CN106007138A - 一种湿法铬合金的废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法铬合金的废水处理系统，包括：废水集中槽，脱氨反应器，气液分离器，冷凝器，反应釜，氢氧化铬收集箱，阴离子树脂吸附槽，脱氮反应器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤设备，反渗透膜，各种设备之间通过管道连接为一体，本发明一种湿法铬冶金的废水处理系统，各个装置连接紧凑，占地面积小，能够使得废水实现达标排放，并且使得钠盐重新回收利用，节约了能源。
Description
技术领域
本发明涉及环保设备领域，特别是涉及一种湿法铬合金的废水处理系统。
背景技术
铬盐在国民经济中用途很广，主要是电镀，鞣革，印染，医药，颜料，催化剂，有机合成氧化剂和金属缓蚀等方面。金属铬主要用于生产高温合金，电热合金，精密合金等，铬合金用于航空，宇航，电器，仪表等工业部门，另外，在铸铁生产中也得到广泛应用。
铬盐的生产工艺主要为铬铁矿有氧化焙烧加硫酸酸化法，在铬冶金过程中会产生大量废水，废水的化学成份复杂，主要成份是含有氨，钒，铬，和硫酸钠，环保处理难度大，传统的大多采用还原方法把6价Cr还原为3价Cr，直接排放，但是废水中还是有部分6价Cr,并且废水中的氨和硫酸钠未经过处理，照样污染环境和水体。
为此，本发明提供了一种湿法铬合金的废水处理系统，根据浓度和化学性质，采用化学和物理综合方法来解决废水问题，并且能够实现工业废水的重新利用，生成的钠盐能够应用于工业生产。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种一种湿法铬合金的废水处理系统，系统各个装置连接紧凑，占地面积小，能够有效把铬离子去除，同时，能够生成钠盐回收，提高了水资源利用率。
所述的一种湿法铬合金的废水处理系统，包括：废水集中槽，脱氨反应器，气液分离器，冷凝器，反应釜，氢氧化铬收集箱，阴离子树脂吸附槽，脱氮反应器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤设备，反渗透膜，各种设备之间通过管道连接为一体。
废水在废水集中槽内集中，废水集中槽采用长方体结构形式，废水集中槽通过管道连接了脱氨反应器，脱氨反应器采用搪瓷反应器，并带有搅拌套，在搅拌套上连接了搅拌电机，在脱氨反应器上设置了原水进口和碱加料口，原水进口为废水进口，碱加料口与碱加料机连接，用于对脱氨反应器内加入氢氧化钠，碱加料机采用不锈钢，加料方式采用蛟龙推动加料形式，并且在脱氨反应器内设置了PH计， PH计采用钛材料制作，碱加料机加碱数量与PH计数值相对应。
在脱氨反应器内加入NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH ＋NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：（NH4）2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O；
脱氨反应器上端设置了氨气出口，氨气出口通过管道连接到气液分离器，氨气通过管道进入到气液分离器,氨气经过气液分离器的氨气排出口进入到冷凝器，实现对氨气进行冷凝回收。
在脱氨反应器下端设置了废水出口，废水出口通过管道连接到了反应釜，在反应釜内用硫酸调节废水的PH数值,并加热和加入还原剂，在搅拌的条件下反应，使得六价C转换为三价Cr,然后加入氢氧化钠，使得PH数值保持在7－8，
一种优选技术方案，在反应釜上设置了温度计，使得温度测量实时显示，在温度40摄氏度到50摄氏度条件下进行搅拌，反应30分钟，当总铬的浓度小于0.05克每升，用泵将反应釜的废水输送到板框过滤机进行固体液体分离，固体为氢氧化铬产品，液体为脱铬废水。
