循环盐母液为原料进行复分解反应得到固体碳酸氢钠和重碱母液；固体碳酸氢钠煅烧得到纯碱和二氧化碳；固体碳酸氢钠加水溶解后加入石灰得到烧碱、碳酸钙和二氧化碳；重碱母液与第一蒸馏母液或与硫酸钙、钙芒硝、氯化钙反应得到固氨母液和碳酸钙；第一固氨母液与制铵母液混合蒸发得到氯化钠、硫酸钠和制盐母液；制盐母液蒸发得到氯化铵、硫酸钠和制铵母液，碳酸钙与煤煅烧得到石灰和二氧化碳。该工艺并非主要针对硫酸钠废水进行处理，废盐或废渣组成较为复杂，反应步骤众多，所得产品的纯度并未明确。
5、cn 1042524a公开了一种碱金属碳酸盐的制造方法，该方法将碱金属硫酸盐通过化学法转变为碱金属碳酸盐，碱金属硫酸盐与氢氧化钙和弱酸性物质反应，生成相应弱酸的碱金属盐和硫酸钙，弱酸碱金属盐与二氧化碳气体在低温下反应，生成弱酸性物质和碱金属碳酸盐溶液，回收弱酸性物质循环使用；该方法中使用的弱酸性物质可选择双酚a、苯酚及苯酚衍生物，但上述物质均不稳定，易被空气氧化为醌类有机物，且酸性较弱，难以实现短时间内硫酸钠的高效率转化；同时，苯酚易挥发，有毒且腐蚀性强，双酚a环境中难以降解，两者的使用会对环境造成极大污染，不符合绿色环保的要求。
6、综上所述，对于硫酸钠高盐废水的资源化利用，还需要根据其特性，选择合适的反应试剂，使之能够高效转化为各类高附加值的产品，同时保证工艺绿色高效、成本较低，可实现大规模应用，但反应试剂的调整往往对应着不同的工艺流程。因此，如何提供一种与反应试剂适配的硫酸钠高盐废水处理装置是本领域亟待解决的难题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种硫酸钠高盐废水处理装置，包括顺次连通的供料系统、反应器、第一洗涤过滤设备、钠盐溶液储罐、碳化塔、第二洗涤过滤设备、碳酸氢钠溶液储罐和蒸馏水分离器。
2、优选的，所述供料系统包括硫酸钠高盐废水进料系统、钙源进料系统和弱酸性物质进料系统；
3、钙源进料系统和弱酸性物质进料系统通过钙盐溶液配置釜与反应器连接。
4、优选的，还包括与第一洗涤过滤设备相连接的硫酸钙干燥炉。
5、优选的，还包括与蒸馏水分离器连接的加热器和离心机。
6、优选的，硫酸钠高盐废水进料系统向反应器提供硫酸钠高盐废水，钙源进料系统向钙盐溶液配置釜提供钙源，弱酸性物质进料系统向钙盐溶液配置釜提供弱酸性物质；
7、钙源与弱酸性物质在钙盐溶液配置釜中混合后通入反应器，与硫酸钠高盐废水进行反应；
8、反应后的混合液经过第一洗涤过滤设备得到硫酸钙沉淀和钠盐溶液；
9、钠盐溶液通过钠盐溶液储罐通入碳化塔与二氧化碳进行反应，反应后的混合液经过第二洗涤过滤设备得到碳酸氢钠溶液和弱酸性物质，弱酸性物质返回弱酸性物质进料系统，碳酸氢钠溶液通过蒸馏水分离器和离心机实现碳酸氢钠与蒸馏水分离，蒸馏水回用或收集，完成硫酸钠高盐废水处理。
10、优选的，所述硫酸钠高盐废水中硫酸钠的质量浓度为5~20wt%；所述钙源包括生石灰和/或熟石灰；所述弱酸性物质包括双酚s、双酚af、四溴双酚a、四氯双酚a、四溴双酚s、四氯双酚s、2,2'-二羟基苯酮、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮、2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,6-二羟基蒽醌、酚酞和六苯酚中一种或几种。
11、优选的，碳酸氢钠溶液储罐和蒸馏水分离器之间还包括顺次连通的苛化反应釜、第三洗涤过滤设备、氢氧化钠溶液储罐。
12、优选的，还包括硫酸钠高盐废水进料系统向反应器提供硫酸钠高盐废水，钙源进料系统向钙盐溶液配置釜提供钙源，弱酸性物质进料系统向钙盐溶液配置釜提供弱酸性物质；
13、钙源与弱酸性物质在钙盐溶液配置釜中混合后通入反应器，与硫酸钠高盐废水进行反应；
14、反应后的混合液经过第一洗涤过滤设备得到硫酸钙沉淀和钠盐溶液；
15、钠盐溶液通过钠盐溶液储罐通入碳化塔与二氧化碳进行反应，反应后的混合液经过第二洗涤过滤设备得到碳酸氢钠溶液和弱酸性物质，弱酸性物质返回弱酸性物质进料系统；
16、碳酸氢钠溶液通过碳酸氢钠溶液储罐通入苛化反应釜进行苛化反应，反应后的混合液经过第三洗涤过滤设备得到氢氧化钠溶液和湿碳酸钙；
17、氢氧化钠溶液通过蒸馏水分离器和离心机实现氢氧化钠与蒸馏水分离，蒸馏水回用或收集，完成硫酸钠高盐废水处理。
18、优选的，所述硫酸钠高盐废水中硫酸钠的质量浓度为5~20wt%；所述钙源包括生石灰和/或熟石灰；所述弱酸性物质包括双酚s、双酚af、四溴双酚a、四氯双酚a、四溴双酚s、四氯双酚s、2,2'-二羟基苯酮、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮、2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,6-二羟基蒽醌、酚酞和六苯酚中一种或几种。
