CN109399878A - 苯胺废水铁泥后处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固体废弃物处理技术领域，公开了一种苯胺废水铁泥后处理系统及其处理方法，本发明的苯胺废水铁泥后处理系统包括预处理装置、箱式密闭板框压滤机和真空干燥装置，将苯胺废水铁泥经过空气催化氧化反应的清洁生产技术制备铁黑，再经密闭脱水、真空干燥制备成成品铁黑；能有效避免在干燥过程中空气对铁黑的氧化而发生质量问题，还能降低处理成本，达到资源化利用的效果。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域，涉及一种苯胺废水铁泥后处理系统及其处理方法。
背景技术
随着社会的发展，人类对环境的重视，为减轻对自然环境环境的压力以及减少污染物的排放要求，对工业企业的环保要求不断提高。目前大多数企业利用减量法和填埋的处理方式处理固废，不仅占用土地资源，还会严重破坏生态环境。随着国家实施节能减排战略、加快培育发展战略性新兴产业，我国固废处理行业的建设规模和服务范围将进一步扩大。固废处理建设市场和运营市场进入高速发展期，产业整合逐步展开，固废处理市场化改革将进一步推进，我国固废处理投资运营市场具有广阔的市场空间。
苯胺黑染料生产过程中，会产生大量的苯胺废水，主要由酸洗过程中产生大量酸性废水和苯胺蒸馏过程中产生的碱性废水，这些废水必须经过严格处理，才能达到排放标准，无形中增加了生产成本，每吨废水约耗费五、六百元，而且处理过程中还会产生废污泥，需进行填埋或焚烧，占用土地，带来污染，还造成资源浪费，增加企业成本。
目前针对苯胺废水中铁泥的固废处置方式，一些工业企业开始采用焚烧的方式处置，焚烧工艺缺点是建设成本高，能耗及其运行成本都较高；而且由于铁泥中含有苯胺等有机化合物，会给环境带来二次污染，进而增加对尾气处理的成本。由于铁泥主要成分为氢氧化亚铁，还含有一部分氢氧化铁及其少量的苯胺等，完全可以将铁泥变废为宝，制备成铁黑产品；传统方法是，利用化学法催化氧化法处理，再经传统烘箱加热处理，制备铁黑产品。由于铁黑制备工艺复杂，极易受空气氧化而使产品质量变差。因此，急需一种能够充分利用铁泥特性进行无害化、资源化处理，降低处理成本，且提高产品质量的新型技术设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种苯胺废水铁泥后处理系统及其处理方法，它可以改变铁泥固废处理方式，提供一种投入少、资源化处理的装置系统。
为解决上述技术问题，本发明的苯胺废水铁泥后处理系统及其处理方法的技术解决方案为：
苯胺废水铁泥后处理系统，包括依次连接的苯胺废水污泥储槽、物料传输泵、预处理装置、砂浆泵、密闭脱水装置、物料收集斗和真空干燥装置；预处理装置包括反应釜，反应釜外设有加热套，反应釜内设有搅拌桨，搅拌桨由搅拌电机驱动，反应釜上连接有酸碱性自动补液装置、空气产生装置和A尾气回收处理装置；密闭脱水装置采用箱式密闭板框压滤机，其箱体内设置有多层内嵌式滤板；真空干燥装置包括由水汽真空管路依次连接的耙式真空干燥机、水汽冷凝器、放空阀和真空泵，真空泵后连接B尾气回收装置，耙式真空干燥机上方设有进料口，下方设有卸料阀，耙式真空干燥机外设有蒸汽加热夹套，蒸汽加热夹套与A蒸汽加热管连接，耙式真空干燥机内设有耙轴，耙轴上均布耙齿，耙轴由传动电机驱动。
箱式密闭板框压滤机的箱体内设有机内刮刀和搅拌轴，搅拌轴上设有变角度变导程的螺旋搅拌叶。
