CN102432119B - 污水污酸处理装置及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了污水污酸处理装置及其处理工艺，属于污水污酸处理技术。本发明采用化学处理分级分段并与组合过滤有效结合，可使污酸中的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等分级充分析出，化学处理指标易于控制，从而提高了化学处理效果；同时也降低了总化学处理剂用量，特别是减少了价格相对较高的硫化钠用量，并省却了絮凝剂，从而降价低了运行成本；充分利用了胀鼓膜过滤与板框压滤特性，可有效控制上清液和固渣排放指标，外排水为胀鼓膜过滤上清液，可达标排放，外排固渣为板框压滤滤渣，含水量较低，便于环保处置。

Description

污水污酸处理装置及其处理工艺

技术领域

本发明涉及污水污酸处理技术，特别是一种适合应用于有色冶炼、硫酸工业等重污染企业生产产生的污水污酸的处理方法。

背景技术

在我国，有色冶炼、硫酸工业等有重污染的行业，其生产过程中，会不断产生大量的污水、污酸。其中特别是有色冶炼制酸净化外排污酸，通常含有较高浓度的有害成分，如酸、砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等，对人体和生物危害极大，必须进行环保处理。污水、污酸处理目前最常用的是化学沉淀法，一般采用氢氧化物、硫化物等碱性物料，以及铁盐、明矾（硫酸铝）等混凝剂，经一级或多级中和、曝气、沉降、过滤，通过固液分离，去除沉淀物，使污水、污酸得到净化，达标排放。对这种有重污染的污水、污酸进行环保处理，难度较大，目前处理方法多种多样，但尚存诸多的缺陷，如运行费用较高、占地面积较大、工作环境恶劣、大多属间歇性生产，且分离后的上清液水质差，不能有效控制，难以达标排放或快速返回作为工业水加以循环使用，造成环境污染和浪费水资源。许多企业因此停车、减产，或被环保部门罚款，或赔偿周遭损失，环保压力大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种处理水符合达标排放标准，并有效降低运行费用、设备紧凑连续运行的，可应用在重污染行业尤其是有色冶炼净化的外排污水污酸处理的污水污酸处理装置。

本发明的另一个目的是提供一种应用上述污水污酸处理装置对污水污酸进行处理的污水污酸处理工艺。

为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是包括有预处理污酸槽、石灰乳液槽、中和槽、曝气槽、各输送泵、板框压滤机、中间槽、反冲胀鼓过滤装置、以及用于管路连接控制的控制阀，其中中间槽包括有中和槽和中间槽，所述的反冲胀鼓过滤装置包括有胀鼓列管式过滤器， 所述预处理污酸槽和石灰乳液槽分别与中和槽的进液口连通，所述中和槽、曝气槽、板框压滤机、中间槽、以及胀鼓列管式过滤器依次连通，且该胀鼓列管式过滤器的底部与曝气槽相接通。

进一步设置是所述的曝气槽为多级曝气槽，该多级曝气槽包括一段曝气槽、二段曝气槽和末段曝气槽，所述的反冲胀鼓过滤器的底部与末段曝气槽相接通。

进一步设置是所述的反冲胀鼓过滤装置还包括有快开启动管夹阀、以及用于控制快开启动管夹阀启闭的PLC控制器，所述的快开启动管夹阀有两个，并分别设置于胀鼓列管式过滤器与曝气槽之间、以及中间槽与胀鼓列管式过滤器之间。本设置，通过PLC控制器进行控制，实现各工位自动按序切换，达到高效、节能、连续工作。

进一步设置是中间槽与胀鼓列管式过滤器之间设置有输运泵。

进一步设置是曝气槽和板框压滤机之间设置有输运泵。当然，本设置，在曝气槽包括一段曝气槽、二段曝气槽和末段曝气槽时，该输运泵设置在末段曝气槽和板框压滤机之间。

进一步设置是所述的预处理污酸槽、石灰乳液槽、中和槽I、中和槽II以及曝气槽上均设置有搅拌装置。

本发明的另一个发明目的，是通过以下技术方案实现的，包括以下工序：

   （1）将污水污酸打入预处理污酸槽中、将石灰乳液打入石灰乳液槽；

  （2）将预处理污酸和石灰乳液加入中和槽I，进行搅拌与曝气，促使污水污酸与石灰乳液反应；

  （3）将中和槽I中的处理液进入曝气槽，中和曝气；步骤（2）和（3）为一级化学处理，通过一级化学处理，污酸污水中各亚酸盐转变为酸盐，使大部分的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等形成固态砷酸钙、氟化钙、钙盐与汞盐絮凝物、重金属氧化物等，以固态析出。

（4）将曝气槽中的处理液，打入板框压滤机，进行一级板框压滤； 本步骤利用板框压滤特性，板框压滤机外排滤渣呈固态，其含水量较低，便于环保处置；外排滤液进入中间槽进一步化学处理。

（5）将板框压滤机压滤后的外排滤液进入中间槽中，并往中间槽的处理液中再加硫化钠进行二级化学处理；本步骤加硫化钠进行二级化学处理，再次使经过污酸污水中经一次化学处理后含量已大大降低的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等形成固态硫化砷、氟化钙、硫化汞，以及重金属氧化物沉淀等析出。

