CN109179835A - 一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺及其专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺及其专用设备，将纳滤浓水与难处理的危废杂盐在洗盐系统中混合充分，去除结垢因子、软化水质，产生的清净废水再通过化学沉淀除杂工艺，将水中的Cr、V等重金属离子及杂质彻底去除，产水返回生产废水处理系统进行后续处理，包括还原中和反应、氨吹脱、深度氧化、纳滤、反渗透、蒸发结晶等工艺。该处理工艺不仅巧妙地利用了生产废水处理系统中部分纳滤浓水作为药剂，降低了处理成本，同时还解决了危废杂盐出路难的难题，达到了以废治废、资源化的目的，具有一定的经济效益与社会效益。

Description

一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺及其专用设备

技术领域

本发明属于资源回收处理技术领域，具体讲就是涉及工业废水处理所产生杂盐资源化的方法，尤其是涉及一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工及其专用设备。

背景技术

钒作为一种重要的金属，被广泛应用于合金及钢铁工业、催化剂、陶瓷、颜料、玻璃等行业中，而钒产品在生产过程中会不可避免地产生大量的含钒废水。目前大多数处理工艺是进行简单预处理，之后采用蒸发浓缩的方式进一步处理。因此蒸发母液在干燥系统中会产生大量杂盐，杂盐中主要含有重金属(钒、铬等)、结垢因子(主要以钙为主)、盐类(硫酸根、氯离子等)、氨氮等污染物，具有成分复杂、毒性大以及可生化性差等特点，难以处理，长期堆积会导致二次污染的风险。

目前常见的钒产品生产过程中产生大量的含钒废水处理法是利用硫酸铵的分解法，但是硫酸铵的分解会造成严重的环境污染。有的公司是将部分硫酸钠返回钒渣焙烧工序，但用量不大且焙烧烟气需要进行脱硫处理。当结晶液放置于环境中，由于硫酸钠废渣极易溶于水，因此堆场必须有良好的防雨防渗措施，由此产生的成本较高，还会形成二次污染，对周围环境产生较差的影响，不能满足国家《钒工业污染物排放标准》(GB 26452-2011)的排放要求。若不进行妥善处置，不仅会造成资源的浪费，而且不符合清洁生产的要求；若要达标排放，则存在处理难度高、耗能大、运行成本贵和工程投资高等一系列问题。

综上所述，目前处理工艺的处理效果具有一定的局限性，很难实现零排放的要求。为了实现含钒废水的无害化处理与综合利用，亟待需要开发一种新技术实现废水零排放，从而促进制钒工艺的发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺及其专用设备，该工艺一方面利用生产废水处理系统中部分Na₂SO₄盐作为药剂，降低了处理成本，实现资源化利用；另一方面将堆积的难去除的杂盐进行有效处理，将危废杂盐中的结垢因子除去，减小了在容器以及管道中出现结垢现象，通过对重金属离子钒铬的去除，降低重金属对环境以及生物的影响。整个工艺技术实现了以废治废、资源化利用，并且降低了危废杂盐处理成本，符合清洁生产的要求。

技术方案

为了实现上述技术目的，本发明提供一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺，其特征在于：它包括以下几个步骤：

(1)将含有Na₂SO₄盐的纳滤浓水与危废杂盐充分混合，去除水中结垢因子、软化水质，得到清净废水；

(2)将步骤(1)中产生的清净废水通过pH调节进行沉淀反应，去除水中重金属离子及杂质，得到上清液；

(3)将步骤(2)中产生的上清液进行零排放处理；

(4)S1：将步骤(3)得到的部分纳滤浓水进行蒸发结晶，得到Na₂SO₄盐；

S2：将步骤(3)得到的部分纳滤浓水回用。

进一步，所述步骤(1)中含有Na₂SO₄盐的纳滤浓水与杂盐进行充分混合的时间为20～60min，用以去除水中结垢因子、软化水质。

进一步，所述步骤(2)中通过投加石灰或石灰乳或氢氧化钠，调节废水的pH在9～12之间，然后加入碳酸钠，反应时间为20～60min，彻底去除废水中的Cr、V重金属离子及杂质，得到上清液，沉淀以污泥形式处理。

