CN110228866A - 一种污酸污水处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污酸污水处理方法及设备，该方法包括石灰乳制备，中和污酸，硫化法沉淀分离出有价金属步骤。该设备包括石灰乳槽、污酸槽、碱化槽、中和槽、混合水槽、硫化槽、硫化水槽、PH值调节槽、外排水槽、输送泵、膜过滤器、压滤机。本发明的有益效果是污酸污水处理效果好，符合排放标准，有价金属可以返回焙烧主系统，提高了有价金属的回收利用率。产生石膏渣比较纯净，杜绝有害渣的生成。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污酸污水处理方法及设备。
背景技术
在我国，有色冶炼、硫酸工业在其生产过程中，会不断产生大量的污酸、污水。有色冶炼烟气制酸、硫铁矿制酸净化系统外排污酸，通常含有重金属铅、锌、镉及砷、氟等离子，其它工序也会产生含重金属中性或酸性污水。这些含有重金属的水必须进行处理，达到排放标准。污酸、污水处理目前最常用的是化学沉淀法，一般采用氢氧化物除重金属离子及附加铁盐除砷。这种方式只是将重金属从水中转移到渣中，渣还是要外排到专用渣场，不能有效解决问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种污酸污水处理方法。
本发明的另一目的是提供一种污酸污水处理设备。
本发明的第一目的是通过以下方案来实现的：一种污酸污水处理方法，包括如下步骤：
S1、生石灰和碱化上清液反应，旋流分离出石灰乳和过烧石灰，主要化学反应式为：
CaO + H2O = Ca(OH)2
S2、硫化水、过烧石灰和铁盐反应，控制pH为10.5～12，过滤分离出碱化浓缩物和碱化上清液，主要化学反应式为：
2H3AsO3 + 3Ca(OH)2 = Ca3(AsO3)2↓ + 6H2O
H3AsO3 + Fe(OH)3 = FeAsO3↓ + 3H2O
Pb2+ + 2OH- = Pb(OH)2↓
Cd2+ + 2OH- = Cd(OH)2↓
Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓
S3、污酸、碱化浓缩物与石灰乳反应，控制pH为6.5～7，过滤分离出中和石膏渣和中和水，主要化学反应式为：
H2SO4+Ca(OH)2= CaSO4↓+2H2O ；
Pb(OH)2+ 2H+ = Pb2+ + 2H2O
Cd(OH)2+ 2H+ = Cd2+ + 2H2O
Zn(OH)2+ 2H+ = Zn2+ + 2H2O
Ca3(AsO3)2+ 2H+ = 2H3AsO3 + 3Ca2+
S4、中和水、生产污水与硫化钠反应，控制pH为6.5～7，过滤分离出流化渣和硫化水，主要化学反应式为：
2As3+ + 3Na2S = 6Na+ + As2S3↓
Pb2+ + Na2S = 2Na+ + PbS↓
Cd2+ + Na2S = 2Na+ + CdS↓
Zn2+ + Na2S = 2Na+ + ZnS↓
S5、碱化上清液和浓硫酸反应，控制终点pH为7.5～8，过滤分离出调节石膏渣和达标废水，主要化学反应式为：
Ca(OH)2+ H2SO4 = CaSO4↓+ 2H2O
