CN104529036A - 一种离子交换除氯废水的脱氯方法及装置 - Google Patents

一种离子交换除氯废水的脱氯方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种离子交换除氯废水的脱氯方法及其装置，本发明之方法，包括以下步骤：(1)氯离子转移；(2)氯盐制备；(3)吸附脱余氯。本发明之装置，包括反应器、吸收器、吸附器、蒸发结晶器、抽风机、自吸泵和余氯测定仪，所述反应器通过抽风管与吸收器的中部连通，吸收器的顶部通过送风管与反应器连通，所述吸收器与蒸发结晶器连通，吸收器与自吸泵连接，余氯测定仪和抽风机设于抽风管道内，反应器与吸附器连通。本发明之方法能够实现从离子交换除氯废水中直接脱氯，同时不引入新的杂质，保证脱氯后液的质量，可回用于离子交换柱作解吸剂；工艺简单、生产成本低、无环境危害、无废水外排，易于工业化应用；本发明之装置结构简单，制造成本低。

Description

一种离子交换除氯废水的脱氯方法及装置
技术领域
本发明属于湿法炼锌技术领域，尤其是涉及一种离子交换除氯废水的脱氯方法及装置。
背景技术
中国专利公开号为CN200910042770公开一种湿法炼锌工业化离子交换法除氟氯技术”，其工艺流程短、易于操作、除氯效率高，但离子交换法除氯时，氯离子经过离子交换树脂交换，富集到解吸后液中，解吸后液(在此称离子交换除氯废水)氯离子含量太高，无法返回作解吸剂用，企业内只能进入废水处理站，处理后外排。
随着环境保护的规范，现有对离子交换除氯废水的处理，无法满足环境保护的要求。
目前，在湿法炼锌企业对于离子交换除氯废水的处理，主要采用工艺为石灰中和--硫化剂沉重金属--絮凝沉清--达标排放，此过程中会产生大量的石灰渣，同时外排废水中氯离子含量超标。
中国专利号为201410200971.0公开了一种从湿法炼锌溶液脱除氯离子的方法，属于有色金属冶金领域。该方法是:向湿法炼锌溶液中加入强氧化剂，将溶液中氯离子氧化为单质氯，然后将上述溶液置于负压环境下，使溶解于溶液中的单质氯以氯气形式迅速从湿法炼锌溶液中逸出，虽能达到脱除溶液中氯离子的目的，但其未考滤湿法炼锌溶液中含的锰离子会消耗强氧化剂，增加成本，同时锰离子被除掉后，会对电解工序造成成影响，很难工业化运用。
中国专利号为201210345925.0公开了一种铟萃余液中脱除氯的方法，包括以下步骤：A、超声波脱油：采用超声波处理铟萃余液，将铟萃余液中的有机物含量除至3-5ppm，得到除油后液；B、预氧化除Fe2+：往除油后液中加入双氧水，反应后得到除Fe2+后液；C、氧化脱氯：往除Fe2+后液中加入高锰酸钾，反应后得到氯气和脱氯体系，氯气用氢氧化钙吸收；D、脱氯体系过滤后，滤液返锌系统，滤渣回收利用。虽能实现从含酸、氯和铁高的铟萃余液中直接脱氯，但其氯气吸收用氢氧化钙吸收，吸收过程中会生成次氯酸钙沉淀，造成堵塞，会造成氯气的吸收不完全而外漏，影响环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种脱氯率高、零排放的离子交换除氯废水的脱氯方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案，
本发明之一种离子交换除氯废水的脱氯方法，包括以下步骤：
(1)氯离子转移：将离子交换除氯废水导入反应器中，开启抽风机和自吸泵，加入高锰酸钾进行反应，使液相的氯离子变为气相的氯气，氯气经抽风机的抽风管送入吸收器内，氯气与吸收器内吸收液反应，使气相的氯气变为液相的氯离子，生成氯盐，吸收器内的气体通过送风管再次循环进入反应器内搅拌赶氯，待抽风管道上的余氯测定仪显示余氯小于1ppm时，即已达到工艺要求，抽风机和自吸泵停止工作；