（6）将中间槽中已添加硫化钠的处理液打入到反冲胀鼓过滤装置中进行二级胀鼓膜过滤强制过滤，其中其过滤后的上清液为达标排放水，而其底流重新流到曝气槽中，再次进入上述步骤（4）、（5）、（6）的循环。本步骤充分利用反冲胀鼓过滤装置的膜过滤特性，其过滤上清液可得到有效控制，使之达标排放，而底流重新进入循环。

进一步设置是所述的所述的曝气槽为多级曝气槽，该多级曝气槽包括一段曝气槽、二段曝气槽和末段曝气槽，所述的反冲胀鼓过滤器的底部与末段曝气槽相接通，所述的步骤（6）中反冲胀鼓过滤装置的底流入到末段曝气槽中进行循环。

进一步设置是所述的反冲胀鼓过滤装置还包括有快开启动管夹阀、以及用于控制快开启动管夹阀启闭的PLC控制器，所述的快开启动管夹阀有两个，并分别设置于胀鼓列管式过滤器与曝气槽之间、以及中间槽与胀鼓列管式过滤器之间。

本发明的优点是将化学处理分级分段、胀鼓膜过滤与板框压滤组合过滤、化学处理与组合过滤有效结合的技术方案。一级化学处理先采用价格低廉、通用性佳的石灰乳液进行中和并经多个贮槽自流多段曝气，在中和废酸提高PH值的同时，使各亚酸盐转变为酸盐，可使大部分的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等形成固态砷酸钙、氟化钙、钙盐与汞盐絮凝物，以及重金属氧化物沉淀等，然后经一级板框压滤，去除大部沉淀物后的过滤水，再加硫化钠进行二级化学处理，可有效提高硫化钠的利用率，进一步提高化学处理效果，再次使过滤水中的，含量已大大降低的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等形成固态硫化砷、氟化钙、硫化汞，以及重金属氧化物沉淀等，然后经二级胀鼓膜过滤强制过滤，充分利用膜过滤特性，其过滤上清液可得到有效控制，使之达标排放，或快速返回作为工业水加以循环使用。底流经末段曝气槽再次进入一级板框压滤机重新压滤。利用板框压滤特性，一级板框压滤机外排滤渣呈固态，其含水量较低，便于环保处置。而板框压滤过滤水再进入二级化学处理工序，因此本发明专利污酸污水处理方法的外排水只有达标排放的经二级胀鼓强制过滤的上清液。

由于本发明提供了上述一系列工艺技术方案，化学处理分级分段并与组合过滤有效结合，与其它方法相比较，其优点在于：可使污酸中的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等分级充分析出，化学处理指标易于控制，从而提高了化学处理效果；同时也降低了总化学处理剂用量，特别是减少了价格相对较高的硫化钠用量，并省却了絮凝剂，从而降价低了运行成本；充分利用了胀鼓膜过滤与板框压滤特性，可有效控制上清液和固渣排放指标，外排水为胀鼓膜过滤上清液，可达标排放，外排固渣为板框压滤滤渣，含水量较低，便于环保处置；整个处理工艺由槽、管、阀、泵，以及通过平立面布置、切换、溢流、回流与仪表控制等进行有效串联，占地面积小，可连续运行，工作环境可明显改善。从而，为有色冶炼、硫酸工业等重污染企业生产产生的污水、污酸的处理方法提供了一种有效的方法。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1 本发明污水污酸处理装置流程图。

其中，预处理污酸槽（1）、石灰乳液槽（2）、中和槽I（3）、曝气槽（4）、输送泵（5）、板框压滤机（6）、中间槽（7）、反冲胀鼓过滤装置（8）、管道流槽阀门（9）。其中，一段曝气槽（4a）、二段曝气槽（4b）和末段曝气槽（4c）；反冲胀鼓过滤装置（8）由胀鼓列管式过滤器（8a）、特制快开气动管夹阀（8b）、PLC控制系统（8c）、测量仪表（8d）和管道阀门等（8e）组成。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

将有色冶炼、硫酸工业等行业生产过程中产生的，通常含有较高浓度的酸、砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子的污水、污酸，打入本系统高位预处理污酸槽（1）；也将制浆系统配制的石灰乳液，打入本系统高位石灰乳液槽（2）。按液位、流量和PH值控制，将预处理污酸和石灰乳液加入中和槽（3），进行搅拌与曝气，促使中和反应提高PH值，并通过管道流槽阀门等（9），使处理液依次进入带有搅拌的多级曝气槽（4），中和曝气使各亚酸盐转变为酸盐，使大部分的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等形成固态砷酸钙、氟化钙、钙盐与汞盐絮凝物、重金属氧化物等，以固态析出，一并进入末段曝气槽（4 c）。此为一级化学处理，先采用价格低廉、通用性佳的石灰乳液进行中和并经多个贮槽自流多段曝气，在中和废酸提高PH值的同时，使大部分的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等以固态析出。

