CN105570906B - 一种废弃物处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废弃物处理系统，包括前清洗槽、预热炉、氮化炉、氧化炉、后清洗槽、气体处理单元以及废水处理单元和废渣处理单元，所述废水处理单元包括沉淀槽和过滤槽，沉淀槽通过废水管a、废水管b和废水管c分别与前清洗槽、后清洗槽和喷淋塔的出水口相连接，过滤槽通过废水管d与喷淋塔的进水口相连接；废渣处理单元包括渣处理炉；气体处理单元包括连通渣处理炉的气体出口与喷淋塔的进气口的废气管道b。本发明实现了废水废渣的分离式处理，对每道工序中产生的废气、废水或废渣进行集中深度净化，系统性能稳定，故障率低，具有净化处理效率高，净化处理步骤简化，成本低等优点。

Description

一种废弃物处理系统
技术领域
本发明涉及对氮碳氧复合处理过程中产生的废水、废渣等进行资源化处理的一种废弃物处理系统。
背景技术
在热处理技术领域内，为了提高金属工件的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等，需要对工件进行除杂、渗氮及氧化处理等一系列表面改性技术，但在传统的热处理工艺过程中，每道工序之间相互独立、单一进行，相互之间没有衔接，产生的废弃物也是分别单独进行净化处理，工艺复杂且增加了废弃物净化处理的成本。
中国发明专利201410243622.7公开了一种氮碳氧复合处理工艺及装置，包括前清洗、预热、氮碳共渗、氧化、废气处理和后清洗，其将氮化炉中的含毒气体引入氧化炉内进行解毒处理，并将氧化炉内的气体引入吸收塔喷淋处理后达标排放，其在方法上实现了氮化工序和氧化工序的复合，在一定程度上简化了操作工艺，减少了占地面积，同时将氮化炉和氧化炉内的气体进行脱尘处理后收集到的烟尘分别回用至相应的氮化炉或氧化炉内，减少了净化处理步骤，实现资源化处理。该工艺及其相应的装置虽然实现了氮化工序和氧化工序的复合，提高了废气净化效率，但据申请人反映，在使用过程中仍存在一些不足：该复合处理过程中，伴随每道工序都会产生一些废水或废渣，尤其是水喷淋后产生的废水体积大且具有毒性，以及氮化炉及氧化炉反应后残留的废渣，传统的处理方式是将其进行集中固废处理，但其质量大，净化处理工序繁琐，效率低，同时，由于该废渣中仍存留一部分未反应的氮化盐、调整盐或氧化盐等含氰根盐，具有毒性且极易溶于水，若得不到充分的净化处理，易造成环境二次污染，而该工艺及装置并没有针对上述所述的废水及废渣进行深度净化及循环利用处理，导致资源不必要的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种废弃物处理系统，将氮化炉和氧化炉内反应后的残余废渣送入渣处理炉内进行集中燃烧，使废渣实现快速解毒处理，同时前清洗槽、后清洗槽及喷淋塔喷淋后的废水集中引入沉淀槽内经沉淀、过滤后再引入喷淋塔作喷淋用水，实现废水的循环再利用，该系统性能稳定，很大程度上缩减了净化处理设备，降低成本。
本发明解决所述技术问题的方案是：
一种废弃物处理系统，包括前清洗槽、预热炉、氮化炉、氧化炉、后清洗槽和气体处理单元，所述氮化炉通过出气管道与氧化炉相连通，氧化炉通过废气管道a与喷淋塔的进气口相连接，其特征在于：还包括废水处理单元和废渣处理单元，
废水处理单元包括沉淀槽和过滤槽，沉淀槽与过滤槽之间设置有一过滤网，该沉淀槽通过废水管a、废水管b和废水管c分别与前清洗槽、后清洗槽和喷淋塔的出水口相连接，过滤槽通过废水管d与喷淋塔的进水口相连接；
废渣处理单元包括渣处理炉，该渣处理炉通过废渣输送管道a分别与氮化炉和氧化炉相连接；
