一種重金屬廢水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種重金屬廢水處理系統(tǒng)，包括：依次相連的第一pH調(diào)節(jié)池、堿性反應(yīng)池、一次沉淀池、酸性密閉反應(yīng)池、二次沉淀池、中和反應(yīng)池、三次沉淀池、第二pH調(diào)節(jié)池、超濾膜過濾裝置和中和池。本實(shí)用新型中的重金屬廢水處理系統(tǒng)以鉬精礦通過氣化爐制備納米級三氧化鉬所產(chǎn)生的尾氣洗滌廢水為處理廢水，通過多次反應(yīng)和多步沉降，并且經(jīng)過超濾膜過濾裝置過濾，使廢水中多種重金屬(包括鉬、砷、鉻、鎳、鉻、銅等眾多有色金屬)尤其是稀有金屬鉬和砷的含量達(dá)標(biāo)，處理后的廢渣可以有效利用，全部回用生產(chǎn)，能節(jié)省水源，實(shí)現(xiàn)零排放。
【專利說明】
一種重金屬廢水處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種重金屬廢水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國水資源的日益貧乏和各種重金屬資料的日益枯竭，特別是稀有金屬如鉬等的日益匱乏，廢棄資源回收利用和水資源循環(huán)利用迫在眉睫。
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與快速發(fā)展，鉬及其化合物的應(yīng)用范圍日益廣泛，消耗量越來越大，有限的鉬資源日趨減少。因此，對廢鉬的回收利用具有重要意義，而鉬冶煉廠生產(chǎn)廢水中含有重金屬鉬、砷以及其它一些重金屬離子，廢水中重金屬、鉬砷污染成為關(guān)系到人類健康和生命的重大環(huán)境問題。這樣的廢水如不及時(shí)處理或處理不當(dāng)直接排放，危害很大，嚴(yán)重危害著國人的身體健康。如果處理得當(dāng)，處理后的廢水全部回用，不僅可以從廢水中回收有價(jià)金屬，循環(huán)利用廢棄物，還可以節(jié)約水資源，造福人類。
[0004]特別地，廢水中的砷化合物對生物有劇毒性，能在人體中累積，引起中毒。砷是我國實(shí)施廢水排放總量控制的重要指標(biāo)之一，治理含砷廢水越來越引起人們的重視。其存在形態(tài)主要有As3+和As5+兩種，其中As3+比As5+的毒性更大。國內(nèi)外處理含砷廢水的方法很多，主要有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法和膜分離法等。吸附法可以實(shí)現(xiàn)廢水的深度處理，但由于成本高、系統(tǒng)龐大、操作麻煩等特點(diǎn)，尚未推廣應(yīng)用。離子交換法由于樹脂吸附容量小、樹脂再生率低、樹脂解吸時(shí)間長，處理周期長，樹脂的大量使用也增加了處理成本，在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用少。膜分離法是利用膜的選擇透過性，根據(jù)多組分流體中各組分在膜中傳質(zhì)選擇性的差異，借助較高的外壓，來實(shí)現(xiàn)對其的分離、分級、提純或富集。根據(jù)膜孔徑大小可分為微濾、超濾、納濾和反滲透。用納濾膜和反滲透法處理含砷廢水，在理想操作條件可使除砷率達(dá)到90%以上，但在實(shí)際生產(chǎn)中由于容易堵塞及除砷率顯著降低，導(dǎo)致在生產(chǎn)中很少使用。
[0005]目前，鉬精礦采用氣化爐直接制備高純納米級三氧化鉬的方法未見工業(yè)報(bào)道，尚處于生產(chǎn)試驗(yàn)階段，涉及其尾氣洗滌廢水的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和充分回收利用廢水中有價(jià)金屬的處理方法也處于摸索階段。
[0006]現(xiàn)有處理含重金屬及砷廢水的缺點(diǎn)是:經(jīng)處理后廢水不能成功回用生產(chǎn)；廢水中的有價(jià)金屬不能充分回收利用，且廢水產(chǎn)生廢渣中的有價(jià)金屬回收困難，回收成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中提出的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種重金屬廢水處理系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型提供的重金屬廢水處理系統(tǒng)，包括:依次相連的第一pH調(diào)節(jié)池、堿性反應(yīng)池、一次沉淀池、酸性密閉反應(yīng)池、二次沉淀池、中和反應(yīng)池、三次沉淀池、第二pH調(diào)節(jié)池、超濾膜過濾裝置和中和池。
[0009]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0010]所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池均設(shè)置有攪拌裝置。[0011 ]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0012]所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池還設(shè)置有與所述攪拌裝置相連接的沉淀脫水裝置。