将末段曝气槽（4 c）中的处理液，用输送泵（5a）打入板框压滤机（6），进行一级板框压滤。利用板框压滤特性，一级板框压滤机外排滤渣呈固态，其含水量较低，便于环保处置；外排滤液进入中间槽（7）进一步化学处理。

向中间槽（7）中的，已经一级石灰乳液化学处理、一级板框压滤固液分离的，已去除大部沉淀物后的过滤水，再加硫化钠进行二级化学处理，再次使含量已大大降低的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等形成固态硫化砷、氟化钙、硫化汞，以及重金属氧化物沉淀等析出。

将中间槽（7）中已加硫化钠的处理液，用输送泵（5b）打入反冲胀鼓过滤装置（8），进行二级胀鼓膜过滤强制过滤。充分利用膜过滤特性，其过滤上清液可得到有效控制，使之达标排放，或快速返回作为工业水加以循环使用；底流经末段曝气槽（4c）再次进入一级板框压滤机重新压滤。本发明专利污酸污水处理方法的外排水只有达标排放的经二级胀鼓强制过滤的上清液。

以上流程通过管道流槽阀门等（9），以及特制快开气动管夹阀（8b）、PLC控制系统（8c）、测量仪表（8d）等，实现自动按序切换，达到高效、节能、连续工作。本实施例PLC控制系统通压缩空气来开、闭控制特制快开气动管夹阀（8b）。

本发明通过上述化学处理分级分段并与组合过滤有效结合，可使污酸中的砷、氟、汞及铅、锌、镉等重金属离子等分级充分析出，化学处理指标易于控制，从而提高了化学处理效果；同时也降低了总化学处理剂用量，特别是减少了价格相对较高的硫化钠用量，并省却了絮凝剂，从而降价低了运行成本；充分利用了胀鼓膜过滤与板框压滤特性，可有效控制上清液和固渣排放指标，外排水为胀鼓膜过滤上清液，可达标排放，外排固渣为板框压滤滤渣，含水量较低，便于环保处置；整个处理工艺由槽、管、阀、泵，以及通过平立面布置、切换、溢流、回流与仪表控制等进行有效串联，占地面积小，可连续运行，工作环境可明显改善。

Claims (7)

1.一种污水污酸处理装置，其特征在于：包括有预处理污酸槽、石灰乳液槽、中和槽、曝气槽、各输送泵、板框压滤机、中间槽、反冲胀鼓过滤装置、以及用于管路连接控制的控制阀，所述的反冲胀鼓过滤装置包括有胀鼓列管式过滤器， 所述预处理污酸槽和石灰乳液槽分别与中和槽的进液口连通，所述中和槽、曝气槽、板框压滤机、中间槽、以及胀鼓列管式过滤器依次连通，且该胀鼓列管式过滤器的底部与曝气槽相接通，所述的曝气槽为多级曝气槽，该多级曝气槽包括一段曝气槽、二段曝气槽和末段曝气槽，所述的反冲胀鼓过滤装置的底部与末段曝气槽相接通。

2.根据权利要求1所述的一种污水污酸处理装置，其特征在于：所述的反冲胀鼓过滤装置还包括有快开启动管夹阀、以及用于控制快开启动管夹阀启闭的PLC控制器，所述的快开启动管夹阀有两个，并分别设置于胀鼓列管式过滤器与曝气槽之间、以及中间槽与胀鼓列管式过滤器之间。

3.根据权利要求1所述的一种污水污酸处理装置，其特征在于：中间槽与胀鼓列管式过滤器之间设置有输运泵。

4.根据权利要求1所述的一种污水污酸处理装置，其特征在于：曝气槽和板框压滤机之间设置有输运泵。

5.一种采用如权利要求1所述的污水污酸处理装置的污水污酸处理工艺，其特征在于包括以下工序：

   （1）将污水污酸打入预处理污酸槽中、将石灰乳液打入石灰乳液槽；

  （2）将预处理污酸和石灰乳液加入中和槽，进行搅拌与曝气，促使污水污酸与石灰乳液反应；

  （3）将中和槽中的处理液进入曝气槽，中和曝气；

  （4）将曝气槽中的处理液，打入板框压滤机，进行一级板框压滤； 

  （5）将板框压滤机压滤后的外排滤液进入中间槽中，并往中间槽的处理液中再加硫化钠进行二级化学处理；

  （6）将中间槽中已添加硫化钠的处理液打入到反冲胀鼓过滤装置中进行二级胀鼓膜过滤强制过滤，其中其过滤后的上清液为达标排放水，而其底流重新流到曝气槽中；

    再次进入上述步骤（4）、（5）、（6）的循环。

6.根据权利要求5所述的一种污水污酸处理工艺，其特征在于：所述的步骤（6）中反冲胀鼓过滤装置的底流流入到末段曝气槽中进行循环。

7.根据权利要求5或6所述的一种污水污酸处理工艺，其特征在于：所述的反冲胀鼓过滤装置还包括有快开启动管夹阀、以及用于控制快开启动管夹阀启闭的PLC控制器，所述的快开启动管夹阀有两个，并分别设置于胀鼓列管式过滤器与曝气槽之间、以及中间槽与胀鼓列管式过滤器之间。

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