CN109231584A - 一种四氧化三锰生产用排废处理系统 - Google Patents

一种四氧化三锰生产用排废处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种四氧化三锰生产用排废处理系统，包括收集罐、氧化罐、压滤罐、沉淀池和沉锰罐；所述收集罐的收集废水出口通过管道与氧化罐的氧化废水进口连通，所述氧化罐的氧化废水出口与压滤罐的进料口通过管道连通，所述压滤罐的滤水出口通过管道与沉淀池的进液管连通，所述沉淀池的出液管通过管道与清液进管连通，所述沉锰罐的沉淀排口通过管道与压滤罐的进料口连通。本发明通过两次沉锰，大大提高了对含锰废水中锰离子的处理，使得废水处理效果更好，同时将废水中锰离子两次沉淀回收再利用，大大节约了生产的成本。

Description

一种四氧化三锰生产用排废处理系统
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种四氧化三锰生产用排废处理系统。
背景技术
目前，90％的四氧化三锰都是采用电解金属锰悬浮氧化法制备，每吨四氧化三锰的生产过程中会产生5～8吨的工业废水，这些废水中含有大量的锰、钙、镁、钠、氯、硅等元素，这些元素若随着废水直接排放，不仅是水资源和锰元素的浪费，更是对环境的一种污染。现有的处理方法是通过化学氧化法处理废水，使废水中的锰元素与氧气反应生成沉淀物(氧化锰)，然后固液分离实现锰元素的回收。这种方法处理废水锰元素回收率不高，且废水净化不彻底，依然会对环境造成污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种四氧化三锰生产用排废处理系统，它能对废水中的猛进行回收，同时能提高废水处理效率及降低废水处理成本。
本发明所采用的技术方案是：一种四氧化三锰生产用排废处理系统，包括收集罐、氧化罐、压滤罐、沉淀池和沉锰罐；
所述收集罐顶部设有收集废水进口，收集罐内设有搅拌装置和pH传感器，pH传感器安装在搅拌装置上，所述收集罐顶部还设有调节管，调节管上部位于收集罐外并安装有电磁计量阀，下部位于收集罐内上部，所述收集罐底部设有收集废水出口；
所述氧化罐中部开有氧化废水进口，上部安装有安全泄压阀，顶部开有催化剂添加口，所述氧化罐内安装有至少一个环形的曝气管，曝气管上安装有数个曝气头，所述氧化罐下部对称安装有引流缓冲板，引流缓冲板通过扭簧与氧化罐内壁铰接，所述氧化罐底部开有氧化废水出口；
所述压滤罐顶部设有进料口，压滤罐内上部安装有倾斜设置的分隔过滤板，分隔过滤板上均匀开有过滤孔，在压滤罐罐壁上分隔过滤板低端处开有出料口，出料口外通过输送通道连接有回收罐，所述分隔过滤板底部设有与其平行的条形固定座，条形固定座上均匀安装有数个振料锤，所述压滤罐内还插接有压料顶板，压料顶板位于出料口下方，且压料顶板两侧与压滤罐内壁滑动连接，当压料顶板完全插入后，将压滤罐分隔为上下两个腔体，所述压料顶板位于压滤罐外的边缘上安装有握把，所述压滤罐内靠近压滤罐内底部的位置安装有承压滤板，承压滤板上均匀开有细滤孔，所述承压滤板表面还平铺固定有滤布，所述压滤罐内在压料顶板和承压滤板之间安装有压料装置，所述压滤罐罐壁在承压滤板处开有条形的取渣口，所述压滤罐底部开有滤水出口；
所述沉淀池一侧中部设有进液管，另一侧上部设有出液管，所述沉淀池内中部还设有滤渣布，滤渣布位于进液管上方；
所述沉锰罐一侧下部设有清液进管和加料管，另一侧上部设有清液出管，所述清液进管位于沉锰罐外的部分上安装有加压泵，所述沉锰罐内下部安装有叶轮，所述清液进管的出液端伸入沉锰罐内位于叶轮叶片的外沿处，所述沉锰罐底部开有沉淀排出口；