气体处理单元包括连通渣处理炉的气体出口与喷淋塔的进气口的废气管道b。
作为改进，所述喷淋塔的出水口附近还设有pH检测仪，用于检测喷淋塔的出水口处废水的pH值。
作为改进，所述喷淋塔上还设置有酸性溶液投加装置，根据喷淋塔喷淋后废水的pH值向废水中定量投加酸性溶液，使废水pH维持在6～8的正常范围，利于后续对废水中的杂质进行净化处理，提高废水再利用率。
作为改进，所述渣处理炉通过废渣输送管道b分别与沉淀槽和过滤槽相连接。
作为改进，所述喷淋塔的出气口还连接有活性炭吸附塔。
作为改进，所述过滤网为无纺布过滤棉或玻璃纤维过滤棉中的一种。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明将前清洗槽、后清洗槽内沉积的沉淀物及氮化炉、氧化炉内反应后的残渣集中送入渣处理炉内进行充分燃烧，实现废渣的减量化、无害化处理，同时将氧化炉及渣处理炉反应后的废气集中引入喷淋塔进行一级喷淋处理后，再经活性炭吸附塔进行二级吸附净化处理并达标排放；
(2)将前清洗槽、后清洗槽以及喷淋塔工作后的废水进行集中沉淀及深度过滤后，引入喷淋塔内作水喷淋使用，同时对喷淋后产生的废水进行pH值中和调节及解毒处理后，将其重新引入沉淀槽，经二次沉淀、过滤后再回用至喷淋塔，实现废水的循环再利用，达到节能减排的目的，最大程度上进行资源化处理，减少生产成本；
综上所述，本发明实现了废水废渣的分离式处理，对每道工序中产生的废气、废水或废渣进行集中深度净化，系统性能稳定，故障率低，具有净化处理效率高，净化处理步骤简化，成本低等优点。
本发明的另一目的是针对现有技术的不足之处，提供一种废弃物处理方法，将氮碳氧热处理过程中产生的废渣、废水及废气采用分离式净化处理的方式，实现废渣的解毒无害化和减量化，废水的循环再利用以及废气的深度净化处理，优化了废弃物的净化处理工艺，简化了工艺操作步骤，缩短了净化处理时间。
本发明的技术解决措施如下：
一种废弃物处理方法，包括前清洗、预热、氮化、氧化、后清洗和气体处理部分，所述氮化处理部分产生的烟尘引入氧化炉内进行氧化解毒处理，氧化处理部分产生的废气引入喷淋塔进行喷淋处理，其特征在于：还包括废水处理部分和废渣处理部分，
(a)废水处理部分：将前清洗处理部分和后清洗槽处理部分的废水引入沉淀槽内进行沉淀，再将剩余废水引入过滤槽内进行深层过滤后，引入喷淋塔作喷淋用水，经喷淋后产生的废水，再引入废水槽和过滤槽内，经沉淀、过滤后重新引入喷淋塔内；
(b)废渣处理部分：将氮化处理部分和氧化处理部分反应后残余的废渣送入渣处理炉内燃烧20～90min完成中和解毒过程，并生成氨气、二氧化碳和粉尘所组成的气体混合物，燃烧温度在800℃～900℃之间；
(c)气体处理部分：将废渣处理部分产生的气体混合物引入喷淋塔喷淋处理后达标排放。
本发明中的废渣通过燃烧处理，使废渣中的有毒物质在特定高温条件下能够在短时间内完成中和解毒反应。
作为改进，所述喷淋处理后的废水在解毒处理之前对其pH值进行中和调节。
作为改进，所述向喷淋处理后的废水中加入弱酸溶液，调节废水pH值为6～8。其中，弱酸溶液采用浓度为10％～20％的醋酸。
作为改进，将沉淀槽和过滤槽内的沉淀物集中送入渣处理炉内燃烧20～90min，燃烧温度在800℃～900℃之间。
作为改进，所述经一级喷淋处理后的废气再引入活性炭吸附塔内进行二级吸附净化。
作为改进，所述前清洗处理部分、后清洗槽处理部分及喷淋后的废水引入沉淀槽内沉淀0.5～2h。
本发明的有益效果在于：