耙式真空干燥机的耙轴为中空结构，其中空腔与B蒸汽加热管连接。
耙式真空干燥机的进料口朝上，且位于机壳的中间位置。
物料收集斗的大端接于箱式密闭板框压滤机的排料口处，小端接于耙式真空干燥机的进料口处。
苯胺废水铁泥后处理系统的处理方法，包括以下步骤：
第(1)步，通过物料传输泵将苯胺废水铁泥输入预处理装置，苯胺废水铁泥在预处理装置中经过均匀分散、酸碱性调节、加热、空气氧化过程，制备成铁黑中间体；
第(2)步，将经过预处理装置处理生成的铁黑中间体，经砂浆泵压入箱式密闭板框压滤机中，进行压滤、水洗，除去铁黑中间体中的苯胺杂质和水分，滤液进入生化处理系统；在过滤时对物料进行搅拌、提升和刮料操作，在卸料时自动推出滤饼；
第(3)步，再将滤饼输送到耙式真空干燥机进行干燥；耙式真空干燥机采用蒸汽夹套间接加热物料，湿物料经耙式真空干燥机壳体上方正中间加入，在不断转动的耙齿的搅拌下，物料与壳体壁接触时，表面不断更新，被干燥物料受到蒸汽间接加热，而使物料水分气化，气化的水分由真空泵及时抽走，耙式真空干燥机可同时采用夹层与耙齿同时加热方式。
步骤(1)中向预处理装置内添加物料时，先将预处理装置中的尾气回收处理装置打开，将苯胺废水铁泥经物料传输泵输入预处理装置内；再将搅拌电机打开，转速50-500rpm；启动酸碱性自动补液装置，调整体系pH＝8-11，同时开启加热装置，温度控制在60-90℃；最后打开空气产生装置，进行空气催化氧化10min-30min。
空气产生装置的工作参数分别为：输出流量：0～300L/min，输出压力：0～20MPa，电源电压：AC380V±10％，额定功率：3000w。
步骤(2)中箱式密闭板框压滤机先将物料进行滤干，再进行洗涤，利用机内刮刀、搅拌轴及螺旋搅拌叶挤压旋转搅拌，使滤饼再浆，这时再通过加压方法把料过滤成滤饼，这样重复两次再过滤，最终再把滤饼全部挤出机外。
步骤(3)中，首先对耙式真空干燥机开机进行检查，关闭卸料阀；打开进料口，将步骤(2)中的滤饼输送到耙式真空干燥机中，进料的量须小于其容积的一半，进料完成后关闭进料口；打开真空泵，开启真空管路阀门，保持一定负压；开启传动电机，使主轴平衡启动、旋转；开启蒸汽加热夹套和耙轴的加热蒸汽，对物料进行加热，温度控制在60-100℃；废气经B尾气回收装置吸收，干燥完成后，切断加热蒸汽，然后等物料降到适当温度时，关闭真空管路阀门，打开真空系统上的放空阀门，使罐内接通大气，耙轴继续运转，准备卸料。
与现有技术相比，本发明的苯胺废水铁泥后处理系统包括预处理装置、密闭脱水的装置和真空干燥装置一整套系统，利用清洁生产技术将苯胺废水铁泥经过空气催化氧化反应制备成铁黑，再经密闭脱水、真空干燥制备成成品铁黑；能有效避免在干燥过程中空气对铁黑的氧化而发生质量问题，还能降低处理成本，达到资源化利用的效果。
采用液相法将苯胺废水铁泥制备成铁黑，利用预处理装置设定好预处理的反应条件，无需添加化学氧化物质及其它助剂，只需微调苯胺废水铁泥的ph值，通过加热升温操作，利用空气催化氧化，预处理具有操作简单，设备成本低，反应快等优点，预处理过程中部分苯胺因升温挥发脱离体系，通过A尾气回收装置能有效的收集处理；预处理的铁黑产品经密闭脱水装置脱水后直接送入真空干燥装置进行干燥，有效避免接触空气，影响产品质量，密闭脱水能有效防止苯胺水汽散发而污染环境，设备成本低，操作简单；真空干燥装置选用耙式干燥机，具有结构简单，操作方便，使用周期长，性能稳定可靠，蒸汽耗量小，适用性强，产品质量好，特别适用于不耐高温、易燃、高温下易氧化的膏状物料的干燥，有效避免在干燥的过程中因接触空气而氧化铁黑产品。该套制备装置具有设备成本低，操作简单，耗材耗能低等优点。