所述收集罐的收集废水出口通过管道与氧化罐的氧化废水进口连通，所述氧化罐的氧化废水出口与压滤罐的进料口通过管道连通，所述压滤罐的滤水出口通过管道与沉淀池的进液管连通，所述沉淀池的出液管通过管道与清液进管连通，所述沉锰罐的沉淀排口通过管道与压滤罐的进料口连通。
作为优选，所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌叶片和驱动电机，所述搅拌轴竖直安装在收集罐内，搅拌叶片安装在搅拌轴下部，搅拌轴底端伸出收集罐并与驱动电机连接。
作为优选，所述曝气管设有多个，多个曝气管均绕氧化罐内壁设置，且多个曝气管沿氧化罐竖直方向间隔均匀的分布。
作为优选，数个曝气头均与水平面呈30-60度夹角，且数个曝气头在曝气管上沿同一旋向绕曝气管中心均匀分布。
作为优选，所述条形固定座设有多个，且多个条形固定座均匀分布在分隔过滤板底部。
作为优选，所述条形固定座内均匀安装有数个气缸，每个气缸对应一个振料锤，气缸与振料锤之间通过气压伸缩杆连接。
作为优选，所述压料装置包括对称设置的压料板，压料板的顶面与压料顶板接触，底面与承压滤板表面的滤布接触，所述压力板靠近压滤罐内壁的一侧中心安装有液压伸缩杆，液压伸缩杆远离压力板的一端伸出压滤罐连接有油缸。
作为优选，所述沉淀池内中部绕沉淀池内壁一周均匀安装有数个固定夹，所述滤渣布通过固定夹固定在沉淀池中部。
一种利用四氧化三锰生产用排废处理系统的废水处理工艺。
本发明的有益效果在于：
(1)通过收集罐对含锰废水进行pH值调节，以便于提高后续氧化反应的效率；
(2)采用臭氧作为氧化剂并加入催化剂发生氧化反应产生羟基，含锰废水中的锰离子和臭氧反应生成为含锰沉淀物，还有少量的锰离子可与羟基发生氧化反应同样生成含锰沉淀物；
(3)通过将氧化反应后的沉淀与废水作固液分离，从而便于回收含锰沉淀物，同时对过滤后的废水作压滤，进一步分离废水中的含锰沉淀物，使得含锰废水处理更彻底，含锰沉淀物回收更充分，节约生产成本；
(4)通过沉锰罐进行二次含锰沉淀，进一步提高了废水的处理效果及锰沉淀的回收。
本发明通过两次沉锰，大大提高了对含锰废水中锰离子的处理，使得废水处理效果更好，同时将废水中锰离子两次沉淀回收再利用，大大节约了生产的成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明压滤罐的内部结构示意图；
图3为本发明压滤罐的外部结构示意图；
图4为本发明氧化罐中曝气管的俯视图。
图中：1、收集罐；2、氧化罐；3、压滤罐；4、沉淀池；5、沉锰罐；10、收集废水进口；11、搅拌装置；12、pH传感器；13、调节管；14、电磁计量阀；15、收集废水出口；1101、搅拌轴；1102、搅拌叶片；1103、驱动电机；20、氧化废水进口；21、安全泄压阀；22、催化剂添加口；23、曝气管；24、曝气头；25、引流缓冲板；26、扭簧；27、氧化废水出口；30、进料口；31、分隔过滤板；32、出料口；33、回收罐；34、条形固定座；35、振料锤；36、压料顶板；37、承压滤板；38、压料装置；39、滤水出口；3101、过滤孔；3401、气缸；3402、气压伸缩杆；3601、握把；3701、细滤孔；3702、滤布；3703、取渣口；3801、压料板；3802、液压伸缩杆；3803、油缸；40、进液管；41、出液管；42、滤渣布；43、固定夹；50、清液进管；51、加料管；52、清液出管；53、加压泵；54、叶轮；55、沉淀排出口。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供的四氧化三锰生产用排废处理系统，包括收集罐1、氧化罐2、压滤罐3、沉淀池4和沉锰罐5；
