CN108439683A - 含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备及其使用方法，其中，包括：调节池，其通过第一泵接于吹脱塔，吹脱塔分别接于风机、吸收塔及第一反应槽，第一反应槽接于第二反应槽，第二反应槽接于第三反应槽，第三反应槽通过第二泵接于至少一个第一过滤器，第一过滤器接于第四反应槽，第四反应槽接于第五反应槽，第五反应槽通过第三泵接于至少一个第二过滤器。本发明具有氨氮和砷的去除率高、效果好、设备稳定的特点，能适应一定程度的负荷波动和变化、相对处理成本低、处理后的废水可以稳定达标排放等优势。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理设备，尤其是涉及含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备。
背景技术
现有技术中高浓度氨氮废水处理的方法主要有吹脱法、化学沉淀法、膜处理法。吹脱法处理高浓度氨氮废水时去除效率高、运行稳定、相对处理成本低，但吹脱法只适合中高浓度氨氮废水的预处理，受氨在水中溶解度的限制，吹脱法很难将废水中氨氮浓度降低到15mg/L以下以实现废水达标排放。化学沉淀法可以处理各种浓度的氨氮废水，处理效果好，且化学沉淀法形成的磷酸铵镁可做肥料，但化学沉淀法处理高浓度氨氮废水时药剂用量大，处理成本高，有时生成的沉淀颗粒细小或是絮状体，工业应用中固液分离有一定的困难。膜处理法处理高浓度氨氮废水能达到很好的去除效果，但膜处理法的主要缺点是膜易受到废水的污染，稳定性差，且相比其它处理方法，投资和运行成本都比较高，因此在一定程度上限制了其应用。
现有技术中处理含重金属砷废水的方法主要有硫化钠沉淀法、絮凝共沉淀法、中和沉淀法、铁氧体法等。硫化钠法主要用于含砷量高的酸性废水，不适用于污水中微量砷的去除，要使工业污水达标排放，还要辅助使用混凝法等其它方法。另外硫化沉淀后的清液中尚有剩余的S2－，排放前要除H2S。硫化剂本身有毒、价格贵，因而限制了它在工业上的广泛应用。絮凝共沉淀法是目前处理含砷废水应用最多的方法，借助加入Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等离子，并调节至适当的酸碱值，使其水解成氢氧化物胶体，这些氢氧化物胶体能吸附砷化物，形成绒状凝胶下沉，从而达到除砷的目的。该方法一般先将废水中的三价砷氧化为五价砷，提高砷的去除率，使之达到处理标准。中和沉淀法是指往废水中添加碱，提高溶液酸碱值，这时砷生成钙或钠盐沉淀。由于砷的固有化学性质，这种方法泥渣沉淀缓慢，且很难将废水中砷净化到符合排放标准。铁氧体法是在含重金属砷离子的废水中添加铁盐，在酸碱值为8.5－9.0，反应温度为60－70度时，鼓风氧化30分钟，即可生成咖啡色的磁性铁氧体渣。这种方法对砷的去除率较高，生成的沉淀颗粒较大，易于分离。但铁氧体法在操作过程中需要将废水加热到60度甚至更高温度，存在处理成本较高，操作较为复杂等缺点。
由于钨、钼精矿本身含有少量的重金属砷，因此在其下游深加工的某些行业中必定会产生一种含重金属砷的高浓度氨氮废水。如前所述，现有处理设备主要针对高浓度氨氮废水处理或针对含重金属砷废水处理，目前还没有专门针对这种含重金属砷的高浓度氨氮废水的处理设备。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理效果较好的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，包括用于调节废水酸碱值的调节池，其通过第一泵接于吹脱塔，吹脱塔分别接于风机、吸收塔及用于调节废水酸碱值的第一反应槽，第一反应槽接于用于除去氨氮的第二反应槽，第二反应槽接于用于除去氨氮的第三反应槽，第三反应槽通过第二泵接于第一过滤器，第一过滤器接于用于提高砷除去效率的第四反应槽，第四反应槽接于用于除去砷的第五反应槽，第五反应槽通过第三泵接于第二过滤器；第一过滤器与第二过滤器分别连接至第一泥浆池与第二泥浆池，且第一泥浆池通过第四泵连接至第一压滤机，第二泥浆池通过第五泵连接至第二压滤机；