[0013]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0014]所述沉淀脫水裝置是指板框壓濾機(jī)或離心脫水機(jī)。
[0015]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0016]所述酸性密閉反應(yīng)池和所述堿性反應(yīng)池之間設(shè)置有硫化氫氣體吸收裝置。
[0017]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0018]所述硫化氫氣體吸收裝置是采用氫氧化鈉或碳酸鈉強(qiáng)堿性化學(xué)溶劑吸收法吸收的裝置。
[0019]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0020]所述酸性密閉反應(yīng)池設(shè)置有攪拌裝置。
[0021 ]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0022]所述堿性反應(yīng)池和一次沉淀池之間設(shè)置有用于連接所述堿性反應(yīng)池和所述一次沉淀池的渣漿栗;所述酸性密閉反應(yīng)池和二次沉淀池之間設(shè)置有用于連接所述酸性密閉反應(yīng)池和所述二次沉淀池的渣漿栗;所述中和反應(yīng)池和所述三次沉淀池之間設(shè)置有用于連接所述中和反應(yīng)池和所述三次沉淀池的渣漿栗。
[0023]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0024]所述堿性反應(yīng)池和所述中和反應(yīng)池處均設(shè)置有鼓風(fēng)曝氣裝置。
[0025]上述重金屬廢水處理系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn):
[0026]所述第一pH調(diào)節(jié)池和酸性密閉反應(yīng)池均安裝有pH在線檢測儀。
[0027]本實(shí)用新型中的重金屬廢水處理系統(tǒng)以鉬精礦通過氣化爐制備納米級三氧化鉬所產(chǎn)生的尾氣洗滌廢水為處理廢水，通過多次反應(yīng)和多步沉降，并且經(jīng)過超濾膜過濾裝置過濾，使廢水中多種重金屬(包括鉬、砷、鉻、鎳、鉻、銅等眾多有色金屬)尤其是稀有金屬鉬和砷的含量達(dá)標(biāo)，處理后的廢渣可以有效利用，全部回用生產(chǎn)，能節(jié)省水源，實(shí)現(xiàn)零排放。
【附圖說明】
[0028]圖1是實(shí)施例中冶煉廠廢水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例
[0029]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0030]圖1是實(shí)施例中冶煉廠廢水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。此系統(tǒng)包括:依次相連的第一pH調(diào)節(jié)池、堿性反應(yīng)池、一次沉淀池、酸性密閉反應(yīng)池、二次沉淀池、中和反應(yīng)池、三次沉淀池、第二 pH調(diào)節(jié)池、超濾膜過濾裝置和中和池。
[0031]酸性密閉反應(yīng)池設(shè)置有攪拌裝置，通過攪拌裝置的攪拌可以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。酸性密閉反應(yīng)池和堿性反應(yīng)池之間設(shè)置有硫化氫(H2S)氣體吸收裝置，酸性密閉反應(yīng)池中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，經(jīng)過硫化氫吸收裝置吸收后，吸收產(chǎn)生的硫化鈉(Na2S)用于堿性反應(yīng)池的反應(yīng)。此硫化氫吸收裝置是采用氫氧化鈉或碳酸鈉強(qiáng)堿性化學(xué)溶劑吸收法吸收的裝置。酸性密閉反應(yīng)池和堿性反應(yīng)池添加入的用于反應(yīng)的硫化物是指硫化鈉或者硫化鐵。
[0032]一次沉淀池、二次沉淀池和三次沉淀池均設(shè)置有攪拌裝置和沉淀脫水裝置。攪拌裝置和沉淀脫水裝置相連接。沉淀脫水裝置是指板框壓濾機(jī)或離心脫水機(jī)。沉淀脫水裝置產(chǎn)生的濾液重新自流回相應(yīng)的沉淀池。
[0033]堿性反應(yīng)池和一次沉淀池之間設(shè)置有用于連接堿性反應(yīng)池和一次沉淀池的渣漿栗;酸性密閉反應(yīng)池和二次沉淀池之間設(shè)置有用于連接酸性密閉反應(yīng)池和二次沉淀池的渣漿栗；中和反應(yīng)池和三次沉淀池之間設(shè)置有用于連接中和反應(yīng)池和三次沉淀池的渣漿栗。