进一步，所述步骤(4)的S1将浓缩后的部分纳滤浓水进行蒸发结晶制Na₂SO₄盐；

所述步骤(4)的S2中的部分浓水进行回用，产水返回处理，产生的冷凝水进行回用。

一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺的专用设备，其特征在于：它包括洗盐系统、化学沉淀池、还原中和反应池、吹脱单元、氧化反应器、纳滤单元、反渗透单元和蒸发结晶单元；

所述洗盐系统与化学沉淀池连接，洗盐系统和化学沉淀池的污泥端均与污泥处理系统连接，化学沉淀池的出水端与还原中和反应池连接；还原中和反应池的污泥输出端与污泥处理系统连接，还原中和反应池的输出端与吹脱单元连接；吹脱单元的出水输出端与氧化反应器连接；氧化反应器的输出端与中间水池连接，中间水池与纳滤单元连接，中间水池与纳滤单元连接管路上装有第一进水泵；纳滤单元的产水输出端连接反渗透单元,反渗透单元的产水输出端连接产水池，纳滤单元的产水输出端返回连接中间水池，纳滤单元的浓水输出端与蒸发结晶单元连接；纳滤单元的浓水输出端与洗盐系统连接；蒸发结晶单元的结晶盐输出端连接硫酸钠回收装置，冷凝水输出端连接储水池。

进一步，所述洗盐系统、还原中和反应池和吹脱单元中均设有搅拌机。

进一步，所述吹脱单元的空气进口端与鼓风机连接，氨气出口端与硫酸吸收装置连接。

有益效果

本发明的一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺及其专用设备，该工艺既可有效利用生产废水处理系统部分Na₂SO₄盐作为药剂，降低处理成本，又可解决杂盐出路难的问题，实现资源化利用。另外，将危废杂盐中的结垢因子除去，降低了在容器以及管道中出现结垢现象的风险，通过对钒铬重金属离子的去除，减少了重金属对环境以及生物的影响。因此，整个工艺技术实现了以废治废、资源化利用，改善了危废杂盐的难以有效利用的处境，降低了处理成本，符合清洁生产的要求，具有明显的经济效益与社会效益。

附图说明

附图1是本发明实施例的工艺流程图。

附图2是本发明实施例的专用装置连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。

实施例

如附图2所示，一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺的专用设备，它包括洗盐系统1、化学沉淀池2、还原中和反应池3、吹脱单元4、氧化反应器5、纳滤单元6、反渗透单元7和蒸发结晶单元8；

所述洗盐系统1与化学沉淀池2连接，洗盐系统1和化学沉淀池2的污泥端均与污泥处理系统17连接，化学沉淀池2的出水端与还原中和反应池3连接；还原中和反应池3的污泥输出端与污泥处理系统17连接，还原中和反应池3的输出端与吹脱单元4连接；吹脱单元4的出水输出端与氧化反应器5连接；氧化反应器5的输出端与中间水池12连接，中间水池12与纳滤单元6连接，中间水池12与纳滤单元6连接管路上装有第一进水泵13；纳滤单元6的产水输出端连接反渗透单元7，反渗透单元7的产水输出端连接产水池16，纳滤单元6的产水输出端返回连接中间水池12，纳滤单元6的浓水输出端与蒸发结晶单元8连接；纳滤单元6的浓水输出端与洗盐系统1连接；蒸发结晶单元8的结晶盐输出端连接硫酸钠回收装置14，冷凝水输出端连接储水池15。

所述洗盐系统1、还原中和反应池3和吹脱单元4中均设有搅拌机9。

所述吹脱单元4的空气进口端与鼓风机11连接，氨气出口端与硫酸吸收装置10连接。

如附图1所示，利用上述装置进行冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺，它包括以下几个步骤：

第一步，将含有Na₂SO₄盐的纳滤浓水与危废杂盐在洗盐系统1中充分混合，混合时间为20～60min，去除水中结垢因子、软化水质，得到清净废水；

第二步，将第一步中的产生的清净废水通过pH调节在化学沉淀池2中进行化学沉淀工艺，去除水中重金属离子及杂质，得到上清液；通过投加石灰或石灰乳或氢氧化钠，调节废水的pH在9～12之间，然后加入碳酸钠，反应时间为20～60min，彻底去除废水中的Cr、V等重金属离子及杂质，得到上清液，沉淀以污泥形式在污泥处理系统中进行处理。