(2)氯盐制备：步骤(1)中氯离子转移至吸收液生成三氯化铁，三氯化铁浓度上升，达到20-80％(优选30-60％)，导出三氯化铁液体进入蒸发结晶器进行蒸发结晶，得三氯化铁副产品；
(3)吸附脱余氯：步骤(1)中的氯离子转移后液中溶解有少量余氯，导入吸附器内将余氯吸收，然后回用于离子交换柱作解吸剂。
进一步，所述吸收液为氯化亚铁溶液，所述氯化亚铁的浓度为20-80％(优选30-60％)。
进一步，所述高锰酸钾的用量是理论用量的0.65-0.95倍(优选0.85-0.95倍)。
进一步，所述蒸发结晶器通过管道与吸收器的底部连通。
进一步，所述抽风机设于抽风管与吸收器的连接端口处。
本发明之离子交换除氯废水的脱氯装置，包括反应器、吸收器、吸附器、蒸发结晶器、抽风机、自吸泵和余氯测定仪，所述反应器通过抽风管与吸收器的中部连通，所述吸收器的顶部通过送风管与反应器连通，所述吸收器与蒸发结晶器连通，所述吸收器与自吸泵连接，所述余氯测定仪和抽风机设于抽风管道内，所述反应器与吸附器连通。
与现有技术相比，本发明之方法能够实现从离子交换除氯废水中直接脱氯，同时不引入新的杂质，保证脱氯后液的质量，可回用于离子交换柱作解吸剂；针对不含锰离子的离子交换除氯废水进行脱氯，成本低，不会对电解工序造成影响；采用氯化亚铁吸收液，过程中无沉淀生成，氯气循环吸收，余氯测定仪检测，无氯气外漏，不会对环境造成影响；本发明之方法工艺简单、生产成本低、无环境危害、无废水外排，易于工业化应用；本发明之装置结构简单，制造成本低。
附图说明
图1为本发明装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
装置实施例1，参照附图1，本实施例包括反应器1、吸收器2、吸附器3、蒸发结晶器4、抽风机5、余氯测定仪6和自吸泵7，所述反应器1通过抽风管8与吸收器2的中部连通，所述吸收器2的顶部通过送风管与反应器1连通，所述吸收器2与蒸发结晶器4连通，所述吸收器2与自吸泵7连接，所述余氯测定仪6和抽风机5设于抽风管8内，所述反应器1与吸附器3连通。
蒸发结晶器4通过管道与吸收器2的底部连通。
抽风机5设于抽风管8与吸收器2的连接端口处。
本实施工作过程为：将离子交换除氯废水导入反应器1中，开启抽风机5和自吸泵7，反应器1中加入高锰酸钾进行反应，使液相的氯离子变为气相的氯气，氯气由抽风机5送入吸收器2，氯气与吸收器2内吸收液反应，使气相的氯气变为液相的氯离子，气体再循环送入反应器1内搅拌赶氯气，当余氯测定仪6显示余氯小于1ppm，抽风机5和自吸泵7停止工作；氯离子转移至吸收液生成三氯化铁，同时吸收液中三氯化铁浓度会不断提高，当浓度达到30-60％时，抽出进入蒸发结晶器4，得三氯化铁副产品；氯离子转移后液，液体中还溶解有少量余氯，余氯会降解离子交换树脂，不能直接回用于离子交换树脂除氯，必须经过吸附器3吸附余氯，吸附脱氯后液可回用于离子交换柱作解吸剂。
方法实施例①：
离子交换除氯废水S1主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.4 105.8 2.5
处理步骤为：
A、氯离子转移：将离子交换除氯废水S1导入反应器中，开启抽风机和自吸泵，按离子交换除氯废水S1中氯离子完全氧化理论用量的0.95倍加入高锰酸钾进行反应，使液相的氯离子变为气相的氯气，氯气由抽风机送入吸收器，氯气与吸收器内吸收液反应，使气相的氯气变为液相的氯离子，气体再循环送入反应器内搅拌赶氯，反应0.5小时，余氯测定仪显示余氯0.8PPM，达到工艺要求余氯小于1ppm，抽风机和自吸泵停止工作。