附图说明
图1为苯胺废水铁泥后处理系统的结构示意图。
其中，1-苯胺废水污泥储槽，101-物料传输泵，
2-预处理装置，201-A尾气回收处理装置，202-搅拌电机，203-酸碱性自动补液装置，204-加热装置，205-空气产生装置，206-砂浆泵，
3-密闭脱水装置，301-物料收集斗，302-废水排管，303-内嵌式滤板，
4-真空干燥装置，401-进料口，402-真空泵，403-水汽真空管路，404-水汽冷凝器，405-传动电机，406-耙齿，407-A蒸汽加热管，408-B蒸汽加热管，409-放空阀，410-卸料阀，411-B尾气回收装置。
具体实施方式
如图1所述为本发明的苯胺废水铁泥后处理系统，包括以下部件：苯胺废水污泥储槽1、物料传输泵101、预处理装置2、A尾气回收处理装置201、搅拌电机202、酸碱性自动补液装置203、加热装置204、空气产生装置205、砂浆泵206、密闭脱水装置3、物料收集斗301、废水排管302、内嵌式滤板303、真空干燥装置4、进料口401、真空泵402、水汽真空管路403、水汽冷凝器404、传动电机405、耙齿406、A蒸汽加热管407、B蒸汽加热管408、放空阀409、卸料阀410和B尾气回收装置411。
苯胺废水铁泥后处理系统，包括依次连接的苯胺废水污泥储槽、物料传输泵、预处理装置、砂浆泵、密闭脱水装置、物料收集斗和真空干燥装置；预处理装置包括反应釜，反应釜外设有加热套，反应釜内设有搅拌桨，搅拌桨由搅拌电机驱动，反应釜上连接有酸碱性自动补液装置、空气产生装置和A尾气回收处理装置；密闭脱水装置采用箱式密闭板框压滤机，其箱体内设置有多层内嵌式滤板；真空干燥装置包括由水汽真空管路依次连接的耙式真空干燥机、水汽冷凝器、放空阀和真空泵，真空泵后连接B尾气回收装置，耙式真空干燥机上方设有进料口，下方设有卸料阀，耙式真空干燥机外设有蒸汽加热夹套，蒸汽加热夹套与A蒸汽加热管连接，耙式真空干燥机内设有耙轴，耙轴上均布耙齿，耙轴由传动电机驱动。
箱式密闭板框压滤机的箱体内设有机内刮刀和搅拌轴，搅拌轴上设有变角度变导程的螺旋搅拌叶。
耙式真空干燥机的耙轴为中空结构，其中空腔与B蒸汽加热管连接。
耙式真空干燥机的进料口朝上，且位于机壳的中间位置。
物料收集斗的大端接于箱式密闭板框压滤机的排料口处，小端接于耙式真空干燥机的进料口处。
利用本发明的苯胺废水铁泥后处理系统的具体处理步骤如下：
第(1)步,启动物料传输泵101将苯胺废水污泥储槽1中的苯胺废水铁泥传输到预处理装置2内，同时将预处理装置中的尾气回收处理装置201打开，再将搅拌电机202打开，转速为50-500rpm；启动酸碱性自动补液装置203，调整体系pH＝8-11，同时开启加热装置204，温度控制在60-90℃；最后打开空气产生装置205，进行空气催化氧化10min-30min。空气产生装置的空气输出流量为0～300L/min，输出压力为0～20MPa，电源电压为AC380V±10％，额定功率为3000w；
第(2)步，通过砂浆泵206将物步骤(1)中的铁黑打入密闭脱水装置3中，先将物料进行滤干，废水从302排出，这时再通过加压方法把料压滤成滤饼，压干后的滤饼经物料收集斗301收集至真空干燥装置4中；