优选的，步骤S3、S4、S5中所述的过滤分离包括膜过滤和压滤，先通过颇尔膜过滤器进行过滤，然后将颇尔膜过滤器的浓缩底流液通过压滤机进行压滤；步骤S2中所述的过滤分离是通过颇尔膜过滤器进行过滤。
优选的，步骤S2中，铁盐的加入量根据碱化上清液中含砷量确定，控制碱化上清液中砷含量小于0.1mg/L，所述的铁盐优选硫酸亚铁。
优选的，步骤S4中，硫化钠的加入理论数量，严格控制不能超量。
本发明的第二目的是通过以下方案来实现的：
一种污酸污水处理设备，其特征在于：它包括石灰乳槽、污酸槽、碱化槽、中和槽、混合水槽、硫化槽、硫化水槽、PH值调节槽、外排水槽；石灰乳槽连接石灰乳泵，石灰乳泵连接旋流器进水口，旋流器清水口连接中和槽，旋流器浓水口连接碱化槽；污酸槽连接污酸泵，污酸泵连接中和槽；碱化槽连接碱化泵，碱化泵连接碱化颇尔膜过滤器进水口，碱化颇尔膜过滤器清水口分别连接石灰乳槽和PH值调节槽，碱化颇尔膜过滤器浓水口连接中和槽；中和槽连接中和泵，中和泵连接中和颇尔膜过滤器进水口，中和颇尔膜过滤器清水口连接混合水槽，中和颇尔膜过滤器浓水口连接中和底流泵，中和底流泵连接中和压滤机，中和压滤机的集水槽连接混合水槽；混合水槽连接混合水泵，混合水泵连接硫化槽；硫化槽连接硫化泵，硫化泵连接硫化颇尔膜过滤器进水口，硫化颇尔膜过滤器清水口连接硫化水槽，硫化颇尔膜过滤器浓水口连接硫化底流泵，硫化底流泵连接硫化压滤机，硫化压滤机的集水槽连接硫化水槽；硫化水槽连接硫化水泵，硫化水泵连接碱化槽；PH值调节槽连接调节泵，调节泵连接调节颇尔膜过滤器进水口，调节颇尔膜过滤器清水口连接外排水槽，调节颇尔膜过滤器浓水口连接调节底流泵，调节底流泵连接调节压滤机，调节压滤机的集水槽连接外排水槽；外排水槽连接外排水泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1）本发明使用硫化法沉淀分离出有价金属，有价金属可以返回焙烧主系统，提高了有价金属的回收利用率。
2）本发明利用石灰乳中和污酸中的H2SO4产生相对纯净的石膏渣，杜绝有害渣的生成。
3）本发明通过旋流器将生石灰过烧部分分离出来加入碱化槽，延长其在系统中反应时间，充分把过烧玻璃体中的氧化钙转化成氢氧化钙参与中和反应。
4）本发明利用碱化上清液和生石灰反应制备石灰乳，充分利用石灰乳中的氢氧根。
附图说明
图1为本发明一种污酸污水处理设备的结构示意图。
图中： A1-生石灰，A2-硫酸亚铁，A3-污酸，A4-浓硫酸，A5-生产污水，A6-硫化钠，B1-石灰乳泵，B2-碱化泵，B3-污酸泵，B4-中和泵，B5-中和底流泵，B6-外排水泵，B7-调节底流泵，B8-调节泵，B9-硫化水泵，B10-硫化底流泵，B11-硫化泵，B12-混合水泵，C1-石灰乳槽，C2-碱化槽，C3-中和槽，C4-PH值调节槽，C5-硫化槽，D1-污酸槽，D2-外排水槽，D3-硫化水槽，D4-混合水槽，E-旋流器，F1-碱化颇尔膜过滤器，F2-中和颇尔膜过滤器，F3-调节颇尔膜过滤器，F4-硫化颇尔膜过滤器，Y1-中和压滤机，Y2-调节压滤机，Y3-硫化压滤机，G1-中和石膏渣车，G2-调节石膏渣车，G3-流化渣车。
具体实施方式
