CN114291957A - 一种脱氯水洗液的净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱氯水洗液的净化方法，属于污水净化技术领域。该净化方法主要包括脱铅锌、脱钙镁、浓缩和脱铊工序，在脱除铊元素的过程中，采用氯气协同过氧化氢将水洗液中的一价铊离子氧化为三价铊离子，通过氢氧化钠诱导三价铊离子水解成氢氧化铊胶体，在絮凝剂的捕捉下，有效去除水洗液中的铊元素；本发明还提供一套净化设备，该设备中设置有反应罐、脱铊罐、沉淀池、加药釜和隔膜压滤机，配合净化方法实现连续化对水洗液净化，净化效率高，且在净化工序中得到副产物。

Description

一种脱氯水洗液的净化方法

技术领域

本发明属于烧结灰、高炉灰净化技术领域，具体地，涉及一种脱氯水洗液的净化方法。

背景技术

烧结灰以及高炉灰中钾、钠、钙、镁等碱性金属元素是以氯化物形式存在，利用碱性金属氯化物易溶于水的特点，用水清洗烧结灰和高炉灰后固液分离进行脱氯，使得水洗液中含有大量的碱性金属元素，同时水洗液中还含有铊、铅、氟等有害元素，有害元素在水洗液中不断循环富集，会造成铊及重金属污染。

对脱氯水洗液直接进行蒸发分盐，会导致铊富集，同时钙镁等元素在蒸发分盐过程中会形成水垢，易导致设备堵塞。因此，亟需开发一种系统化的净化方法，对水洗液中的铊和铅等有害元素有效处理。

发明内容

为了解决背景技术提到的技术问题，本发明提供一种脱氯水洗液的净化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种脱氯水洗液的净化方法，具体包括如下步骤：

步骤S1：将用于烧结灰、高炉灰水洗脱氯滤液(以下简称：水洗液)泵入净化设备的第一反应罐中，从第一反应罐的加药釜向第一反应罐投加氢氧化钠，调节水洗液的pH值为8-10，搅拌反应20-30min，水洗液中的重金属的铅离子和锌离子生成氢氧化铅和氢氧化锌沉淀，同时水洗液中的少量氟离子与部分钙离子反应生成氟化钙沉淀，之后加入絮凝剂并将反应液放入第一沉淀池中静置沉淀，取上清液，得到一次处理澄清液；

步骤S2：将一次处理澄清液导入第二反应罐中，从第二反应罐的加药釜向第二反应罐内投加碳酸钠，加入后搅拌10-15min后加入絮凝剂并立即排入第二沉淀池中，使得钙离子与镁离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙和碳酸镁沉淀，取上清液得到二次处理澄清液；

步骤S3：二次处理澄清液导入蒸发池中，蒸发浓缩至体积为原体积的一半，得到浓缩澄清液；

步骤S4：将浓缩澄清液导入脱铊罐中，开启循环泵，将浓缩澄清液在脱铊罐中循环输送，从脱铊罐的加药釜向脱铊罐中加入过氧化氢，同时从曝气管通入氯气，将浓缩澄清液中一价铊离子氧化成三价铊离子，之后在搅拌状态下从脱铊罐的加药釜向脱铊罐中加入氢氧化钠溶液，使得三价铊离子水解成氢氧化铊胶体，之后加入絮凝剂后导入第三沉淀池中沉淀；

步骤S5：第三沉淀池的上清液经过活性炭过滤后蒸发分盐，步骤S1和步骤S2中的沉淀采用隔膜压滤机进行压滤，滤饼分别收集经过回转窑煅烧，步骤S4中的沉淀压滤后进行后处理脱毒，滤液蒸发分盐，得到氯化钠、氯化钾等盐类副产物。

进一步地，碳酸钠在一次处理澄清液中的加入量为5.25-6.25g/L。

进一步地，过氧化氢在浓缩澄清液中的加入量为1.37-1.50mL/L，使用前稀释为体积浓度为10％。

进一步地，氯气在浓缩澄清液中的通入量为80-120cm³/L，氯气的通入流量为0.08m³/h。

进一步地，絮凝剂包括PAC和PAM，PAC的加入量为30-50mg/L，PAM的加入量为3-5mg/L。

进一步地，净化设备包括：

第一反应罐，其出料端连通有第一沉淀池，对第一反应罐中的反应液进行沉降；

第二反应罐，其出料端连通有第二沉淀池，对第二反应罐中的反应液进行沉降，第二反应罐的进料端与第一沉淀池的出液端连通；

脱铊罐，其出料端连通有第三沉淀池，对脱铊罐中的反应液进行沉降，脱铊罐与第二沉淀池设置有蒸发池，蒸发池的进料端与第二沉淀池的出液端连通，蒸发池的出液端与脱铊罐的进液端连通，脱铊罐的底部和顶部之间连通设置有循环管，循环管上设置有循环泵，脱铊罐内部的下侧固定有曝气管；