第(3)步，首先对真空干燥装置4开机进行检查，关闭卸料阀410；打开进料口401，将步骤(2)中的滤饼输送到真空干燥装置4中，进料不得超过容积的一半，关闭进料口401；打开真空泵402，开启水汽真空管路403，保持一定负压；开启传动电机405，使耙轴406平衡启动、旋转；开启蒸汽加热管407，对物料进行加热，温度60-100℃；传热面积更大，热效率高，使其获得更高的干燥效率。由于操作真空度较高，被干燥物料表面水蒸气压力远大于干燥机壳体内蒸发空间的水蒸气压力，从而有利于被干燥物料内部水分和表面水分的排出，有利于被干燥物料的水分子运动，达到干燥目的，干燥完成后，切断蒸汽，然后等物料降到适当温度时，关闭真空管路阀门，打开真空系统上的放空阀409，使罐内接通大气，耙轴继续运转，准备卸料。
实施例1
采用本发明苯胺废水铁泥后处理系统处理苯胺废水铁泥选用车间生产苯胺黑染料产生的铁泥为例，其中苯胺废水铁泥含苯胺0.05％，水70％；预处理装置控制条件为：电机搅拌转速100rpm，体系pH＝10-10.5、温度70℃，空气催化氧化15min，空气产生装置(输出流量：0～300L/min、输出压力：0～20MPa、电源电压：AC380V±10％、额定功率：3000w)。真空干燥装置控制条件：温度80℃，真空表压力-0.01MPa；完全实现将苯胺废水铁泥变废为宝，制备成铁黑产品，实现资源化利用。其中铁黑产品物理指标如表1所示。
表1铁黑产品物理指标
实施例2
采用本发明苯胺废水铁泥后处理系统处理苯胺废水铁泥选用车间生产苯胺黑染料产生的铁泥为例，其中苯胺废水铁泥含苯胺0.1％，水60％；预处理装置控制条件为：电机搅拌转速100rpm，体系pH＝9-10、温度90℃，空气催化氧化15min，空气产生装置(输出流量：0～300L/min、输出压力：0～20MPa、电源电压：AC380V±10％、额定功率：3000w)。真空干燥装置控制条件：温度80℃，真空表压力-0.01MPa；完全实现将苯胺废水铁泥变废为宝，制备成铁黑产品，实现资源化利用。其中铁黑产品物理指标如表2所示。
表2铁黑产品物理指标
处理后的铁黑产品具有磁性的黑色晶体，磁性好，导电性好，吸油值达到20g/100g，分散性能好，颗粒均匀，杂质少。
以上所述，只是本发明较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上限制，但在本发明的基础上，对之作出修改或改进，这对本技术领域内的专业技术人员是显而易见的。因此，在本发明的基础上作出修改或改进的，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.苯胺废水铁泥后处理系统，其特征在于：包括依次连接的苯胺废水污泥储槽、物料传输泵、预处理装置、砂浆泵、密闭脱水装置、物料收集斗和真空干燥装置；预处理装置包括反应釜，反应釜外设有加热套，反应釜内设有搅拌桨，搅拌桨由搅拌电机驱动，反应釜上连接有酸碱性自动补液装置、空气产生装置和A尾气回收处理装置；密闭脱水装置采用箱式密闭板框压滤机，其箱体内设置有多层内嵌式滤板；真空干燥装置包括由水汽真空管路依次连接的耙式真空干燥机、水汽冷凝器、放空阀和真空泵，真空泵后连接B尾气回收装置，耙式真空干燥机上方设有进料口，下方设有卸料阀，耙式真空干燥机外设有蒸汽加热夹套，蒸汽加热夹套与A蒸汽加热管连接，耙式真空干燥机内设有耙轴，耙轴上均布耙齿，耙轴由传动电机驱动。
2.根据权利要求1所述的苯胺废水铁泥后处理系统，其特征在于：箱式密闭板框压滤机的箱体内设有机内刮刀和搅拌轴，搅拌轴上设有变角度变导程的螺旋搅拌叶。