下面以通过具体实施例对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，一种污酸污水处理设备，它包括石灰乳槽C1、污酸槽D1、碱化槽C2、中和槽C3、混合水槽D4、硫化槽C5、硫化水槽D3、PH值调节槽C4、外排水槽D2；石灰乳槽C1连接石灰乳泵B1，石灰乳泵B1连接旋流器E进水口，旋流器E清水口连接中和槽C3，旋流器E浓水口连接碱化槽C2；污酸槽D1连接污酸泵B3，污酸泵B3连接中和槽C3；碱化槽C2连接碱化泵B2，碱化泵B2连接碱化颇尔膜过滤器F1进水口，碱化颇尔膜过滤器F1清水口分别连接石灰乳槽C1和PH值调节槽C4，碱化颇尔膜过滤器F1浓水口连接中和槽C3；中和槽C3连接中和泵B4，中和泵B4连接中和颇尔膜过滤F2器进水口，中和颇尔膜过滤器F2清水口连接混合水槽D4，中和颇尔膜过滤器F2浓水口连接中和底流泵B5，中和底流泵B5连接中和压滤机Y1，中和压滤机Y1的集水槽连接混合水槽D4；混合水槽D4连接混合水泵B12，混合水泵B12连接硫化槽C5；硫化槽C5连接硫化泵B11，硫化泵B11连接硫化颇尔膜过滤器F4进水口，硫化颇尔膜过滤器F4清水口连接硫化水槽D3，硫化颇尔膜过滤器F4浓水口连接硫化底流泵B10，硫化底流泵B10连接硫化压滤机Y3，硫化压滤机Y3的集水槽连接硫化水槽D3；硫化水槽D3连接硫化水泵B9，硫化水泵B9连接碱化槽C2；PH值调节槽C4连接调节泵B8，调节泵B8连接调节颇尔膜过滤器F3进水口，调节颇尔膜过滤器F3清水口连接外排水槽D2，调节颇尔膜过滤器F3浓水口连接调节底流泵B7，调节底流泵B7连接调节压滤机Y2，调节压滤机Y2的集水槽连接外排水槽D2；外排水槽D2连接外排水泵B6。
使用如图1所示的污酸污水处理设备，表述一种污酸污水处理方法，包括如下步骤：
S1、在石灰乳槽C1中加入生石灰A1和碱化上清液进行反应，生成石灰乳和过烧石灰混合物，石灰乳泵B1将石灰乳和过烧石灰混合物泵至旋流器E中进行分离，石灰乳通过旋流器E清水口进入中和槽C3中，过烧石灰通过旋流器E浓水口进入碱化槽中C2；
S2、在碱化槽中C2加入硫化水、过烧石灰和硫酸亚铁A2进行反应，控制pH为10.5～12 ,生成碱化混合物，碱化泵B2将碱化混合物泵至碱化颇尔膜过滤器F1中浓缩，碱化底流液通过碱化颇尔膜过滤器F1浓水口进入中和槽C3中，碱化上清液通过碱化颇尔膜过滤器F1清水口分两路分别进入到石灰乳槽C1中和PH值调节槽C4中；
S3、污酸A3加入到污酸槽D1中，污酸泵B3将污酸泵入中和槽C3中；在中和槽C3中的污酸、碱化底流液与石灰乳进行反应，控制pH为6.5～7，生成中和混合物，中和泵B4将中和混合物泵至中和颇尔膜过滤器F2中，浓缩分离出中和上清液和中和底流液，中和底流液通过中和底流泵B5泵至中和压滤机Y1中，压滤分离出中和滤液和中和滤渣，中和上清液和中和滤液统称为中和水，中和水进入混合水槽D4，中和滤渣由中和石膏渣车G1运到指定地点储存进而外卖；
S4、生产污水A5加入到混合水槽D4中，生产污水A5与中和水混合成混合水；混合水泵B12将混合水泵入硫化槽C5中，在硫化槽C5中加入硫化钠A6与混合水反应，控制pH为6.5～7，生成硫化混合物，硫化泵B11将硫化混合物泵至硫化颇尔膜过滤器F4中，浓缩分离出硫化上清液和硫化底流液，硫化底流液通过硫化底流泵B10泵至硫化压滤机Y3中，压滤分离出硫化滤液和硫化滤渣，硫化上清液和硫化滤液统称为硫化水，硫化水进入硫化水槽D3，硫化泵B9将硫化水泵至中和槽C3中，硫化滤渣由硫化渣车G3运到系统配矿原料库；