[0034]堿性反應(yīng)池和中和反應(yīng)池處均設(shè)置有鼓風(fēng)曝氣裝置。
[0035]第一pH調(diào)節(jié)池安裝有pH在線檢測儀，根據(jù)pH在線檢測儀的檢測值控制需加入的堿性溶液(例如氫氧化鈉)的量，從而控制第一 pH調(diào)節(jié)池中的液體的pH值。酸性密閉反應(yīng)池安裝有pH在線檢測儀，根據(jù)pH在線檢測儀的檢測值，控制需加入的酸性溶液(例如硫酸)的量，從而控制酸性密閉反應(yīng)池的pH值。
[0036]使用本實(shí)用新型提供的重金屬廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行廢水處理的流程包括以下步驟:
[0037]步驟I，將鉬精礦經(jīng)過氣化爐升華尾氣的洗滌廢水引入第一pH調(diào)節(jié)池，采用堿性溶液(例如氫氧化鈉溶液)調(diào)節(jié)第一 pH調(diào)節(jié)池內(nèi)的液體的PH值為7?9的范圍后，將液體引入堿性反應(yīng)池，加入硫化物(例如硫化鈉或硫化亞鐵)，反應(yīng)過程中通過鼓風(fēng)曝氣裝置進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣(共持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長，優(yōu)選為20分鐘)，反應(yīng)預(yù)設(shè)時(shí)長(優(yōu)選為55分鐘)后，將反應(yīng)后的液體通過渣漿栗輸送到一次沉淀池，通過攪拌裝置進(jìn)行攪拌，通過沉淀脫水裝置進(jìn)行泥渣沉淀和脫水作業(yè)，沉降預(yù)設(shè)時(shí)長(優(yōu)選為20分鐘)后，將上清液輸送至酸性密閉反應(yīng)池;此步驟I主要用于除去廢水中的主要重金屬(包括鉬、砷、鉻、鎳、鉻、銅等眾多有色金屬)。
[0038]步驟2，在酸性密閉反應(yīng)池加入酸性溶液調(diào)節(jié)液體的PH值為2.2?2.8范圍(優(yōu)選為
2.5)后，加入硫化物(例如硫化鈉或硫化亞鐵)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中通過鼓風(fēng)曝氣裝置進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣(共持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長，優(yōu)選為20分鐘)，反應(yīng)預(yù)設(shè)時(shí)長(優(yōu)選為55分鐘)后，將反應(yīng)后的液體通過渣漿栗輸送到二次沉淀池，通過攪拌裝置進(jìn)行攪拌，通過沉淀脫水裝置進(jìn)行泥渣沉淀和脫水作業(yè)，沉降預(yù)設(shè)時(shí)長(優(yōu)選為20分鐘)后，將上清液輸送至中和反應(yīng)池;此步驟2用于重點(diǎn)除去廢水中含鉬的有害物質(zhì)。
[0039]步驟3，在中和池通過鼓風(fēng)曝氣裝置進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣(共持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)長，優(yōu)選為40分鐘)，將反應(yīng)后的液體通過渣漿栗輸送到三次沉淀池，通過攪拌裝置進(jìn)行攪拌，通過沉淀脫水裝置進(jìn)行泥渣沉淀和脫水作業(yè)，沉降預(yù)設(shè)時(shí)長(優(yōu)選為20分鐘)后，將上清液輸送至第二PH調(diào)節(jié)池;此步驟3用于重點(diǎn)除去廢水中含砷的有害物質(zhì)。
[0040]步驟4，調(diào)節(jié)第二pH調(diào)節(jié)池內(nèi)的液體的PH值為8?12范圍內(nèi)后，將液體輸入超濾膜過濾裝置，將超濾膜過濾裝置的出水輸出至中和池，根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)中和池中的水的PH值，對中和池的水進(jìn)行檢測，符合要求時(shí)輸送至生產(chǎn)系統(tǒng)，不符合要求時(shí)輸送至中和反應(yīng)池。
[0041]上述流程中還包括:在一次沉淀池、二次沉淀池和三次沉淀池中添加凝絮劑(例如聚丙烯酰胺和/或聚合硫酸鐵)并攪拌5?20分鐘(優(yōu)選為10分鐘)。
[0042]鉬精礦通過氣化爐制備納米級三氧化鉬所產(chǎn)生的尾氣洗滌廢水作為處理廢水，目前由于鉬精礦通過氣化爐制備納米級三氧化鉬工藝處于試生產(chǎn)階段，沒有工業(yè)化，因而相應(yīng)的尾氣洗滌廢水的處理方法屬于一種新的處理工藝，其系統(tǒng)也是新的處理裝置。本實(shí)用新型中的重金屬廢水處理系統(tǒng)以鉬精礦通過氣化爐制備納米級三氧化鉬所產(chǎn)生的尾氣洗滌廢水為處理廢水，通過多次反應(yīng)和多步沉降，并且經(jīng)過超濾膜過濾裝置過濾，使廢水中重金屬(包括鉬、砷、鉻、鎳、鉻、銅等眾多有色金屬)尤其是稀有金屬鉬和砷的含量達(dá)標(biāo)，處理后的廢渣可以有效利用，全部回用生產(chǎn)，能節(jié)省水源，實(shí)現(xiàn)零排放。