所述收集罐1顶部设有收集废水进口10，底部设有收集废水出口15，所述收集罐1内设有搅拌装置11、pH传感器12和液位传感器，所述搅拌装置11包括搅拌轴1101、搅拌叶片1102和驱动电机1103，所述搅拌轴1101顶端竖直位于收集罐1的中心线处，底端伸出收集罐1并与驱动电机1103连接，所述搅拌叶片1102设有多组，多组搅拌叶片1102在搅拌轴1101竖直方向均匀分布，所述pH传感器12安装在最底层的搅拌叶片1102上，所述液位传感器安装在收集罐1内上部，所述收集罐1顶部还设有与收集罐1内连通的调节管13，调节管13位于收集罐1外的部位安装有电磁计量阀14；
通过收集罐1对生产四氧化三锰产生的废水进行收集，并通过液位传感器控制收集的进水量，当水位达到预定值后，液位传感器发出警报，然后关闭废水的排入，此时驱动电机1103带动搅拌轴1101转动，从而使得搅拌叶片1102对废水进行搅拌，搅拌的同时pH传感器12检测废水的酸碱度，从而通过调节管13和电磁计量阀14添加中和剂进行废水的pH值调节，将废水的pH值调节至8-11，然后将调节后的废水通过收集废水出口15排入管道进入氧化罐2中；通过收集罐1对废水进行收集并调节pH值，便于废水在合适的酸碱度进入氧化罐2进行一次氧化沉锰，从而能有效提高氧化反应的效率及氧化反应的效果，即能提高后续氧化反应的沉锰效果；
所述氧化罐2位于收集罐1安装有收集废水出口15的一侧，所述收集废水出口15通过管道与所述氧化罐2中部开有的氧化废水进口20连通，管道上安装有阀门，所述氧化罐2内安装有多个绕氧化罐2内壁设置的曝气管23，多个曝气管23沿氧化罐2竖直方向均匀分布，每根曝气管23上安装有间隔均匀的数个曝气头24，每个曝气头24朝上倾斜，与水平面之间形成35度的夹角，同时每个曝气头24向内旋转，按照相同的旋转角度绕曝气管23中心设置，所述旋转角度为每个曝气头24与其在曝气管23上的安装处的曝气管23切线之间呈30度夹角，最底层的曝气管23下方对称安装有引流缓冲板25，引流缓冲板25通过扭簧26铰接在氧化罐2内壁，所述氧化罐2上部安装有安全泄压阀21，顶部还开有催化剂添加口22；
将调节后的废水通过氧化废水进口20送入氧化罐2内，废水从氧化罐2中部落下，经引流缓冲板25缓冲后落入氧化罐2底部，避免对氧化罐2造成过大的冲击，含锰废水送入氧化罐2后，通过曝气管23通入臭氧气体进行曝气，同时通过催化剂添加口22向氧化罐2内添加催氧化铝作为催化剂，从而使得含锰废水中的锰离子和臭氧反应生成为含锰沉淀物，同时臭氧作为氧化剂并加入催化剂发生氧化反应产生羟基，锰离子还可与羟基发生氧化反应同样生成含锰沉淀物，从而完成一次氧化沉锰，去除含锰废水中大部分的锰离子；通过将每根曝气管23上的曝气头24按同一旋向并向上倾斜设置，使得曝气头24爆出的气体在废水中形成旋流，旋流带动废水搅动，从而使得锰离子和臭氧、锰离子和羟基接触更加充分，反应更加彻底，即大大提高了沉锰的效果，提高了去除含锰废水中锰离子的效果及效率；
所述压滤罐3位于氧化罐2的下方，压滤罐3顶部的进料口30通过管道与氧化罐2的氧化废水出口27连通，管道上安装有阀门，所述压滤罐3内上部安装有倾斜设置的分隔过滤板31，分隔过滤板31上均匀开有过滤孔3101，且在压滤罐3罐壁上分隔过滤板31低端处开有出料口32，压滤罐3上出料口32处安装有与出料口32匹配的密封开关门，所述出料口32外通过输送通道连接有回收罐33，所述分隔过滤板31底部设有数个与其平行的条形固定座34，数个条形固定座34并排设置，且间隔均匀的分布在分隔过滤板31下方，条形固定座34两端通过固定块与压滤罐3内壁固定，所述条形固定座34内沿其长度方向间隔均匀安装有数个气缸3401，气缸3401的输出端连接有