S5、在PH值调节槽C4中加入浓硫酸A4与碱化上清液反应，控制终点pH为7.5～8，生成调节混合物，调节泵B8将调节混合物泵至调节颇尔膜过滤器F3中，浓缩分离出调节上清液和调节底流液，调节底流液通过调节底流泵B7泵至调节压滤机Y2中，压滤分离出调节滤液和调节滤渣，调节上清液和调节滤液统称为外排水，外排水进入外排水槽D2，调节滤渣由调节石膏渣车G2运到指定地点储存进而外卖；外排水槽D2内的外排水符合排放标准，由外排水泵B6排出。
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 (6)
1.一种污酸污水处理方法，包括如下步骤：
S1、生石灰和碱化上清液反应，旋流分离出石灰乳和过烧石灰；
S2、硫化水、过烧石灰和铁盐反应，控制pH为10.5～12，过滤分离出碱化浓缩物和碱化上清液；
S3、污酸、碱化浓缩物与石灰乳反应，控制pH为6.5～7，过滤分离出中和石膏渣和中和水；
S4、中和水、生产污水与硫化钠反应，控制pH为6.5～7，过滤分离出流化渣和硫化水；
S5、碱化上清液和浓硫酸反应，控制终点pH为7.5～8，过滤分离出调节石膏渣和达标废水。
2.根据权利要求1 所述的污酸污水处理方法，其特征在于：步骤S3、S4、S5中所述的过滤分离包括膜过滤和压滤，先通过颇尔膜过滤器进行过滤，然后将颇尔膜过滤器的浓缩底流液通过压滤机进行压滤；步骤S2中所述的过滤分离是通过颇尔膜过滤器进行过滤。
3.根据权利要求1 所述的污酸污水处理方法，其特征在于：步骤S2中，铁盐的加入量根据碱化上清液中含砷量确定，控制碱化上清液中砷含量小于0.1mg/L。
4.根据权利要求3所述的污酸污水处理方法，其特征在于：所述的铁盐是硫酸亚铁。
5.根据权利要求4所述的污酸污水处理方法，其特征在于：步骤S4中，硫化钠的加入理论数量，严格控制不能超量。
6.权利要求1所述的污酸污水处理方法使用的污酸污水处理设备，其特征在于：它包括石灰乳槽、污酸槽、碱化槽、中和槽、混合水槽、硫化槽、硫化水槽、PH值调节槽、外排水槽；石灰乳槽连接石灰乳泵，石灰乳泵连接旋流器进水口，旋流器清水口连接中和槽，旋流器浓水口连接碱化槽；污酸槽连接污酸泵，污酸泵连接中和槽；碱化槽连接碱化泵，碱化泵连接碱化颇尔膜过滤器进水口，碱化颇尔膜过滤器清水口分别连接石灰乳槽和PH值调节槽，碱化颇尔膜过滤器浓水口连接中和槽；中和槽连接中和泵，中和泵连接中和颇尔膜过滤器进水口，中和颇尔膜过滤器清水口连接混合水槽，中和颇尔膜过滤器浓水口连接中和底流泵，中和底流泵连接中和压滤机，中和压滤机的集水槽连接混合水槽；混合水槽连接混合水泵，混合水泵连接硫化槽；硫化槽连接硫化泵，硫化泵连接硫化颇尔膜过滤器进水口，硫化颇尔膜过滤器清水口连接硫化水槽，硫化颇尔膜过滤器浓水口连接硫化底流泵，硫化底流泵连接硫化压滤机，硫化压滤机的集水槽连接硫化水槽；硫化水槽连接硫化水泵，硫化水泵连接碱化槽；PH值调节槽连接调节泵，调节泵连接调节颇尔膜过滤器进水口，调节颇尔膜过滤器清水口连接外排水槽，调节颇尔膜过滤器浓水口连接调节底流泵，调节底流泵连接调节压滤机，调节压滤机的集水槽连接外排水槽；外排水槽连接外排水泵。
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