第一过滤器与第二过滤器采用如下过滤器，过滤器包括罐体，罐体一侧设置进液口，进液口通过进液管与设置在罐体内的扩散管连接，扩散管的下方设置反射板；罐体内并位于扩散管处设置斜板沉淀区，罐体内上部设置花板，花板处设置滤帽，罐体一侧并位于花板上方设置出液口；罐体内斜板沉淀区与花板之间的区域为过滤介质区域。
上述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，罐体上设置便于检修的人孔。
上述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，罐体顶部设置呼吸口。
上述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，罐体底部设置底部排放口，底部排放口处设置阀门。
上述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，滤介质区域由粒状合成树脂介质构成。
上述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，扩散管的底部设置喇叭口。
上述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，第一反应槽处设置酸碱度自控系统，酸碱度自控系统包括储药罐，储药罐通过加药管接于第一反应槽，加药管上设置加药泵，中和反应槽内设置用于检测酸碱值的传感器，传感器及加药泵均接于控制单元。
上述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其中，控制单元接于显示器。
本发明还公开了一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备的使用方法，包括以下操作步骤：
S10：对含重金属砷的高浓度氨氮废水进行加热直至35至60之间；
S20：将加热后的废水注入调节池内，利用第一泵将调节池内的加热废水抽入吹脱塔中；
S30：调节风机的风量对吹脱塔中的氨氮进行吹脱预处理，被风机吹脱出的氨气被吸收塔31吸收，避免二次污染；
S40：经过吹脱塔后的废水流入第一反应槽中进行酸碱值的调节；
S50：经过酸碱调节的废水依次流过第二反应槽、第三反应槽进行对剩余氨氮、砷以及重金属的分离并沉淀；
S60：利用第二泵将第三反应槽内的废水抽至第一过滤器内，进行氨氮废水沉淀后溶液的过滤将固态分离，再次去除水中的氨氮，利用第一过滤器第一次排出泥浆或过滤废水，泥浆流入第一泥浆池，然后通过第四泵抽至第一压滤机后将泥饼外运填埋；
S70：第一过滤器排出的过滤废水流入第四反应槽，与第四反应槽内的氧化氢反应，再次对砷进行去除，加氧化剂将三价砷氧化为五价砷，提高砷的去除效率；
S80：从第四反应槽流入第五反应槽中利用第五反应槽中硫酸亚铁溶液将砷形成沉淀并去除；
S90：利用第三泵将第五反应槽中的一次过滤废水抽取到第二过滤器内进行第二次泥浆过滤分离，以此排出泥浆和清水，排出的泥浆进入第二泥浆池，并通过第五泵抽至第二压滤机后将泥饼外运填埋。
上述含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备的使用方法，其中，所述S40－S50中，所述第一反应槽内设有稀硫酸液体、所述第二反应槽内设有十二水合磷酸氢二钠溶液、所述第三反应槽内设有七水合氯化镁溶液。
依据上述实施例的一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备及其使用方法，该方案具有以下的效果：
1、具有氨氮和砷的去除率高、效果好、设备稳定的特点，能适应一定程度的负荷波动和变化、相对处理成本低、处理后的废水可以稳定达标排放等优势。
2、其结构简单，易于制造、安装。
附图说明
