CN106315809A - 一种含硫酸根废水的新型处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含硫酸根废水的新型处理装置，反应系统包括给水泵、搅拌器、加药泵、文丘里管、循环水槽、酸钡悬浊液槽；以文丘里管上的吸嘴为加药口，药剂在文丘里管内部与废水中的硫酸根通过强烈的真空吸力作用发生反应。该装置通过给水泵使废水循环通过文丘里管，废水中硫酸根与碳酸钡的反应效率达98％以上，使碳酸钡法去除废水中的硫酸根变得切实可行，其主要反应流程是含有硫酸根的废水进入循环水槽，经给水泵、进入文丘里喷射泵，碳酸钡悬浊液经加药计量泵、加药管通过加药口进入文丘里管真空区域，经强烈真空混合作用，与废水充分接触，经过多次循环后，硫酸根被完全沉淀为硫酸钡沉淀。

Description

一种含硫酸根废水的新型处理装置
技术领域
本发明涉及一种用沉淀法去除废水中硫酸根的新型装置，本装置作为一种经济高效的处理单元，可广泛用于钛白粉、氯碱行业等含硫酸根废水的处理。
背景技术
目前，比较成熟的分离去除硫酸根的技术方法主要有6种，即氯化钡法、氯化钙法、冷冻法、碳酸钡法、离子交换法和膜分离法。
氯化钡法
氯化钡法是用氯化钡与盐水中的硫酸根发生反应生成沉淀，由于化合物硫酸钡的溶度积很小，所以采用该法去除效果较好，2000年前国内大部分氯碱企业采用该方法去除硫酸根。但是，使用该方法时应注意要防止过量，因为过量的氯化钡会与电槽中的NaOH反应生成沉淀，堵塞电槽隔膜。其最大的缺点是使用成本高，以100kt/a离子膜烧碱装置为例，每年处理的成本达1100多万元。该法可副产硫酸钡。
氯化钙法
该法是反应生成沉淀，由于硫酸钙的溶度积较大，尤其在盐水中的溶解度要增大三四倍，故该法去除不如氯化钡法法彻底，但是如果卤水使用量不大，经该法处理后的盐水中的质量浓度也可达7g/L以下的要求，一般情况下达不到5g/L以下。该法去除工艺与氯化钡法相似，氯化钙法去除硫酸根投资省，又因氯化钙价格相对便宜，因此有一定的竞争力，其缺点是由于硫酸钙的溶度积较大，生成的是微溶沉淀，由于盐效应，在饱和盐水中溶解度高于水溶液中2～3倍。去除硫酸根的效率不高，又增加了盐水中的钙离子，盐泥量增加并且很难处理，不符合国家的减排政策，效果较氯化钡法差。
碳酸钡法
碳酸钡法是利用碳酸钡与硫酸钡的溶度积差而实现分离硫酸根的目的。专利号CN03133842介绍了一种用碳酸钡去除盐水中硫酸根的方法，该发明的主要优点是：由于是重复反应，碳酸钡的反应率高；较氯化钡法除硫酸根的费用低、安全性高；可产生一定量的碳酸钠，减少精制剂(碳酸钠)的消耗，节约碳酸钠的购置费用。又由于使用比氯化钡更加廉价的碳酸钡来除去硫酸根，使除盐水中的硫酸根的成本更低。由于价格较低，且二者中钡的质量分数差异很大，前者为70％，后者为56％，并且反应过程中副产纯碱，可以降低粗盐水精制剂使用量，因此该法引起国内氯碱行业的关注。但是该法的缺点也很明显，溶解度较小，在实际使用中经常出现管道堵塞现象，该工艺尚不成熟，需要在生产中进一步解决存在的问题。
冷冻法、离子交换法等都具有投资大，能耗高的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种含硫酸根废水的新型处理装置及方法，该装置利用了文丘里管的原理，利用文丘里管产生的强真空吸力，以文丘里管内部为主要反应场所，使碳酸钡几乎可以完全与硫酸根反应的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含硫酸根废水的新型处理装置及方法，其特征在于主要包括给水泵、搅拌器、加药泵、文丘里管、循环水槽、碳酸钡悬浊液槽，所述给水泵下端与循环水槽相连，上端通过进水管与文丘里管相连；所述搅拌器置于碳酸钡悬浊液槽内，通过不断搅拌使悬浊液处于悬浮状态不发生沉降；所述加药泵下端与碳酸钡悬浊液池相连，上端通过加药管与文丘里管上的加药口相连接；所述加药口位于文丘里管上，所述加药泵的出口与文丘里管上的加药口相连接，所述文丘里管的进水口通过给水泵与循环水槽连接。