氢氧化铬放入氢氧化铬收集箱，经过反应釜的液体为脱铬废水，脱铬废水通过管道进入阴离子树脂吸附槽，在阴离子树脂吸附槽内进一步吸附钒离子，铬离子，经过吸附后的废液通过管道进入到脱氮反应器连接，在脱氮反应器上设置了次氯酸钠添加器，使得剩余NH3与NACLO反应产生氮气，具体反应方法为：3NACLO＋2NH3＝N2↑+3NACL+3H2O；
在脱氮反应器通过管道连接了脱氨反应器，利用氮气质量大于氨气质量，使得氨气排放完全。
经过脱氮反应器的液体，通过管道进入到三效多级蒸发器，经过三效多级蒸发器，在三效多级蒸发器上设置了蒸馏纯水出口，蒸馏纯水出口在三效多级蒸发器上排出。
三效多级蒸发器通过管道连接到了高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，通过高温蒸发结晶器连续蒸发结晶，在氯化钠分离器内把NACL分离，得到固体氯化钠，氯化钠分离器上设置了氯化钠出口，NACL分离后，通过氯化钠出口排出。
一种优选技术方案，所述的奥斯陆型蒸发结晶器采用钛合金材料制作。
母液在从气液分离器进入到三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器过程中，气液分离器的热能同时运用到高温蒸发结晶，省去了蒸发的能耗，节约了能源。
氯化钠气液分离器通过管道连接到了低温结晶器，所述的低温结晶器包括结晶釜与自然冷却塔，低温结晶器材质采用不锈钢或者搪瓷材料，母液进入低温结晶器，通过低温结晶器冷冻结晶后，得到的是硫酸钠产品和蒸发纯水，在所述的低温结晶器上通过管道连接到硫酸钠分离器，在硫酸钠分离器上设置了硫酸钠出口，硫酸钠通过硫酸钠出口排出。
同时硫酸钠分离器通过管道与电渗析设备连接，母液从低温结晶器进入到电渗析设备。
所述的混合钠盐为NACL，NASO4水溶液，利用钠盐在水中的溶解度和温度不同条件进行分离，确保了单一钠盐的产量和纯度，从而实现了钠盐的资源回收和再利用。
电渗析设备为电渗槽，在所述的电渗槽上设置了电渗析膜，低温结晶器通过管道连接到电渗析设备，母液通过管道进入到电渗析设备，通过电渗析后，废水通过管道连接到钠滤设备，所述的钠滤设备为钠滤膜，钠滤膜通过管道连接到反渗透膜，通过电渗槽产生的淡水通过钠滤膜进入到反渗透膜，经过钠滤膜过滤的浓离子水重新进入电渗槽中进行电渗析。
淡水通过反渗透膜后得到纯水，反渗透膜上连接了纯水出口，纯水通过出水出口排出，经过反渗透膜后的浓水，重新进入到钠滤膜进行循环过滤。
本发明的有益效果是：本发明一种湿法铬冶金的废水处理系统，各个装置连接紧凑，占地面积小，能够使得废水实现达标排放，并且使得钠盐重新回收利用，节约了能源。
附图说明
图1是本发明一种湿法铬冶金的废水处理系统的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：
1为废水集中槽，2为脱氨反应器，3为搅拌电机，4为气液分离器，5为冷凝器，6为反应釜，7为氢氧化铬收集箱，8为阴离子树脂吸附槽，9为脱氮反应器，10为三效多级蒸发器，11为高温蒸发结晶器换热器，12为奥斯陆型蒸发结晶器，13为强制循环泵，14为氯化钠分离器，15为低温结晶器，16为自然冷却塔，17为硫酸钠分离器，18为电渗析设备，19为钠滤设备，20为反渗透膜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
所述的一种湿法铬合金的废水处理系统，包括：废水集中槽，脱氨反应器，气液分离器，冷凝器，反应釜，氢氧化铬收集箱，阴离子树脂吸附槽，脱氮反应器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤设备，反渗透膜，各种设备之间通过管道连接为一体。