与分隔过滤板31垂直的气压伸缩杆3402，气压伸缩杆3402远离气缸3401的一端连接有振料锤35，当气压伸缩杆3402完全伸出时，振料锤35紧贴分隔过滤板31底面，所述压滤罐3内壁对称设有水平设置的滑槽，滑槽位于出料口32下方，所述压滤罐3内通过滑槽插接有压料顶板36，当压料顶板36完全插入后，将压滤罐3分隔为两个独立的腔体，此时压料顶板36的一侧位于压滤罐3外，且位于压滤罐3外的部位上安装有握把3601，所述压滤罐3内靠近压滤罐3内底部的位置安装有承压滤板37，承压滤板37上均匀开有细滤孔3701，所述承压滤板37表面还平铺固定有滤布3702，所述压料顶板36与承压滤板37之间对称设有压料板3801，压料板3801的顶面与压料顶板36接触，底面与承压滤板37表面的滤布3702接触，所述压力板靠近压滤罐3内壁的一侧中心安装有液压伸缩杆3802，液压伸缩杆3802远离压力板的一端伸出压滤罐3连接有油缸3803，所述压滤罐3罐壁在承压滤板37处开有条形的取渣口3703，取渣口3703的位置与承压滤板37的位置相对应，滤布3702通过承压滤板37四周的压板固定在承压滤板37表面，所述压滤罐3底部开有滤水出口39；
在氧化反应后将含锰沉淀物和废水一起排入压滤罐3中，含锰沉淀物与废水通过压滤罐3内的分隔过滤板31过滤后，废水通过过滤孔3101滤出落入压滤罐3下部，含锰沉淀物被分离出来留在分隔过滤板31上，在通过分隔过滤板31固液分离时，气缸3401工作带动气压伸缩杆3402作往复运动，从而带动振料锤35对分隔过滤板31进行敲击，从而使得含锰沉淀均向下移动，分离完成后，打开密封开关门，在振料锤35的敲击下，保证含锰沉淀均通过出料口32排出，并经过管道送入回收罐33中，流入压滤罐3下部的废水，其中的小颗粒杂质被滤布3702滤出，留在承压滤板37表面，然后将废水通过滤水出口39排入沉淀池4中，废水排放后，将压料顶板36完全插入，插入后启动油缸3803，控制液压伸缩杆3802带动压料板3801相向运动，从而将承压滤板37表面的固定沉淀进行挤压，同时挤压产生的废水通过滤水出口39排入沉淀池4中，挤压产生的固定沉淀通过打开取渣口3703，取出滤时，将固定沉淀一并取出；通过分隔过滤板31实现固液分离，在分离的同时采用振料锤35对分隔过滤板31进行敲击，从而最大限度的将沉淀物上附着的废水抖落，使得固液分离更彻底，同时振料锤35在排出沉淀时能提高排料的效率，还能避免排料时沉淀物堵塞出料口32，通过设置滤布3702和压料装置38，进一步完成固液分离，提高废水处理效果，同时增加回收的固体沉淀物，降低生产的成本；
所述沉淀池4位于压滤罐3的一侧，沉淀池4的进液管40通过管道与压滤罐3的滤水出口39连通，管道上安装有阀门，进液管40位于沉淀池4一侧中部，所述沉淀池4内中部绕沉淀池4内壁一周均匀安装有数个固定夹43，滤渣布42通过固定夹43水平固定在沉淀池4中部，固定后的滤渣布42位于进液管40的上方，所述沉淀池4远离进液管40的一侧上部设有出液管41；
将压滤后的废水排入沉淀池4中进行沉淀，静置后取上层清液送入沉锰罐5中；其中滤渣布42是为了阻止部分小颗粒物漂浮进入沉锰罐5中；
所述沉锰罐5位于氧化罐2的一侧、压滤罐3的上方，所述沉锰罐5下部的清液进管50通过管道与沉淀池4的出液管41连通，管道上安装有阀门，所述沉锰罐5的一侧下部还设有与其内部连通的加料管51，所述清液进管50位于沉锰罐5外的部分上安装有加压泵53，沉锰罐5内下部安装有叶轮54，清液进管50的出液端伸入沉锰罐5内位于叶轮54叶片的外沿处，所述叶轮54通过支撑架吊装在沉锰罐5内，所述沉锰罐5底部开有沉淀排口，沉淀排口通过管道与压滤罐3的进料口30连通，管道上安装有阀门，所述沉锰罐5远离清液进管50的一侧上部设有清液出管52；