[0043]本實(shí)用新型中的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0044]1、采用多步沉降和超濾膜處理之后，克服了納濾膜和反滲透法處理含砷廢水容易堵塞的和微濾膜處理冶煉過程中含重金屬、鉬及砷廢水成本高的缺點(diǎn)，成功循環(huán)回用所有生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，且具有處理成本低、效率高和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
[0045]2、與常規(guī)的兩次混凝法處理含砷廢水相比，雖然多增加了一次反應(yīng)處理過程，但能有效利用處理后的有價(jià)金屬，縮短后續(xù)利用處理流程，能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益
[0046]3、系統(tǒng)中產(chǎn)生的含重金屬(例如銅)、鉬和砷的廢棄物無需后續(xù)繁瑣的分離處理就能分別再生回收利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；
[0047]4、采用自回流設(shè)計(jì)，具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
[0048]5、具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。
[0049]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。
[0050]上面描述的內(nèi)容可以單獨(dú)地或者以各種方式組合起來實(shí)施，而這些變型方式都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0051 ]在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0052]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重金屬廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括:依次相連的第一 pH調(diào)節(jié)池、堿性反應(yīng)池、一次沉淀池、酸性密閉反應(yīng)池、二次沉淀池、中和反應(yīng)池、三次沉淀池、第二 pH調(diào)節(jié)池、超濾膜過濾裝置和中和池。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池均設(shè)置有攪拌裝置。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池還設(shè)置有與所述攪拌裝置相連接的沉淀脫水裝置。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀脫水裝置是板框壓濾機(jī)或離心脫水機(jī)。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述酸性密閉反應(yīng)池和所述堿性反應(yīng)池之間設(shè)置有硫化氫氣體吸收裝置。6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述硫化氫氣體吸收裝置是采用氫氧化鈉或碳酸鈉強(qiáng)堿性化學(xué)溶劑吸收法吸收的裝置。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述酸性密閉反應(yīng)池設(shè)置有攪拌裝置。8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述堿性反應(yīng)池和一次沉淀池之間設(shè)置有用于連接所述堿性反應(yīng)池和所述一次沉淀池的渣漿栗;所述酸性密閉反應(yīng)池和二次沉淀池之間設(shè)置有用于連接所述酸性密閉反應(yīng)池和所述二次沉淀池的渣漿栗;所述中和反應(yīng)池和所述三次沉淀池之間設(shè)置有用于連接所述中和反應(yīng)池和所述三次沉淀池的渣漿栗。9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述堿性反應(yīng)池和所述中和反應(yīng)池處均設(shè)置有鼓風(fēng)曝氣裝置。10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一pH調(diào)節(jié)池和酸性密閉反應(yīng)池均安裝有pH在線檢測儀。
【文檔編號】C02F101/20GK205616685SQ201620428638
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】朱洋
【申請人】愛潤森德（天津）能源科技有限公司