第三步，将第二步中产生的上清液返回到生产废水处理系统中，进行后续处理过程；

第四步，S1，将步骤(3)中部分纳滤浓水在结晶蒸发单元进行蒸发结晶过程，得到Na₂SO₄盐；

S2：将步骤(3)中部分纳滤浓水送入步骤(1)中的洗盐系统，产水返回至纳滤系统循环处理，系统中产生的冷凝水进行回用。

本发明实施例所附图式所绘示的结构、比例、大小、数量等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“顺时针”、“逆时针”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (7)

1.一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺，其特征在于：它包括以下几个步骤：

(1)将含有Na₂SO₄盐的纳滤浓水与危废杂盐充分混合，去除水中结垢因子、软化水质，得到清净废水；

(2)将步骤(1)中产生的清净废水通过pH调节进行沉淀反应，去除水中重金属离子及杂质，得到上清液；

(3)将步骤(2)中产生的上清液进行零排放处理；

(4)S1：将步骤(3)处理过程中得到的部分纳滤浓水进行蒸发结晶，得到Na₂SO₄盐；

S2：将步骤(3)处理过程中得到的部分纳滤浓水回用。

2.根据权利要求1所述的一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中含有Na₂SO₄盐的纳滤浓水与杂盐进行充分混合的时间为20～60min，用以去除水中结垢因子、软化水质。

3.根据权利要求1所述的一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤(2)中通过投加石灰或石灰乳或氢氧化钠，调节废水的pH在9～12之间，然后加入碳酸钠，反应时间为20～60min，彻底去除废水中的Cr、V重金属离子及杂质，得到上清液，沉淀以污泥形式处理。

4.根据权利要求1所述的一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤(4)的S1中将浓缩后的部分纳滤浓水进行蒸发结晶制Na₂SO₄盐；

所述步骤(4)的S2中的部分浓水进行回用，产水返回处理，产生的冷凝水进行回用。

5.上述权利要求1～4中任一项权利要求所述的一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺的专用设备，其特征在于：它包括洗盐系统(1)、化学沉淀池(2)、还原中和反应池(3)、吹脱单元(4)、氧化反应器(5)、纳滤单元(6)、反渗透单元(7)和蒸发结晶单元(8)；

所述洗盐系统(1)与化学沉淀池(2)连接，所述洗盐系统(1)和化学沉淀池(2)的污泥端均与污泥处理系统(17)连接，所述化学沉淀池(2)的出水端与还原中和反应池(3)连接；所述还原中和反应池(3)的污泥输出端与污泥处理系统(17)连接，所述还原中和反应池(3)的输出端与吹脱单元(4)连接；所述吹脱单元(4)的出水输出端与氧化反应器(5)连接；所述氧化反应器(5)的输出端与中间水池(12)连接，所述中间水池(12)与纳滤单元(6)连接，所述中间水池(12)与纳滤单元(6)连接管路上装有第一进水泵(13)；所述纳滤单元(6)的产水输出端连接反渗透单元(7)，所述反渗透单元(7)的产水输出端连接产水池(16)，所述纳滤单元(6)的产水输出端返回连接中间水池(12)，所述纳滤单元(6)的浓水输出端与蒸发结晶单元(8)连接；所述纳滤单元(6)的浓水输出端与洗盐系统(1)连接；所述蒸发结晶单元(8)的结晶盐输出端连接硫酸钠回收装置(14)，所述冷凝水输出端连接储水池(15)。

6.如权利要求5所述的一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺的专用设备，其特征在于：所述洗盐系统(1)、还原中和反应池(3)和吹脱单元(4)中均设有搅拌机(9)。

7.如权利要求5所述的一种冶炼行业危废杂盐资源化处理工艺的专用设备，其特征在于：所述吹脱单元(4)空气进口端与鼓风机(11)连接，氨气出口端与硫酸吸收装置(10)连接。