[发明专利]湿空气氧化的废碱的硫酸盐脱除

说明书

提供了改进从流体料流(14)，如湿空气氧化（WAO）处理过的废碱中脱除硫酸盐的系统和方法。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月14日提交的美国临时申请号62/545,197的优先权和提交日权益，其全文经此引用并入本文。

领域

本公开大体上涉及处理系统和方法，更特别涉及用于从流体料流，如湿空气氧化（WAO）处理过的废碱（spent causitic）中脱除硫酸盐的系统和方法。

背景

湿空气氧化（WAO）是用于处理工艺料流的公知技术并广泛用于例如破坏废水中的污染物。该方法涉及在相对于大气条件而言升高的温度和压力下通过氧化剂，通常来自含氧气体的分子氧而水相氧化不合意的成分。此外，该方法可将有机污染物转化成二氧化碳、水和可生物降解的短链有机酸，如乙酸。也可氧化无机成分，包括硫化物、硫醇盐和氰化物。WAO可用于多种多样的用途以处理工艺料流以供随后排放、在工艺中再循环或作为常规生物处理厂的预处理步骤。

在一种特定用途中，废碱的湿空气氧化产生具有高硫酸盐含量的废物料流。这归因于硫物类，如硫代硫酸根（S₂O₃^2-）、亚硫酸根（SO₃^2-）和硫离子（S^2-）在WAO处理法的过程中转化成硫酸根（SO₄^2-）。硫酸盐含量通常为3至15重量%。这样的硫酸盐含量通常太高以致无法排放到生物处理、排放到水体或用于有益的再利用。根据水的最终用途，硫酸盐含量可能需要降低到< 500 mg/L。因此，此类料流的WAO要求进一步处理以将WAO处理过的流出物中的硫酸盐减少到低于可接受的含量。

用于减少硫酸盐的当前解决方案包括结晶器、蒸发池或用相对干净的流体料流稀释。但是，这些处理选项昂贵、能量密集或不切实际。对于需要< 500 mg/L硫酸盐的最终用途，稀释不是可行的选项，因为稀释需要提供非常大量的（干净）稀释流体源才能满足所需界限。此外，结晶器昂贵，并且蒸发池由于环境问题正变得越来越不常见。因此，需要将流体料流中的硫酸盐含量减少到低于可接受的含量的改进的解决方案。

附图简述

在下列说明书中参考附图解释本发明，所述附图显示了：

图1是根据本发明的一个方面从湿空气氧化（WAO）处理过的废碱中脱除硫酸盐的系统的示意图。

详述

本发明人已经开发了用于高效和价廉地从含硫酸盐的料流中脱除硫酸盐的系统和方法。在一个实施方案中，含硫酸盐的料流包含已被施以湿空气氧化（WAO）法以在流体料流中产生一定量的硫酸盐的废碱。在一个方面中，本文所述的系统和方法明显比常用的结晶器和蒸发池不昂贵。此外，本文所述的解决方案消除对用于将硫酸盐浓度降低到低于可接受的含量的大量干净稀释水的需求。此外，本文中提供的解决方案不需要大量材料并且不增加任何显著的废物体积。

根据本公开的一个方面，提供了处理方法，其包括：

a) 对包含硫化物型化合物的流体料流施以湿空气氧化以生成其中包含一定量的硫酸盐的第一处理过的料流；

b) 在保持大约12或更小的pH的同时使第一处理过的料流与一定量的钙化合物接触以在第一处理过的料流中使一定量的硫酸钙沉淀；

c) 从第一处理过的料流中脱除至少一部分沉淀的硫酸钙以生成第二处理过的料流；

d) 使第二处理过的料流与使硫酸钙铝化合物有效沉淀的一定量的铝化合物接触；和

e) 从第二处理过的料流中脱除至少一部分沉淀的硫酸钙铝化合物以生成具有小于预定值的硫酸盐浓度的第三处理过的料流。