本发明将氮碳氧热处理过程的各个工序中产生的废渣进行集中焚烧，使得废渣中的有毒物质在特定高温条件下发生中和解毒反应，从而实现废渣的减量化及无害化处理，同时将燃烧后产生的废气集中进行喷淋净化处理达标排放，并对喷淋后产生的废水进行中和调节、沉淀及过滤后再作喷淋用水使用，实现废水的循环再利用，优化了废水、废渣及废气的净化处理工艺，简化了工艺操作步骤，缩短了净化处理时间，且整个工艺过程实现了废弃物的无害化、资源化和减量化。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1是本发明实施例一的氮碳氧废弃物处理系统的结构框图；
图2是本发明实施例二的氮碳氧废弃物处理方法的工艺流程图；
图3是表示渣处理炉的燃烧温度与废渣中的氰 根(CN－)、氰酸根(CNO－)以及氧化盐(ABL)的浓度之间的关系的图表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
实施例一
图1是本发明实施例一的氮碳氧废弃物处理系统的结构框图；如图1所示，本发明提供了一种废弃物处理系统，包括前清洗槽1、预热炉2、氮化炉3、氧化炉4、后清洗槽5以及气体处理单元、废水处理单元和废渣处理单元，所述氮化炉3通过出气管道与氧化炉4相连通，氧化炉4通过废气管道a6与喷淋塔7的进气口71相连接；废水处理单元包括沉淀槽8和过滤槽9，沉淀槽8与过滤槽9之间设置有一过滤网10，该沉淀槽8通过废水管a11、废水管b12和废水管c13分别与前清洗槽1、后清洗槽5和喷淋塔7的出水口72相连接，过滤槽9通过废水管d14与喷淋塔7的进水口73相连接；
气体处理单元包括连通渣处理炉15的气体出口151与喷淋塔7的进气口71的废气管道b16，喷淋塔7的出气口连接有活性炭吸附塔18，实现废气两级净化处理，提高净化效果，节能环保。
其中，废渣处理单元包括渣处理炉15，所述渣处理炉15通过废渣输送管道a分别与氮化炉3和氧化炉4相连接；此外，该渣处理炉15通过废渣输送管道b分别与沉淀槽8和过滤槽9相连接，沉淀槽8和过滤槽9内的沉积物可通过输送带经废渣输送管道b送入渣处理炉15内进行燃烧，以实现废弃物的减量化、无害化处理，结构简单，效率高。
在生产条件下，由于氮化炉3内的残渣中含有一部分未转化的氰 根(CN－)以及部分氰酸根(CNO－)，均具有剧毒性，在渣处理炉15内燃烧过程中通入氧气或空气提供氧元素，使得氰 根(CN－)在400℃～800℃的温度燃烧时，其被氧化成氰酸根，具体反应过程如下：
2CN－+O2→2CNO－
CN－+[O]→CNO－
在800℃～900℃的高温燃烧过程中，氮化炉3残渣中的氰 根(CN－)及氰酸根(CNO－)与氧化炉4残渣中的氧化盐(ABL)发生氧化反应，使得废渣中的氰 根(CN－)和氰酸根(CNO－)得到分解，从而彻底消除氰 根达到环保，具体反应过程如下：
CN－+ABL→CO3 2-+…
CNO－+ABL→CO3 2-+…
燃烧后产生的二氧化碳、粉尘等引入喷淋塔7进行一级喷淋处理后，再引入活性炭吸附塔18内进行二级吸附净化处理后达标排放，两级处理提高了废气的净化效果。
在该实施例中，优选的是，如图3所示，在400℃以上800℃以下的温度域内，残渣中的氰 根(CN－)与氧元素发生氧化反应，该温度域内氰 根(CN－)的浓度随着温度的升高逐渐降低，由于氰 根(CN－)被氧化成氰酸根，从而导致该温度域内的氰酸根(CNO－)的浓度会随着燃烧温度的升高而升高。在800℃以上1000℃以下的温度域内，此时，渣处理炉15内的氰根(CN－)和氰酸根(CNO －)与废渣中的氧化盐(ABL)开始发生氧化反应，使得氰 根(CN－)、氰酸根(CNO－)和氧化盐(ABL)的浓度随着温度的升高而降低，如果燃烧温度达到1000℃以上氰 根(CN－)、氰酸根(CNO－)和氧化盐(ABL)的浓度则大致成为一定。