废水在废水集中槽内集中，废水集中槽采用长方体结构形式，废水集中槽通过管道连接了脱氨反应器，脱氨反应器采用搪瓷反应器，并带有搅拌套，在搅拌套上连接了搅拌电机，在脱氨反应器上设置了原水进口和碱加料口，原水进口为废水进口，碱加料口与碱加料机连接，用于对脱氨反应器内加入氢氧化钠，碱加料机采用不锈钢，加料方式采用蛟龙推动加料形式，并且在脱氨反应器内设置了PH计， PH计采用钛材料制作，碱加料机加碱数量与PH计数值相对应。
在脱氨反应器内加入NaOH,把脱氨反应器中废水中的NH4转换为NH3,具体的方法和化学反应方程式为:第一个反应式为：NaOH ＋NH4CL=NaCL+NH3↑+H2O,第二个反应式为：（NH4）2SO4+2NaOH=NA2SO4+2NH3↑+2H2O；
脱氨反应器上端设置了氨气出口，氨气出口通过管道连接到气液分离器，氨气通过管道进入到气液分离器,氨气经过气液分离器的氨气排出口进入到冷凝器，实现对氨气进行冷凝回收。
在脱氨反应器下端设置了废水出口，废水出口通过管道连接到了反应釜，在反应釜内用硫酸调节废水的PH数值,并加热和加入还原剂，在搅拌的条件下反应，使得六价C转换为三价Cr,然后加入氢氧化钠，使得PH数值保持在7－8，
一种优选技术方案，在反应釜上设置了温度计，使得温度测量实时显示，在温度40摄氏度到50摄氏度条件下进行搅拌，反应30分钟，当总铬的浓度小于0.05克每升，用泵将反应釜的废水输送到板框过滤机进行固体液体分离，固体为氢氧化铬产品，液体为脱铬废水。
氢氧化铬放入氢氧化铬收集箱，经过反应釜的液体为脱铬废水，脱铬废水通过管道进入阴离子树脂吸附槽，在阴离子树脂吸附槽内进一步吸附钒离子，铬离子，经过吸附后的废液通过管道进入到脱氮反应器连接，在脱氮反应器上设置了次氯酸钠添加器，使得剩余NH3与NACLO反应产生氮气，具体反应方法为：3NACLO＋2NH3＝N2↑+3NACL+3H2O；
在脱氮反应器通过管道连接了脱氨反应器，利用氮气质量大于氨气质量，使得氨气排放完全。
经过脱氮反应器的液体，通过管道进入到三效多级蒸发器，经过三效多级蒸发器，在三效多级蒸发器上设置了蒸馏纯水出口，蒸馏纯水出口在三效多级蒸发器上排出。
三效多级蒸发器通过管道连接到了高温蒸发结晶器，所述的高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，通过高温蒸发结晶器连续蒸发结晶，在氯化钠分离器内把NACL分离，得到固体氯化钠，氯化钠分离器上设置了氯化钠出口，NACL分离后，通过氯化钠出口排出。
一种优选技术方案，所述的奥斯陆型蒸发结晶器采用钛合金材料制作。
母液在从气液分离器进入到三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器过程中，气液分离器的热能同时运用到高温蒸发结晶，省去了蒸发的能耗，节约了能源。
氯化钠气液分离器通过管道连接到了低温结晶器，所述的低温结晶器包括结晶釜与自然冷却塔，低温结晶器材质采用不锈钢或者搪瓷材料，母液进入低温结晶器，通过低温结晶器冷冻结晶后，得到的是硫酸钠产品和蒸发纯水，在所述的低温结晶器上通过管道连接到硫酸钠分离器，在硫酸钠分离器上设置了硫酸钠出口，硫酸钠通过硫酸钠出口排出。
同时硫酸钠分离器通过管道与电渗析设备连接，母液从低温结晶器进入到电渗析设备。
所述的混合钠盐为NACL，NASO4水溶液，利用钠盐在水中的溶解度和温度不同条件进行分离，确保了单一钠盐的产量和纯度，从而实现了钠盐的资源回收和再利用。
电渗析设备为电渗槽，在所述的电渗槽上设置了电渗析膜，低温结晶器通过管道连接到电渗析设备，母液通过管道进入到电渗析设备，通过电渗析后，废水通过管道连接到钠滤设备，所述的钠滤设备为钠滤膜，钠滤膜通过管道连接到反渗透膜，通过电渗槽产生的淡水通过钠滤膜进入到反渗透膜，经过钠滤膜过滤的浓离子水重新进入电渗槽中进行电渗析。