图1为本发明一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备的结构示意图；
图2为本发明一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备的过滤器的结构示意图。
对应说明书附图内的附图标记参考如下：
罐体100、进液口101、出液口102、扩散管103、喇叭口104、反射板105、斜板沉淀区106、花板107、过滤介质区域108、底部排放口109、呼吸口110、人孔111；
调节池1、第一泵2、吹脱塔3、吸收塔31、风机4、第一反应槽5、第二反应槽6、第三反应槽7、第二泵8、第一过滤器9、第四反应槽10、第五反应槽11、第三泵12、第二过滤器13。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，以下结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，包括用于调节废水酸碱值的调节池1，其通过第一泵2接于吹脱塔3，吹脱塔3分别接于风机4、吸收塔31及用于调节废水酸碱值的第一反应槽5，第一反应槽5接于用于除去氨氮的第二反应槽6，第二反应槽6接于用于除去氨氮的第三反应槽7，第三反应槽7通过第二泵8接于第一过滤器9，第一过滤器9接于用于提高砷除去效率的第四反应槽10，第四反应槽10接于用于除去砷的第五反应槽11，第五反应槽11通过第三泵12接于第二过滤器13；其中，第一过滤器9与第二过滤器13分别连接至第一泥浆池14与第二泥浆池15，且第一泥浆池14通过第四泵16连接至第一压滤机17，第二泥浆池15通过第五泵18连接至第二压滤机19；
如图2所示，第一过滤器9与第二过滤器13采用如下过滤器，过滤器包括罐体100，罐体100一侧设置进液口101，进液口101通过进液管与设置在罐体100内的扩散管103连接，扩散管103的下方设置反射板105；罐体100内并位于扩散管103处设置斜板沉淀区106，罐体100内上部设置花板107，花板107处设置滤帽，罐体100一侧并位于花板107上方设置出液口102；罐体100内斜板沉淀区106与花板107之间的区域为过滤介质区域108。
在本发明的具体实施例中，罐体100上设置便于检修的人孔111。罐体100顶部设置呼吸口110。罐体100底部设置底部排放口109，底部排放口109处设置阀门。滤介质区域由粒状合成树脂介质构成。扩散管103的底部设置喇叭口104。
废水经进液口101、扩散管103、喇叭口104、反射板105后，均匀分布于设备整个截面，经斜板沉淀区106去除较大杂质，经过滤介质吸附、过滤细微、不易沉淀的杂质后，经滤帽、花板107，最后由出液口102流出。
第一反应槽5处设置酸碱度自控系统，酸碱度自控系统包括储药罐，储药罐通过加药管接于第一反应槽5，加药管上设置加药泵，中和反应槽内设置用于检测酸碱值的传感器，传感器及加药泵均接于控制单元。控制单元接于显示器。
调节池1的作用：水质水量的均化，调节进水水质至最佳吹脱条件；第一泵2的作用：提升氨氮废水至吹脱塔3中，控制进水流量；风机4的作用：为吹脱塔3提供合适的风量、风压，达到氨氮吹脱去除效果；吸收塔31的作用：吸收吹脱塔3从废水中吹出的氨气，以免造成二次污染；第一反应槽5的作用：调节酸碱值，为沉淀反应提供最佳反应条件；第二反应槽6、第三反应槽7的作用：添加沉淀反应所用药剂，进一步去除剩余氨氮；第二泵8的作用：提升氨氮沉淀反应溶液至过滤器，控制进水流量；第一过滤器9的作用：用于氨氮废水沉淀反应的固液分离，去除废水中残余氨氮；第四反应槽10的作用：加氧化剂将三价砷氧化为五价砷，提高砷的去除效率；第五反应槽11的作用：加除砷药剂使砷形成沉淀得以去除；第三泵12的作用：提升重金属砷沉淀反应溶液至过滤器，控制进水流量；第二过滤器13的作用：用于重金属砷沉淀反应后的固液分离，去除废水中残余砷。