本实施例中，为了更方便直观地实时监测喷淋塔7的出水口72处的废水pH值，喷淋塔7的出水口72附近还设有pH检测仪，该喷淋塔7的上方还设置有酸性溶液投加装置17，可根据喷淋塔7喷淋后废水的pH值向废水中定量投加醋酸溶液，使废水pH值维持在6～8的正常范围，调节废水水质，利于后续对废水进行深度净化处理。
本发明中的过滤网10采用无纺布过滤棉或玻璃纤维过滤棉中的一种，对沉淀槽8内废水中的杂质进行过滤净化，实现废水可循环再利用，达到节能减排的目的。
其中，本实施例中，所述前清洗槽1、预热炉2、氮化炉3、氧化炉4和后清洗槽5依次并排设置，优化空间利用，便于吊具定位，利于缩短吊具在每道工序间切换的移动行程，提高工作效率。
工作原理：
装卡后的工件先经前清洗槽1进行脱脂清洗后，吊入温度为350℃～400℃的预热炉2内进行预热处理，随后吊入温度为400℃～550℃的氮化炉3内进行渗氮处理，接着进入氧化炉4内进行氧化处理后，吊入温度为70℃～80℃的后清洗槽5中保温10min～20min，之后再在空气中冷却、干燥即完成工件的氮碳氧复合处理，该过程中，氮化炉3内产生的含毒气体通过出气管道通入氧化炉4内进行氧化解毒处理，而氧化解毒处理后产生的氨气、二氧化碳、粉尘等废气通过废气管道a6由氧化炉4引入喷淋塔7内进行一级喷淋进化处理后，剩余的废气再经活性炭吸附塔18进行二级吸附后达标排放；另外，利用管道的优化排布，将前清洗槽1、后清洗槽5内以及喷淋塔7喷淋后产生的废水分别通过相应的废水管a11、废水管b12和废水管c13引入沉淀槽8内沉淀0.5～2h后，将其上部的废水再引入过滤槽9内，经过滤网10进行深度过滤后重新引入喷淋塔7内作喷淋用水，其一方面实现氮碳氧复合处理过程中产生的废水进行集中净化处理，简化净化处理工艺，缩短净化处理时间，另一方面实现废水的循环再利用，节能环保；除此之外，将氮化炉3和氧化炉4内反应后的残余废渣及前清洗槽1、后清洗槽5内沉积的沉淀物分别通过相应的废渣输送管道a和废渣输送管道b送入渣处理炉15内进行焚烧，使得废渣中的有毒物质在燃烧条件下发生中和解毒反应，以实现废渣的减量化、无害化处理，同时燃烧产生的废气通过废气管道b16引入喷淋塔7内进行喷淋处理后再经活性炭吸附塔18进行吸附处理后达标排放，依次循环，实现废气、废水和废渣的分离式集中资源化处理，系统性能稳定，故障率低，操作简单便捷，设备的附属品少且占地面积小。
实施例二
图2是本发明实施例二的氮碳氧废弃物处理方法的工艺流程图；如图2所示，本发明还公开了一种废弃物处理方法，包括前清洗、预热、氮化、氧化、后清洗和气体处理部分，所述氮化处理部分产生的烟尘引入氧化炉4内进行氧化解毒处理，氧化处理部分产生的废气引入喷淋塔7进行喷淋处理，其特征在于：还包括废水处理部分和废渣处理部分，
(a)废水处理部分：将前清洗处理部分和后清洗槽5处理部分的废水引入沉淀槽8内进行沉淀0.5～2h，再将剩余废水引入过滤槽9内进行深层过滤后，引入喷淋塔7作喷淋用水，经喷淋后产生的废水，再引入废水槽和过滤槽9内，经沉淀、过滤后重新引入喷淋塔7内；
(b)废渣处理部分：将氮化处理部分和氧化处理部分反应后残余的废渣送入渣处理炉15内燃烧20～90min完成中和解毒过程，并生成氨气、二氧化碳和粉尘所组成的气体混合物，燃烧温度在800℃～900℃之间；
(c)气体处理部分：将废渣处理部分产生的气体混合物引入喷淋塔7喷淋处理后达标排放。