B、氯盐制备：氯离子转移至吸收液生成三氯化铁后，吸收液中三氯化铁浓度会不断提高，浓度达到30％时，抽出进入蒸发结晶器，得三氯化铁副产品。吸收液为氯化亚铁溶液，氯化亚铁的浓度为30％。
C、吸附脱余氯：氯离子转移后液，液体中还溶解有少量余氯，余氯会降解离子交换树脂，不能直接回用于离子交换树脂除氯，必须经过吸附器吸附余氯。
吸附脱氯后液主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.4 96.8 0.3
符合离子交换除氯解吸剂要求，可回用于离子交换柱作解吸剂。
离子交换除氯废水中氯离子分离转移出来，使处理后液符合离子交换树脂除氯用解吸剂要求，全部返回生产系统，做到零排放，同时氯离子转移至有价值的氯盐产品中，变废为宝，保护环境，节约水资源，降低了企业的运行成本。
方法实施例②：
离子交换除氯废水S2主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.7 103.6 2.3
处理步骤为：
A、氯离子转移：将离子交换除氯废水S2导入反应器中，开启抽风机和自吸泵，按离子交换除氯废水S2中氯离子完全氧化理论用量的0.9倍加入高锰酸钾进行反应，使液相的氯离子变为气相的氯气，氯气由抽风机送入吸收器，氯气与吸收器内吸收液反应，使气相的氯气变为液相的氯离子，气体再循环送入反应器内搅拌赶氯，反应0.5小时，余氯测定仪显示余氯0.8ppm，达到工艺要求余氯小于1ppm，可以停机。
B、氯盐制备：氯离子转移至吸收液生成三氯化铁后，吸收液中三氯化铁浓度会不断提高，浓度达到40％时，抽出进入蒸发结晶器，得三氯化铁产品。吸收液为氯化亚铁溶液，所述氯化亚铁的浓度为40％。
C、吸附脱余氯：氯离子转移后液，液体中还溶解有少量余氯，余氯会降解离子交换树脂，不能直接回用于离子交换树脂除氯，必须经过吸附器吸附余氯。
吸附脱氯后液主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.6 94.8 0.4
符合离子交换除氯解吸剂要求，可回用于离子交换柱作解吸剂。
方法实施例③：
离子交换除氯废水S3主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.6 104.2 2.1
处理步骤为：
A、氯离子转移：将离子交换除氯废水S3导入反应器中，开启抽风机和自吸泵，按离子交换除氯废水S3中氯离子完全氧化理论用量的0.80倍加入高锰酸钾进行反应，使液相的氯离子变为气相的氯气，氯气由抽风机送入吸收器，氯气与吸收器内吸收液反应，使气相的氯气变为液相的氯离子，气体再循环送入反应器内搅拌赶氯气，反应1小时，余氯测定仪显示余氯0.8ppm，达到工艺要求余氯小于1ppm，抽风机和自吸泵停止工作。
B、氯盐制备：氯离子转移至吸收液生成三氯化铁后，吸收液中三氯化铁浓度会不断提高，浓度达到60％时，抽出进入蒸发结晶器，得三氯化铁产品。吸收液为氯化亚铁溶液，所述氯化亚铁的浓度为60％。
C、吸附脱余氯：氯离子转移后液，液体中还溶解有少量余氯，余氯会降解离子交换树脂，不能直接回用于离子交换树脂除氯，必须经过吸附器吸附余氯。
吸附脱氯后液主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.5 95.6 0.5
符合离子交换除氯解吸剂要求，可回用于离子交换柱作解吸剂。
方法实施例④：
离子交换除氯废水S4主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.8 103.2 1.1