19、本发明中采用钙盐溶液对硫酸根进行沉淀，生成硫酸钙沉淀，本发明公开的体系中包含弱酸性物质与石灰的预混合，利用弱酸性物质与石灰反应，使石灰发生快速的溶解，钙离子的快速释放，进而有效提升与硫酸根反应的速率，避免由于石灰的低溶解度出现产生的硫酸钙沉淀对其进行包覆的现象，导致钙离子释放困难，降低石灰的利用效率。而根据弱酸性物质的特性，尤其是选择酸性弱于碳酸的物质，可利用二氧化碳，将沉淀硫酸钙后的钠盐溶液转化为碳酸氢钠溶液，同时实现弱酸性物质的再生，使其能够循环使用，有助于降低处理成本；通过上述方法可生产硫酸钙、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钙等高附加值产品，实现高盐废水的资源化利用，产品纯度高，同时实现二氧化碳的捕集与转化；所述方法工艺流程简单，反应条件温和，绿色环保，可实现大批量生产。
20、在本发明中，主要反应如下：
21、钙源与水反应生成微溶的氢氧化钙，氢氧化钙与弱酸性物质h2a发生中和反应，生成可溶性钙盐caa，将微溶物氢氧化钙中的钙离子释放至溶液中，弱酸性物质h2a酸性越强，钙离子释放速度越快，反应进程越快，反应方程式如下：
22、ca(oh)2 + h2a→ caa + 2h2o
23、可溶性钙盐caa溶液与硫酸钠废盐溶液混合，生成低溶解度的二水合硫酸钙沉淀和可溶性钠盐na2a溶液，反应方程式如下：
24、na2so4 + caa + 2h2o→caso4•2h2o↓ + na2a
25、向可溶性钠盐na2a溶液中通入过量二氧化碳气体，即可实现弱酸性物质h2a的再生，同时生成高浓度的碳酸氢钠溶液。为达到上述目的，所选用的弱酸性物质h2a的酸性需小于碳酸，且水溶性差，便于弱酸性物质h2a再生后高效回收且重复使用，反应方程式如下：
26、na2a + 2co2 + 2h2o→h2a + 2nahco3。
27、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
28、1、应用本发明公开的装置能够根据高盐废水中硫酸钠的组成及特性，采用弱碱性钙盐溶液将其转化为硫酸钙沉淀，再利用弱酸性物质的酸性、溶解性等性质，利用二氧化碳实现弱酸性物质的再生与循环使用，弱酸性物质的回收率可达到85%以上；
29、2、本发明公开的装置能够生产硫酸钙、碳酸氢钠等高附加值产品，也可进一步制备氢氧化钠和碳酸钙，产品纯度及收率较高，实现高盐废水的资源化利用；
30、3、本发明所述装置涉及的工艺流程简单，反应条件温和，无二次污染。
1.一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，包括顺次连通的供料系统（1）、反应器（4）、第一洗涤过滤设备（6）、钠盐溶液储罐（8）、碳化塔（10）、第二洗涤过滤设备（11）、碳酸氢钠溶液储罐（12）和蒸馏水分离器（15）；
2.根据权利要求1所述的一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，还包括与第一洗涤过滤设备（6）相连接的硫酸钙干燥炉（7）。
3.根据权利要求2所述的一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，还包括与蒸馏水分离器（15）连接的加热器（14）和离心机（16）。
4.根据权利要求3所述的一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，硫酸钠高盐废水进料系统（1.1）向反应器（4）提供硫酸钠高盐废水，钙源进料系统（1.2）向钙盐溶液配置釜（2）提供钙源，弱酸性物质进料系统（1.3）向钙盐溶液配置釜（2）提供弱酸性物质；
5.根据权利要求4所述的一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，所述硫酸钠高盐废水中硫酸钠的质量浓度为5~20wt%；所述钙源包括生石灰和/或熟石灰；所述弱酸性物质包括双酚s、双酚af、四溴双酚a、四氯双酚a、四溴双酚s、四氯双酚s、2,2'-二羟基苯酮、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮、2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,6-二羟基蒽醌、酚酞和六苯酚中一种或几种。
6.根据权利要求3所述的一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，碳酸氢钠溶液储罐（12）和蒸馏水分离器（15）之间还包括顺次连通的苛化反应釜（17）、第三洗涤过滤设备（18）、氢氧化钠溶液储罐（19）。
7.根据权利要求6所述的一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，还包括硫酸钠高盐废水进料系统（1.1）向反应器（4）提供硫酸钠高盐废水，钙源进料系统（1.2）向钙盐溶液配置釜（2）提供钙源，弱酸性物质进料系统（1.3）向钙盐溶液配置釜（2）提供弱酸性物质；
8.根据权利要求7所述的一种硫酸钠高盐废水处理装置，其特征在于，所述硫酸钠高盐废水中硫酸钠的质量浓度为5~20wt%；所述钙源包括生石灰和/或熟石灰；所述弱酸性物质包括双酚s、双酚af、四溴双酚a、四氯双酚a、四溴双酚s、四氯双酚s、2,2'-二羟基苯酮、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮、2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,6-二羟基蒽醌、酚酞和六苯酚中一种或几种。