进一步地，本装置的反应方法为：含硫酸根废水进入循环水槽中，通过给水泵在水槽中循环流动，药剂通过加药泵加药管通过加药口进入文丘里管真空区域，经强烈真空混合作用，与废水充分接触，经过多次循环后，硫酸根被完全沉淀为硫酸钡沉淀，形成悬浊液进入循环水槽中，反应结束后，静置沉淀，得到处理后的上清液。
进一步地，文丘里管上的加药口内径为5-10mm，可设置一个或两个；
进一步地，于处理器的主体为PVC构件或者钢结构。
本发明的优点在于将文丘里原理应用于传统碳酸钡法除硫酸根废水中，通过废水与药剂的循环接触反应达到去除水中硫酸根的目的。由于碳酸钡也难溶于水，传统方法中，生成的硫酸钡将没来得及参与反应的碳酸钡包裹、覆盖，使加入的碳酸钡无法完全参与反应，导致反应效率很低。而本发明采用文丘里管内部真空区域作为反应场所，其强混合作用可以避免传统方法中的问题，使碳酸钡与硫酸根充分混合，而使碳酸钡除硫酸根的方法得以更实际的运用。
本发明的另一显著优点是，反应中产生的沉淀硫酸钡纯度较高，经过适当的精制处理后便可作为商品出售或经进一步氧化还原转变为碳酸钡，即废水处理所需药剂，降低药剂成本。
附图说明
图1为一种含硫酸根废水的新型处理装置及方法示意图。
其中，1.给水泵，2.循环水槽，3.进水管，4.文丘里管加药口，5.加药管，6.加药计量泵，7.碳酸钡悬浊液槽，8.搅拌器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请结合图1，含有硫酸根的废水进入循环水槽2，经给水泵1、管道3进入文丘里喷射泵，碳酸钡悬浊液槽7，经加药计量泵6、加药管5、通过加药口4(加药口可设一个或两个)，进入文丘里管真空区域，经强烈真空混合作用，与废水充分接触，经过多次循环后，硫酸根被完全沉淀为硫酸钡沉淀，在反应过程中，搅拌器8以300rad/s速度转动。
用硫酸钠配制含硫酸根离子浓度为12.5g/L的模拟废水25L，置于循环水槽中，根据BaCO3+SO4 2--＝BaSO4+CO3 2-，按化学计量数1：1称取碳酸钡641g，加入1L水中，搅拌，配制成碳酸钡悬浊液，调整加药计量泵速度，缓慢加入完毕后，给水泵循环10min，沉淀，取上清液检测SO4 2-浓度为120mg/L。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种含硫酸根废水的新型处理装置，其特征在于主要包括给水泵、搅拌器、加药泵、文丘里管、循环水槽、碳酸钡悬浊液槽，所述给水泵下端与循环水槽相连，上端通过进水管与文丘里管相连；所述搅拌器置于碳酸钡悬浊液槽内，通过不断搅拌使悬浊液处于悬浮状态不发生沉降；所述加药泵下端与碳酸钡悬浊液池相连，上端通过加药管与文丘里管上的加药口相连接；所述加药口位于文丘里管上，所述加药泵的出口与文丘里管上的加药口相连接，所述文丘里管的进水口通过给水泵与循环水槽连接。
2.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的新型处理装置，其特征在于本装置的反应方法为：含硫酸根废水进入循环水槽中，通过给水泵在水槽中循环流动，药剂通过加药泵加药管通过加药口进入文丘里管真空区域，经强烈真空混合作用，与废水充分接触，经过多次循环后，硫酸根被完全沉淀为硫酸钡沉淀，形成悬浊液进入循环水槽中，反应结束后，静置沉淀，得到处理后的上清液。
3.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的新型处理装置，其特征在于文丘里管上的加药口内径为5-10mm，可设置一个或两个。
4.根据权利要求1所述的一种含硫酸根废水的新型处理装置，其特征在于处理器的主体为PVC构件或者钢结构。
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