处理步骤为：
A、氯离子转移：将离子交换除氯废水S4导入反应器中，开启抽风机和自吸泵，按离子交换除氯废水S4中氯离子完全氧化理论用量的0.65倍加入高锰酸钾进行反应，使液相的氯离子变为气相的氯气，氯气由抽风机送入吸收器，氯气与吸收器内吸收液反应，使气相的氯气变为液相的氯离子，气体再循环送入反应器内搅拌赶氯气，反应1小时，余氯测定仪显示余氯0.8ppm，达到工艺要求余氯小于1ppm，抽风机和自吸泵停止工作。
B、氯盐制备：氯离子转移至吸收液生成三氯化铁后，吸收液中三氯化铁浓度会不断提高，浓度达到20％时，抽出进入蒸发结晶器，得三氯化铁产品。吸收液为氯化亚铁溶液，所述氯化亚铁的浓度为20％。
C、吸附脱余氯：氯离子转移后液，液体中还溶解有少量余氯，余氯会降解离子交换树脂，不能直接回用于离子交换树脂除氯，必须经过吸附器吸附余氯。
吸附脱氯后液主要成分为：
项目 Zn2+ H2SO4 Cl-
含量g/L 2.7 94.6 0.5
符合离子交换除氯解吸剂要求，可回用于离子交换柱作解吸剂。

Claims (9)

1.一种离子交换除氯废水的脱氯方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氯离子转移：将离子交换除氯废水导入反应器中，开启抽风机和自吸泵，加入高锰酸钾进行反应，使液相的氯离子变为气相的氯气，氯气经抽风机的抽风管送入吸收器内，氯气与吸收器内吸收液反应，使气相的氯气变为液相的氯离子，生成氯盐，吸收器内的气体通过送风管再次循环进入反应器内搅拌赶氯，待抽风管道上的余氯测定仪显示余氯小于1ppm时，即已达到工艺要求，停止抽风机和自吸泵工作；
(2)氯盐制备：步骤(1)中氯离子转移至吸收液生成三氯化铁后，三氯化铁浓度上升，三氯化铁浓度达到20-80％时，导出三氯化铁液体进入蒸发结晶器进行蒸发结晶，得三氯化铁副产品；
(3)吸附脱余氯：步骤(1)中的氯离子转移后液中溶解有少量余氯，导入吸附器吸附余氯后回用于离子交换柱作解吸剂。
2.根据权利要求1所述的离子交换除氯废水的脱氯方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述三氯化铁浓度达到30-60％时，导出三氯化铁液体进入蒸发结晶器进行蒸发结晶。
3.根据权利要求1或2所述的离子交换除氯废水的脱氯方法，其特征在于，所述高锰酸钾的用量是理论用量的0.65-0.95倍。
4.根据权利要求3所述的离子交换除氯废水的脱氯方法，其特征在于，所述高锰酸钾的用量是理论用量的0.85-0.95倍。
5.根据权利要求1或2所述的离子交换除氯废水的脱氯方法，其特征在于，所述吸收液为氯化亚铁溶液，所述氯化亚铁溶液的浓度为20％-80％。
6.根据权利要求5所述的离子交换除氯废水的脱氯方法，其特征在于，所述吸收液为氯化亚铁溶液，所述氯化亚铁溶液的浓度为30-60％。
7.一种如权利要求1-6所述的离子交换除氯废水的脱氯方法使用的脱氯装置，其特征在于，包括反应器、吸收器、吸附器、蒸发结晶器、抽风机、自吸泵和余氯测定仪，所述反应器通过抽风管与吸收器的中部连通，所述吸收器的顶部通过送风管与反应器连通，所述吸收器与蒸发结晶器连通，所述吸收器与自吸泵连接，所述余氯测定仪和抽风机设于抽风管道内，所述反应器与吸附器连通。
8.根据权利要求7所述的离子交换除氯废水的脱氯装置，其特征在于，所述蒸发结晶器通过管道与吸收器的底部连通。
9.根据权利要求8所述的离子交换除氯废水的脱氯装置，其特征在于，所述抽风机设于抽风管与吸收器连接端口处。
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