工作原理：含重金属砷的高浓度氨氮废水经调节池1调节至适合吹脱处理的条件，其中酸碱值(例如该数值为11－13)的调节采用在调节池1中安装酸碱度自控仪；为了利于废水处理，废水温度应保持在合理值范围，可在调节池1中安装温控仪，在线监控废水的温度，当废水温度低于35摄氏度时，废水可通过锅炉余热交换器加热然后进入调节池1，当废水温度高于60摄氏度时，直接进入调节池1即可。
第一泵2以固定流量抽入吹脱塔3中，进行氨氮吹脱预处理，调节风机4风量风压，进行氨氮吹脱预处理，吹脱出的氨气进入吸收塔31用稀硫酸吸收。吹脱处理后的氨氮废水进入第一反应槽5调节至沉淀反应所需酸碱值(例如酸碱值9.0－10.5)，在第二反应槽6、第三反应槽7加入沉淀药剂进行沉淀反应，沉淀反应后的氨氮废水抽入第一过滤器9中，过滤器能截留废水中很微小的反应颗粒物，达到很好的固液分离效果，从而达到去除氨氮废水中残余氨氮的目的，过滤器出水清澈透明，水中悬浮物含量在10mg/L以下，氨氮浓度在15mg/L以下。第一过滤器9排出的泥浆进入第一泥浆池14，然后通过第四泵16抽至第一压滤机17，经过压滤后将泥饼外运填埋；第一过滤器9排出的清水进入第四反应槽10，加过氧化氢溶液氧化三价砷为五价砷，第五反应槽11加入硫酸亚铁溶液使砷形成沉淀物，沉淀反应后的废水通过第三泵12进入第二过滤器13进行固液分离，第二过滤器13出水清澈透明，水中重金属砷基本得以去除，出水满足国家污水综合排放标准一级的标准；另外，第二过滤器13中分离出来的泥浆沉淀进入第二泥浆池15，然后通过第五泵18抽至第二压滤机19，进行压滤后将泥饼外运填埋。设备中所述过滤器特别适用于含砷的氨氮废水沉淀反应的过滤处理，过滤器中的过滤介质能有效吸附、过滤细微颗粒物，沉淀反应中没能及时形成较大颗粒体的细微颗粒也能得到有效的截留去除。
在本发明的具体实施方式中，具有以下使用步骤：步骤一：对含重金属砷的高浓度氨氮废水进行加热直至35至60之间。
步骤二：将加热后的废水注入调节池1内，利用第一泵2将调节池1内的加热废水抽入吹脱塔3中。
步骤三：调节风机4的风量对吹脱塔3中的氨氮进行吹脱预处理，被风机4吹脱出的氨气被吸收塔31吸收，避免二次污染。
步骤四：经过吹脱塔3后的废水流入第一反应槽5中进行酸碱值的调节。
步骤五：经过酸碱调节的废水依次流过第二反应槽6、第三反应槽7进行对剩余氨氮、砷以及重金属的分离并沉淀。
步骤六：利用第二泵8将第三反应槽7内的废水抽至第一过滤器9内，进行氨氮废水沉淀后溶液的过滤将固态分离，再次去除水中的氨氮，利用第一过滤器9第一次排出泥浆或过滤废水，泥浆流入第一泥浆池14，然后通过第四泵16抽至第一压滤机17后将泥饼外运填埋。
步骤七：第一过滤器9排出的过滤废水流入第四反应槽10，与第四反应槽10内的氧化氢反应，再次对砷进行去除，加氧化剂将三价砷氧化为五价砷，提高砷的去除效率。
步骤八：从第四反应槽10流入第五反应槽11中利用第五反应槽11中硫酸亚铁溶液将砷形成沉淀并去除；
步骤九：利用第三泵12将第五反应槽11中的一次过滤废水抽取到第二过滤器13内进行第二次泥浆过滤分离，以此排出泥浆和清水，排出的泥浆进入第二泥浆池15，并通过第五泵18抽至第二压滤机19后将泥饼外运填埋。
在本发明的具体实施方式中，步骤四到步骤五中，第一反应槽5内设有稀硫酸液体、第二反应槽6内设有十二水合磷酸氢二钠溶液、第三反应槽7内设有七水合氯化镁溶液。
综上所述，本发明一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，具有氨氮和砷的去除率高、效果好、设备稳定的特点，能适应一定程度的负荷波动和变化、相对处理成本低、处理后的废水可以稳定达标排放等优势，其结构简单，易于制造、安装。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于，包括用于调节废水酸碱值的调节池，其通过第一泵接于吹脱塔，吹脱塔分别接于风机、吸收塔及用于调节废水酸碱值的第一反应槽，第一反应槽接于用于除去氨氮的第二反应槽，第二反应槽接于用于除去氨氮的第三反应槽，第三反应槽通过第二泵接于第一过滤器，第一过滤器接于用于提高砷除去效率的第四反应槽，第四反应槽接于用于除去砷的第五反应槽，第五反应槽通过第三泵接于第二过滤器；第一过滤器与第二过滤器分别连接至第一泥浆池与第二泥浆池，且第一泥浆池通过第四泵连接至第一压滤机，第二泥浆池通过第五泵连接至第二压滤机；