加药釜，共设置有三组，分别设置在第一反应罐、第二反应罐和脱铊罐上方的一侧；

隔膜压滤机，其进料端分别与第一沉淀池、第二沉淀池和第三沉淀池的出料端分别连通。

进一步地，第一反应罐、第二反应罐和脱铊罐呈阶梯式排布，降低能耗。

本发明的有益效果：

1.本发明提供一套系统性对脱氯水洗液的处理工艺，有效去除水洗液中铅、锌、钙、镁及铊元素，在脱除铊元素的过程中，采用氯气协同过氧化氢将水洗液中的一价铊离子氧化为三价铊离子，通过氢氧化钠诱导三价铊离子水解成氢氧化铊胶体，在PAM的絮凝捕捉下，有效去除水洗液中的铊元素。

2.本发明提供一套净化设备，配合净化方法实现连续化对水洗液净化，净化效率高，且在净化工序中得到副产物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种脱氯水洗液的净化方法的工艺流程图；

图2为本发明净化设备的结构示意图。

图中：

10、第一反应罐；11、第一沉淀池；20、第二反应罐；21、第二沉淀池；30、蒸发池；40、脱铊罐；41、第三沉淀池；50、加药釜；60、隔膜压滤机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图2所示，本实施例提供一种净化设备，包括呈阶梯状分布的第一反应罐10、第二反应罐20和脱铊罐40，其中：

第一反应罐10的出料端连通有第一沉淀池11，对第一反应罐10中的反应液进行沉降；

第二反应罐20的出料端连通有第二沉淀池21，对第二反应罐20中的反应液进行沉降，第二反应罐20的进料端与第一沉淀池11的出液端连通，将第一沉淀池11的上清液导入进行进一步除杂；

脱铊罐40的出料端连通有第三沉淀池41，对脱铊罐40中的反应液进行沉降，脱铊罐40与第二沉淀池21设置有蒸发池30，蒸发池30的进料端与第二沉淀池21的出液端连通，将第二沉淀池21的上清液导入蒸发浓缩，对二次处理澄清液中的铊富集，减少氧化剂的使用量，蒸发池30的出液端与脱铊罐40的进液端连通，将浓缩澄清液导入脱铊罐40中处理，脱铊罐40的底部和顶部之间连通设置有循环管，循环管上设置有循环泵，将浓缩澄清液在脱铊罐40内循环输送，将浓缩澄清液中的一价铊离子充分氧化为三价铊离子，脱铊罐40内部的下侧固定有曝气管，曝气管上的曝气孔用于将氯气均匀排入浓缩澄清液中，配合循环泵将氯气均匀的溶入浓缩澄清液中，协同过氧化氢进行氧化；

净化设备还包括三组加药釜50，分别设置在第一反应罐10、第二反应罐20和脱铊罐40上方的一侧，用净化过程中添加药剂；

净化设备还包括隔膜压滤机60，其进料端分别与第一沉淀池11、第二沉淀池21和第三沉淀池41的出料端分别连通，各个沉淀池中含水沉淀物输送进隔膜压滤机60中，将水分压出，滤饼回收过回转窑煅烧。

实施例2

请参阅图1-图2所示，本实施例对一批用于烧结灰、高炉灰水洗脱氯滤液(以下简称：水洗液)进行净化处理，具体实施过程如下：

步骤S1：将水洗液泵入净化设备的第一反应罐10中，从第一反应罐10的加药釜50向第一反应罐10投加氢氧化钠，调节水洗液的pH值为8，搅拌反应30min，水洗液中的重金属的铅离子和锌离子生成氢氧化铅和氢氧化锌沉淀，同时水洗液中的少量氟离子与钙离子反应生成氟化钙沉淀，之后按照30mg/L加入PAC，按照5mg/L加入PAM，混合后将反应液放入第一沉淀池11中静置沉淀，取上清液，得到一次处理澄清液；

步骤S2：将一次处理澄清液导入第二反应罐20中，从第二反应罐20的加药釜50向第二反应罐20投加碳酸钠，控制碳酸钠在一次处理澄清液中的加入量为5.25g/L，加入后搅拌15min，之后按照30mg/L加入PAC，按照5mg/L加入PAM，混合后立即排入第二沉淀池21中，使得钙离子与镁离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙和碳酸镁沉淀，取上清液得到二次处理澄清液；