将沉淀池4的上层清液送入沉锰罐5后，通过加压泵53加压使得清液废水进入沉锰罐5时有一定的冲击力，同时清液进管50的出液端位于叶轮54叶片的外沿，因此，清液废水能直接冲击叶轮54的叶片，从而使得叶轮54旋转，在沉锰罐5内形成清液旋流，此时加入絮凝剂，絮凝剂和清液废水在旋流中充分混合，从而发生反应进行二次沉锰，在清液完全排入后，叶轮54失去动力停止运动，旋流消失，静置一段时间后，清液出管52排出沉锰罐5中的上层清液，然后打开沉淀排口，将沉淀与下层浊液送入压滤罐3中，重复压滤罐3作业；通过设置加压泵53使排入的清液废水具备一定的冲击力，从而带动叶轮54使在二次沉锰时絮凝剂与清液废水形成旋流充分接触混合，提高了沉锰反应的效果及效率，使之排出的上层清液达到国家规定的废水排放标准，同时下层的浊液与沉淀排入压滤罐3中进行固液分离，提高了含锰沉淀的回收量，降低了生产的成本。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，仅是对曝气头24的倾斜角度做出了改变，所述曝气头24与水平面之间形成30度的夹角。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，仅是对曝气头24的倾斜角度做出了改变，所述曝气头24与水平面之间形成60度的夹角。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：包括收集罐(1)、氧化罐(2)、压滤罐(3)、沉淀池(4)和沉锰罐(5)；
所述收集罐(1)顶部设有收集废水进口(10)，收集罐(1)内设有搅拌装置(11)和pH传感器(12)，pH传感器(12)安装在搅拌装置(11)上，所述收集罐(1)顶部还设有调节管(13)，调节管(13)上部位于收集罐(1)外并安装有电磁计量阀(14)，下部位于收集罐(1)内上部，所述收集罐(1)底部设有收集废水出口(15)；
所述氧化罐(2)中部开有氧化废水进口(20)，上部安装有安全泄压阀(21)，顶部开有催化剂添加口(22)，所述氧化罐(2)内安装有至少一个环形的曝气管(23)，曝气管(23)上安装有数个曝气头(24)，所述氧化罐(2)下部对称安装有引流缓冲板(25)，引流缓冲板(25)通过扭簧(26)与氧化罐(2)内壁铰接，所述氧化罐(2)底部开有氧化废水出口(27)；
所述压滤罐(3)顶部设有进料口(30)，压滤罐(3)内上部安装有倾斜设置的分隔过滤板(31)，分隔过滤板(31)上均匀开有过滤孔(3101)，在压滤罐(3)罐壁上分隔过滤板(31)低端处开有出料口(32)，出料口(32)外通过输送通道连接有回收罐(33)，所述分隔过滤板(31)底部设有与其平行的条形固定座(34)，条形固定座(34)上均匀安装有数个振料锤(35)，所述压滤罐(3)内还插接有压料顶板(36)，压料顶板(36)位于出料口(32)下方，且压料顶板(36)两侧与压滤罐(3)内壁滑动连接，当压料顶板(36)完全插入后，将压滤罐(3)分隔为上下两个腔体，所述压料顶板(36)位于压滤罐(3)外的边缘上安装有握把(3601)，所述压滤罐(3)内靠近压滤罐(3)内底部的位置安装有承压滤板(37)，承压滤板(37)上均匀开有细滤孔(3701)，所述承压滤板(37)表面还平铺固定有滤布(3702)，所述压滤罐(3)内在压料顶板(36)和承压滤板(37)之间安装有压料装置(38)，所述压滤罐(3)罐壁在承压滤板(37)处开有条形的取渣口(3703)，所述压滤罐(3)底部开有滤水出口(39)；