喷淋处理后产生的废水中含有大量的氨气和氨根等，其极易溶于水使得废水的pH值通常大于9，影响废水水质，极不利于后续的循环再利用，本发明在废水引入沉淀槽8之前，向废水中加入弱酸溶液，以对其pH值进行中和调节，使调节后的废水pH值为6～8。其中，本实施例中的弱酸溶液采用浓度为10％～20％的醋酸，成本低且易获取。
在氮碳氧复合热处理过程中，工件在清洗过程中其上带有的铁屑及残留的氰 根溶于清洗槽内，使得清洗槽内的沉淀物具有毒性，本发明通过将沉淀槽8和过滤槽9内的沉淀物集中送入渣处理炉15内燃烧5～20min，燃烧温度在800℃～900℃之间，从而消除其毒性达到环保，同时实现废渣的减量化处理，降低固废处理成本。
以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种废弃物处理系统，包括前清洗槽(1)、预热炉(2)、氮化炉(3)、氧化炉(4)、后清洗槽(5)和气体处理单元，所述氮化炉(3)通过出气管道与氧化炉(4)相连通，氧化炉(4)通过废气管道a(6)与喷淋塔(7)的进气口(71)相连接，其特征在于：还包括废水处理单元和废渣处理单元，
废水处理单元包括沉淀槽(8)和过滤槽(9)，沉淀槽(8)与过滤槽(9)之间设置有一过滤网(10)，该沉淀槽(8)通过废水管a(11)、废水管b(12)和废水管c(13)分别与前清洗槽(1)、后清洗槽(5)和喷淋塔(7)的出水口(72)相连接，过滤槽(9)通过废水管d(14)与喷淋塔(7)的进水口(73)相连接；所述喷淋塔(7)的出水口(72)附近还设有pH检测仪；所述喷淋塔(7)上还设置有酸性溶液投加装置(17)；
废渣处理单元包括渣处理炉(15)，该渣处理炉(15)通过废渣输送管道a分别与氮化炉(3)和氧化炉(4)相连接；氮化炉(3)内的残渣中含有的一部分未转化的氰 根(CN－)以及部分氰酸根(CNO－)，在渣处理炉(15)内燃烧过程中通入氧气或空气提供氧元素，使得氰 根(CN－)在400℃～800℃的温度燃烧时，其被氧化成氰酸根；在800℃～900℃的高温燃烧过程中，氮化炉(3)残渣中的氰 根(CN－)及氰酸根(CNO－)与氧化炉(4)残渣中的氧化盐(ABL)发生氧化反应，使得废渣中的氰 根(CN－)和氰酸根(CNO－)得到分解；
气体处理单元包括连通渣处理炉(15)的气体出口(151)与喷淋塔(7)的进气口(71)的废气管道b(16)。
2.根据权利要求1所述的一种废弃物处理系统，其特征在于，所述渣处理炉(15)通过废渣输送管道b分别与沉淀槽(8)和过滤槽(9)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种废弃物处理系统，其特征在于，所述喷淋塔(7)的出气口还连接有活性炭吸附塔(18)。
4.根据权利要求1所述的一种废弃物处理系统，其特征在于，所述过滤网(10)为无纺布过滤棉或玻璃纤维过滤棉中的一种。
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Denomination of invention: A waste treatment system

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Pledgee: Changxin Zhejiang rural commercial bank Limited by Share Ltd.

Pledgor: ZHEJIANG SHANGDING INDUSTRIAL FURNACE Co.,Ltd.

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