淡水通过反渗透膜后得到纯水，反渗透膜上连接了纯水出口，纯水通过出水出口排出，经过反渗透膜后的浓水，重新进入到钠滤膜进行循环过滤。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种湿法铬合金的废水处理系统，其特征在于，包括：废水集中槽，脱氨反应器，气液分离器，冷凝器，反应釜，氢氧化铬收集箱，阴离子树脂吸附槽，脱氮反应器，三效多级蒸发器，高温蒸发结晶器，低温结晶器，电渗析设备，钠滤设备，反渗透膜，各种设备之间通过管道连接为一体，废水在废水集中槽内集中，废水集中槽采用长方体结构形式，废水集中槽通过管道连接了脱氨反应器，脱氨反应器采用搪瓷反应器，并带有搅拌套，在搅拌套上连接了搅拌电机，在脱氨反应器上设置了原水进口和碱加料口，原水进口为废水进口，碱加料口与碱加料机连接，用于对脱氨反应器内加入氢氧化钠，碱加料机采用不锈钢，加料方式采用蛟龙推动加料形式，并且在脱氨反应器内设置了PH计， PH计采用钛材料制作，脱氨反应器上端设置了氨气出口，氨气出口通过管道连接到气液分离器，氨气通过管道进入到气液分离器,氨气经过气液分离器的氨气排出口进入到冷凝器，实现对氨气进行冷凝回收，在脱氨反应器下端设置了废水出口，废水出口通过管道连接到了反应釜，在反应釜内用硫酸调节废水的PH数值,并加热和加入还原剂，在搅拌的条件下反应，使得六价C转换为三价Cr,然后加入氢氧化钠，使得PH数值保持在7－8，当总铬的浓度小于0.05克每升，用泵将反应釜的废水输送到板框过滤机进行固体液体分离，固体为氢氧化铬产品，氢氧化铬放入氢氧化铬收集箱，经过反应釜的液体为脱铬废水，脱铬废水通过管道进入阴离子树脂吸附槽，在阴离子树脂吸附槽内进一步吸附钒离子，铬离子，经过吸附后的废液通过管道进入到脱氮反应器连接，在脱氮反应器上设置了次氯酸钠添加器，使得剩余NH3与NACLO反应产生氮气，在脱氮反应器通过管道连接了脱氨反应器，利用氮气质量大于氨气质量，使得氨气排放完全，经过脱氮反应器的液体，通过管道进入到三效多级蒸发器，经过三效多级蒸发器，在三效多级蒸发器上设置了蒸馏纯水出口，蒸馏纯水出口在三效多级蒸发器上排出，三效多级蒸发器通过管道连接到了高温蒸发结晶器，高温蒸发结晶器包括高温蒸发结晶器换热器，奥斯陆型蒸发结晶器和强制循环泵，通过高温蒸发结晶器连续蒸发结晶，在氯化钠分离器内把NACL分离，得到固体氯化钠，氯化钠分离器上设置了氯化钠出口，NACL分离后，通过氯化钠出口排出，氯化钠气液分离器通过管道连接到了低温结晶器，低温结晶器包括结晶釜与自然冷却塔，低温结晶器材质采用不锈钢或者搪瓷材料，母液进入低温结晶器，通过低温结晶器冷冻结晶后，得到的是硫酸钠产品和蒸发纯水，在低温结晶器上通过管道连接到硫酸钠分离器，在硫酸钠分离器上设置了硫酸钠出口，硫酸钠通过硫酸钠出口排出，同时硫酸钠分离器通过管道与电渗析设备连接，母液从低温结晶器进入到电渗析设备，通过电渗析后，废水通过管道连接到钠滤设备，所述的钠滤设备为钠滤膜，钠滤膜通过管道连接到反渗透膜，通过电渗槽产生的淡水通过钠滤膜进入到反渗透膜，经过钠滤膜过滤的浓离子水重新进入电渗槽中进行电渗析，淡水通过反渗透膜后得到纯水，反渗透膜上连接了纯水出口，纯水通过出水出口排出，经过反渗透膜后的浓水，重新进入到钠滤膜进行循环过滤。
2.根据权利要求1所述的一种湿法铬合金的废水处理系统，其特征在于，在反应釜上设置了温度计，使得温度测量实时显示。
3.根据权利要求1所述的一种湿法铬合金的废水处理系统，其特征在于，奥斯陆型蒸发结晶器采用钛合金材料制作。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161012 |