第一过滤器与第二过滤器采用如下过滤器，过滤器包括罐体，罐体一侧设置进液口，进液口通过进液管与设置在罐体内的扩散管连接，扩散管的下方设置反射板；罐体内并位于扩散管处设置斜板沉淀区，罐体内上部设置花板，花板处设置滤帽，罐体一侧并位于花板上方设置出液口；罐体内斜板沉淀区与花板之间的区域为过滤介质区域。
2.根据权利要求1所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于：罐体上设置便于检修的人孔。
3.根据权利要求1所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于：罐体顶部设置呼吸口。
4.根据权利要求1所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于：罐体底部设置底部排放口，底部排放口处设置阀门。
5.根据权利要求1所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于：滤介质区域由粒状合成树脂介质构成。
6.根据权利要求1所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于：扩散管的底部设置喇叭口。
7.根据权利要求1所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于：第一反应槽处设置酸碱度自控系统，酸碱度自控系统包括储药罐，储药罐通过加药管接于第一反应槽，加药管上设置加药泵，中和反应槽内设置用于检测酸碱值的传感器，传感器及加药泵均接于控制单元。
8.根据权利要求7所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备，其特征在于：控制单元接于显示器。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备的使用方法，包括以下操作步骤：
S10：对含重金属砷的高浓度氨氮废水进行加热直至35至60之间；
S20：将加热后的废水注入调节池内，利用第一泵将调节池内的加热废水抽入吹脱塔中；
S30：调节风机的风量对吹脱塔中的氨氮进行吹脱预处理，被风机吹脱出的氨气被吸收塔31吸收，避免二次污染；
S40：经过吹脱塔后的废水流入第一反应槽中进行酸碱值的调节；
S50：经过酸碱调节的废水依次流过第二反应槽、第三反应槽进行对剩余氨氮、砷以及重金属的分离并沉淀；
S60：利用第二泵将第三反应槽内的废水抽至第一过滤器内，进行氨氮废水沉淀后溶液的过滤将固态分离，再次去除水中的氨氮，利用第一过滤器第一次排出泥浆或过滤废水，泥浆流入第一泥浆池，然后通过第四泵抽至第一压滤机后将泥饼外运填埋；
S70：第一过滤器排出的过滤废水流入第四反应槽，与第四反应槽内的氧化氢反应，再次对砷进行去除，加氧化剂将三价砷氧化为五价砷，提高砷的去除效率；
S80：从第四反应槽流入第五反应槽中利用第五反应槽中硫酸亚铁溶液将砷形成沉淀并去除；
S90：利用第三泵将第五反应槽中的一次过滤废水抽取到第二过滤器内进行第二次泥浆过滤分离，以此排出泥浆和清水，排出的泥浆进入第二泥浆池，并通过第五泵抽至第二压滤机后将泥饼外运填埋。
10.根据权利要求9所述的含重金属砷的高浓度氨氮废水处理设备的使用方法，其特征在于，所述S40－S50中，所述第一反应槽内设有稀硫酸液体、所述第二反应槽内设有十二水合磷酸氢二钠溶液、所述第三反应槽内设有七水合氯化镁溶液。
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