CN102923879B - 双循环喷射式除重金属的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双循环喷射式除重金属的方法及设备。硫化氢从硫化氢储罐通过管道进入反应釜（3），开启循环泵（5）使反应釜（3）内的物料进行内循环；同时反应釜（3）剩余的硫化氢进入反应釜（4），开启循环泵（6）使反应釜（4）内的物料进行内循环。待反应60～90min后，通过管道将反应釜（3）反应后的液体置于储槽内，静置30～60min后，将液体进行压滤，得到的滤渣可送到冶炼厂进行重金属的回收，滤液综合利用用于其他工段，实现零排放；反应釜（4）的废液则留作为下一轮反应釜（3）的反应液。
Description
技术领域
本发明涉及一种双循环喷射式除重金属的方法及设备，属于废水处理、环境保护领域。
背景技术
冶金行业、采矿行业、电镀行业、电池加工业、机械加工、化学工业等行业在生产过程中产生了大量废水，废水中含有浓度极高的有害重金属，这些毒性极大，生物毒素最显著的重金属包括汞（Hg）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）和类金属砷（As），以及有一定毒性的锌（Zn），铜（Cu）、镍（Ni）等元素。这些重金属可引起动植物生物功能紊乱、营养失调，甚至死亡。因此必须对这些行业产生的废水进行除重金属处理，使它们的含量达到排放标准。目前除重金的方法有吸附法、电渗析法、电解法、离子交换树脂法、膜分离法、微生物处理法、沉淀法等。吸附法就是利用活性炭等比表面积大的物质吸附废水中的重金属，使其沉淀而达到除去的目的，此法成本高，一般不单独使用。电渗析法是利用电场的作用，将重金属离子向电极处吸引，从而达到分离、浓缩的目的。电渗析法处理废水的特点是不需要消耗化学品，设备简单，操作方便，但处理时间长，处理量小，不适合大规模处理。电解法就是利用重金属离子在电解池的阴极、阳极上发生氧化还原反应，使其形态发生改变而使毒性降低或消失的方法，该方法处理重金属能力强，又能直接回收重金属，缺点就是耗电大，处理时间长。离子交换树脂法处理重金属就是利用离子交换树脂中的活性基团吸附重金属离子而达到分离、固定、富集重金属的目的，但吸附重金属后的树脂需要再生，成本相对要高。膜分离法是利用具有一定大小孔径的膜材料选择性的透过一定大小分子量的物质，使它们达到分离、纯化、浓缩的目的，膜分离重金属效果好，但膜材料价格贵，膜的清洗、维护比较麻烦。微生物处理重金属的方法是利用微生物在繁殖过程中，通过自身的氧化、还原作用，把重金属转化为低毒甚至无毒的形态，并且微生物繁殖过程中分泌的多糖类化合物、蛋白质等物质可以吸附重金属而达到富集、转化重金属的目的。微生物法处理重金属的方法简单，成本低，但处理时间长，影响处理效果的因素很多，处理效果不稳定。相对于以上六种处理方法，沉淀法处理重金属是一种古老、简单、范围广的方法，它是利用重金属离子与加入的沉淀剂产生反应，生成难溶物而达到去除的目的。最常用的沉淀剂是碱金属硫化物。重金属的硫化物的溶度积都非常小，因此可以一步处理废水中多种重金属。在中性或酸性溶液中硫离子与重金属离子发生化学反应的方程式为：
硫化物沉淀法去除重金属工艺、设备简单，相对于其他处理方法成本低，但由于在酸性环境中，硫化剂会产生大量污染环境的硫化氢气体，由于产生大量硫化氢气体，硫化剂的用量比较大，因此必须改进硫化物沉淀法除重金属的这项技术。
发明内容
本发明的目的是针对现有硫化物沉淀法去除重金属硫化剂用量大、去除率不高，产生大量污染环境的硫化氢、工艺繁杂、资源不能循环利用等问题，提供了一种双循环喷射式除重金属的方法及设备。本发明自动化程度高，重金属去除率高，成本低。
本发明是这样实现的：一种双循环喷射式除重金属的方法，其特征在于：气体硫化氢从硫化氢储罐通过管道进入双循环喷射式中的二级反应釜，开启循环泵使二级反应釜内的物料进行内循环反应，循环反应时间为60～90分钟，反应温度为30～60℃，反应压力为0.1～0.3Mpa；同时二级反应釜剩余的硫化氢进入一级反应釜，开启循环泵使一级反应釜内的物料进行内循环反应，循环反应时间为60～90分钟，反应温度为30～60℃，反应压力为0.1～0.3Mpa；循环反应结束，通过管道将二级反应釜内反应后的液体置于储槽内，静置30～60min后，将液体进行压滤，得到的滤渣送到冶炼厂进行重金属的回收，滤液经处理后综合利用，实现零排放；一级反应釜循环反应后的废液则留作为下一轮二级反应釜的反应液。
所述的双循环喷射式除重金属的方法采用的设备，包括一级反应釜4、二级反应釜3、喷射器1、喷射器2、循环泵5、循环泵6、原液槽7和硫化氢储罐8，其特征在于：喷射器1的下端用一条管道与反应釜3相连通，喷射器2的下端用一条管道与反应釜3相连通，反应釜3的底部用管道与循环泵5的进料口连通，反应釜4的底部用管道与循环泵6的进料口连通，循环泵5的出料口与喷射器1的顶部相连通，循环泵6的出料口与喷射器2的顶部相连通，两个喷射器之间用管道连接，两个反应釜之间也用管道相连接；原液槽7底部用管道与循环泵5、6的进料端相连；硫化氢储罐8的顶部用管道与喷射器1、2相连通。