3.根据权利要求1所述的苯胺废水铁泥后处理系统，其特征在于：耙式真空干燥机的耙轴为中空结构，其中空腔与B蒸汽加热管连接。
4.根据权利要求1所述的苯胺废水铁泥后处理系统，其特征在于：耙式真空干燥机的进料口朝上，且位于机壳的中间位置。
5.根据权利要求1所述的苯胺废水铁泥后处理系统，其特征在于：物料收集斗的大端接于箱式密闭板框压滤机的排料口处，小端接于耙式真空干燥机的进料口处。
6.根据权利要求1所述的苯胺废水铁泥后处理系统的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
第（1）步，通过物料传输泵将苯胺废水铁泥输入预处理装置，苯胺废水铁泥在预处理装置中经过均匀分散、酸碱性调节、加热、空气氧化过程，制备成铁黑中间体；
第（2）步，将经过预处理装置处理生成的铁黑中间体，经砂浆泵压入箱式密闭板框压滤机中，进行压滤、水洗，除去铁黑中间体中的苯胺杂质和水分，滤液进入生化处理系统；在过滤时对物料进行搅拌、提升和刮料操作，在卸料时自动推出滤饼；
第（3）步，再将滤饼输送到耙式真空干燥机进行干燥；耙式真空干燥机采用蒸汽夹套间接加热物料，湿物料经耙式真空干燥机壳体上方正中间加入，在不断转动的耙齿的搅拌下，物料与壳体壁接触时，表面不断更新，被干燥物料受到蒸汽间接加热，而使物料水分气化，气化的水分由真空泵及时抽走，耙式真空干燥机可同时采用夹层与耙齿同时加热方式。
7.根据权利要求6所述的苯胺废水铁泥后处理系统的处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中向预处理装置内添加物料时，先将预处理装置中的尾气回收处理装置打开，将苯胺废水铁泥经物料传输泵输入预处理装置内；再将搅拌电机打开，转速50-500rpm；启动酸碱性自动补液装置，调整体系pH=8-11，同时开启加热装置，温度控制在60-90℃；最后打开空气产生装置，进行空气催化氧化10min-30min。
8.根据权利要求6所述的苯胺废水铁泥后处理系统的处理方法，其特征在于：所述的空气产生装置的工作参数分别为：输出流量：0～300L/min，输出压力：0～20MPa，电源电压：AC380V±10% ，额定功率：3000w 。
9.根据权利要求6所述的苯胺废水铁泥后处理系统的处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中箱式密闭板框压滤机先将物料进行滤干，再进行洗涤，利用机内刮刀、搅拌轴及螺旋搅拌叶挤压旋转搅拌，使滤饼再浆，这时再通过加压方法把料过滤成滤饼，这样重复两次再过滤，最终再把滤饼全部挤出机外。
10.根据权利要求6所述的苯胺废水铁泥后处理系统的处理方法，其特征在于：步骤（3）中，首先对耙式真空干燥机开机进行检查，关闭卸料阀；打开进料口，将步骤（2）中的滤饼输送到耙式真空干燥机中，进料的量须小于其容积的一半，进料完成后关闭进料口；打开真空泵，开启真空管路阀门，保持一定负压；开启传动电机，使主轴平衡启动、旋转；开启蒸汽加热夹套和耙轴的加热蒸汽，对物料进行加热，温度控制在60-100℃；废气经B尾气回收装置吸收，干燥完成后，切断加热蒸汽，然后等物料降到适当温度时，关闭真空管路阀门，打开真空系统上的放空阀门，使罐内接通大气，耙轴继续运转，准备卸料。
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