所述沉淀池(4)一侧中部设有进液管(40)，另一侧上部设有出液管(41)，所述沉淀池(4)内中部还设有滤渣布(42)，滤渣布(42)位于进液管(40)上方；
所述沉锰罐(5)一侧下部设有清液进管(50)和加料管(51)，另一侧上部设有清液出管(52)，所述清液进管(50)位于沉锰罐(5)外的部分上安装有加压泵(53)，所述沉锰罐(5)内下部安装有叶轮(54)，所述清液进管(50)的出液端伸入沉锰罐(5)内位于叶轮(54)叶片的外沿处，所述沉锰罐(5)底部开有沉淀排出口(55)；
所述收集罐(1)的收集废水出口(15)通过管道与氧化罐(2)的氧化废水进口(20)连通，所述氧化罐(2)的氧化废水出口(27)与压滤罐(3)的进料口(30)通过管道连通，所述压滤罐(3)的滤水出口(39)通过管道与沉淀池(4)的进液管(40)连通，所述沉淀池(4)的出液管(41)通过管道与清液进管(50)连通，所述沉锰罐(5)的沉淀排口通过管道与压滤罐(3)的进料口(30)连通。
2.根据权利要求1所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：所述搅拌装置(11)包括搅拌轴(1101)、搅拌叶片(1102)和驱动电机(1103)，所述搅拌轴(1101)竖直安装在收集罐(1)内，搅拌叶片(1102)安装在搅拌轴(1101)下部，搅拌轴(1101)底端伸出收集罐(1)并与驱动电机(1103)连接。
3.根据权利要求1所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：所述曝气管(23)设有多个，多个曝气管(23)均绕氧化罐(2)内壁设置，且多个曝气管(23)沿氧化罐(2)竖直方向间隔均匀的分布。
4.根据权利要求3所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：数个曝气头(24)均与水平面呈30-60度夹角，且数个曝气头(24)在曝气管(23)上沿同一旋向绕曝气管(23)中心均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：所述条形固定座(34)设有多个，且多个条形固定座(34)均匀分布在分隔过滤板(31)底部。
6.根据权利要求5所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：所述条形固定座(34)内均匀安装有数个气缸(3401)，每个气缸(3401)对应一个振料锤(35)，气缸(3401)与振料锤(35)之间通过气压伸缩杆(3402)连接。
7.根据权利要求1所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：所述压料装置(38)包括对称设置的压料板(3801)，压料板(3801)的顶面与压料顶板(36)接触，底面与承压滤板(37)表面的滤布(3702)接触，所述压力板靠近压滤罐(3)内壁的一侧中心安装有液压伸缩杆(3802)，液压伸缩杆(3802)远离压力板的一端伸出压滤罐(3)连接有油缸(3803)。
8.根据权利要求1所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统，其特征在于：所述沉淀池(4)内中部绕沉淀池(4)内壁一周均匀安装有数个固定夹(43)，所述滤渣布(42)通过固定夹(43)固定在沉淀池(4)中部。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种四氧化三锰生产用排废处理系统的废水处理工艺。
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