所述的反应釜4，釜内的废水来自于冶金行业、采矿行业、电镀行业、电池加工业、机械加工、硫酸工业，磷酸工业等化学工业产生的含重金属废水，特别是酸含量在1%～20%的含重金属废水。
本发明的优点是： 1、使用双循环喷射式的反应条件，液料从喷射器的顶部喷入，产生负压，自动吸取硫化氢气体，在大压力下，液料与硫化氢激烈混合反应，加快了金属硫化物的形成，重金属去除率高；硫化氢吸收完全，避免了污染环境。
2、密闭的环境下进行反应，硫化氢循环利用，用量少，不会造成环境的污染。
3、使用双循环喷射式的方法，能使重金属去除率达到99%以上。
4、循环反应，自动化程度高，处理量大，管理方便，成本低，生成的重金属硫化物重金属含量高，可用于重金属的冶炼，回收重金属，实现资源的综合利用。
附图说明
图1是本发明双循环喷射式除重金属的方法及设备的设备图，编号及名称如下：
1,2——喷射器；3,4——反应釜；5,6——循环泵；7——原液槽；8——硫化氢储罐。
其特征在于：喷射器1的下端用一条管道与反应釜3相连通，喷射器2的下端用一条管道与反应釜3相连通，反应釜3的底部用管道与循环泵5的进料口连通，反应釜4的底部用管道与循环泵6的进料口连通，循环泵5的出料口与喷射器1的顶部相连通，循环泵6的出料口与喷射器2的顶部相连通，两个喷射器之间用管道连接，两个反应釜之间也用管道相连接；原液槽7底部用管道与循环泵5、6的进料端相连；硫化氢储罐8的顶部用管道与喷射器1、2相连通。
图2是本发明双循环喷射式除重金属的方法及设备的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
取废水1立方（废水为硫酸厂含砷废水，酸含量为2.53%，砷含量为1.15%），采用双循环喷射式除重金属装置，循环温度为40℃，循环时间60分钟，反应压力为0.2Mpa。反应后砷含量0.0002%（2ppm），砷的去除率达到99.98%，得到22.62Kg干渣，干渣中砷含量为34.53%
实施例2
取废水1立方（废水为硫酸厂含砷废水，酸含量为2.53%，砷含量为2.29%），采用双循环喷射式除重金属装置，循环温度为40℃，循环时间90分钟，反应压力为0.2Mpa。反应后砷含量0.0004%（4ppm），砷的去除率达到99.98%，得到39.71Kg干渣，干渣中砷含量为34.53%
实施例3
取铅酸蓄电池废水1立方（废水中总铅140.2mg/L，总镉88.3mg/L，pH1.8），采用双循环喷射式除重金属装置，循环温度为40℃，循环时间90分钟，反应压力为0.2Mpa。反应后滤液中总铅含量1.26mg/L，总镉含量0.44mg/L，铅去除率达到99.1%，镉去除率达到99.5%。
实施例4
取电镀废水1立方（废水中总铜180mg/L，总镍210mg/L，pH=2.6），采用双循环喷射式除重金属装置，循环温度为40℃，循环时间90分钟，反应压力为0.2Mpa。反应后滤液中总铜含量1.44mg/L，总镍含量1.89mg/L，铅去除率达到99.2%，镉去除率达到99.1%。
Claims (2)
1.一种双循环喷射式反应除重金属的方法，其特征在于：气体硫化氢从硫化氢储罐通过管道进入双循环喷射式中的反应釜(3)，开启循环泵(5)使反应釜(3)内的物料进行内循环反应，循环反应时间为60-90分钟，反应温度为30-60℃，反应压力为0.1-0.3Mpa；同时反应釜(3)剩余的硫化氢进入反应釜(4)，开启循环泵(6)使反应釜(4)内的物料进行内循环反应，循环反应时间为60-90分钟，反应温度为30一60℃，反应压力为0.1-0.3Mpa；循环反应结束，通过管道将反应釜(3)反应后的液体置于储槽内，静置30-60min后，将液体进行压滤，得到的滤渣送到冶炼厂进行重金属的回收，滤液经处理后综合利用，实现零排放；反应釜(4)循环反应后的废液则留作为下一轮反应釜(3)的反应液；
以上方法采用的设备，包括一级反应釜(4)、二级反应釜(3)、二级喷射器(1)、一级喷射器(2)、循环泵(5)、循环泵(6)、原液槽(7)和硫化氢储罐(8)，喷射器(1)的下端用一条管道与反应釜(3)相连通；喷射器(2)的下端用一条管道与二级反应釜(3)相连通，二级反应釜(3)的底部用管道与循环泵(5)的进料口连通，一级反应釜(4)的底部用管道与循环泵(6)的进料口连通，循环泵(5)的出料口与二级喷射器(1)的顶部相连通，循环泵(6)的出料口与一级喷射器(2)的顶部相连通，两个喷射器之间用管道连接，两个反应釜之间也用管道相连接；原液槽(7)底部用管道与循环泵(5)、(6)的进料端相连；硫化氢储罐(8)的顶部用管道与二级喷射器(1)、一级喷射器(2)相连通；
上述使用双循环喷射式的反应条件，液料从喷射器的顶部喷入，产生负压，自动吸取硫化氢气体，在大压力下，液料与硫化氢激烈混合反应，加快了金属硫化物的形成，重金属去除率高；硫化氢吸收完全，避免了污染环境。
2.根据权利要求1所述的双循环喷射式反应除重金属的方法，其特征在于：所述的原液槽，放有废水，废水来自于冶金行业、采矿行业、电镀行业、电池加工业、机械加工、硫酸工业或磷酸工业等化学工业产生的含重金属废水。
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