步骤S3：二次处理澄清液导入蒸发池30中，蒸发浓缩至体积为原体积的一半，得到浓缩澄清液；

步骤S4：将浓缩澄清液导入脱铊罐40中，开启循环泵，将浓缩澄清液在脱铊罐40中循环输送，从脱铊罐40的加药釜50向脱铊罐40中加入过氧化氢，控制过氧化氢在浓缩澄清液中的加入量为1.37mL/L，过氧化氢使用前稀释为体积浓度为10％，同时从曝气管通入氯气，控制氯气在浓缩澄清液中的通入量为120cm³/L，氯气的通入流量为0.08m³/h，氯气协同过氧化氢将浓缩澄清液中一价铊离子氧化成三价铊离子，之后在搅拌状态下从脱铊罐40的加药釜50向脱铊罐40中加入氢氧化钠溶液，使得三价铊离子水解成氢氧化铊胶体，之后按照30mg/L加入PAC，按照5mg/L加入PAM，混合后导入第三沉淀池41中沉淀；

步骤S5：第三沉淀池41的上清液经过活性炭过滤后蒸发分盐，步骤S1和步骤S2中的沉淀采用隔膜压滤机60进行压滤，滤饼分别收集经过回转窑煅烧，步骤S4中的沉淀压滤后进行脱毒处理，滤液并入蒸发分盐，得到氯化钠、氯化钾等盐类副产物。

实施例3

请参阅图1-图2所示，本实施例对一批用于烧结灰、高炉灰水洗脱氯废水(以下简称：水洗液)进行净化处理，具体实施过程如下：

步骤S1：将水洗液泵入净化设备的第一反应罐10中，从第一反应罐10的加药釜50向第一反应罐10投加氢氧化钠，调节水洗液的pH值为10，搅拌反应20min，水洗液中的重金属的铅离子和锌离子生成氢氧化铅和氢氧化锌沉淀，同时水洗液中的少量氟离子与钙离子反应生成氟化钙沉淀，之后按照50mg/L加入PAC，按照3mg/L加入PAM，混合后将反应液放入第一沉淀池11中静置沉淀，取上清液，得到一次处理澄清液；

步骤S2：将一次处理澄清液导入第二反应罐20中，从第二反应罐20的加药釜50向第二反应罐20投加碳酸钠，控制碳酸钠在一次处理澄清液中的加入量为6.25g/L，加入后搅拌10min，之后按照50mg/L加入PAC，按照3mg/L加入PAM，混合后立即排入第二沉淀池21中，使得钙离子与镁离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙和碳酸镁沉淀，取上清液得到二次处理澄清液；

步骤S3：二次处理澄清液导入蒸发池30中，蒸发浓缩至体积为原体积的一半，得到浓缩澄清液；

步骤S4：将浓缩澄清液导入脱铊罐40中，开启循环泵，将浓缩澄清液在脱铊罐40中循环输送，从脱铊罐40的加药釜50向脱铊罐40中加入过氧化氢，控制过氧化氢在浓缩澄清液中的加入量为1.50mL/L，过氧化氢使用前稀释为体积浓度为10％，同时从曝气管通入氯气，控制氯气在浓缩澄清液中的通入量为80cm³/L，氯气的通入流量为0.08m³/h，氯气协同过氧化氢将浓缩澄清液中一价铊离子氧化成三价铊离子，之后在搅拌状态下从脱铊罐40的加药釜50向脱铊罐40中加入氢氧化钠溶液，使得三价铊离子水解成氢氧化铊胶体，之后按照50mg/L加入PAC，按照3mg/L加入PAM，混合后导入第三沉淀池41中沉淀；

步骤S5：第三沉淀池41的上清液经过活性炭过滤后蒸发分盐，步骤S1和步骤S2中的沉淀采用隔膜压滤机60进行压滤，滤饼分别收集经过回转窑煅烧，步骤S4中的沉淀压滤后进行脱毒处理，滤液并入蒸发分盐，得到氯化钠、氯化钾等盐类副产物。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种脱氯水洗液的净化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将水洗液通入第一反应罐(10)内，投加氢氧化钠对水洗液碱化处理，之后加入絮凝剂排出至第一沉淀池(11)中沉淀，得到一次处理澄清液；

步骤S2：一次处理澄清液通入第二反应罐(20)内，投加碳酸钠搅拌，之后加入絮凝剂排出至第二沉淀池(21)中沉淀，得到二次处理澄清液；

步骤S3：二次处理澄清液通入蒸发池(30)中，蒸发浓缩至原体积的一半，得到浓缩澄清液；

步骤S4：浓缩澄清液通入脱铊罐(40)内，投加过氧化氢，同时通入氯气曝气，循环泵将浓缩澄清液在脱铊罐(40)内循环氧化，之后投加氢氧化钠和絮凝剂排入第三沉淀池(41)中沉淀；

步骤S5：第三沉淀池(41)的上清液经过活性炭过滤与各沉淀的压滤滤液合并蒸发分盐，步骤S1和步骤S2中的沉淀的压滤滤饼过回转窑煅烧，步骤S4中的沉淀压滤后进行后处理脱毒。

2.根据权利要求1所述的一种脱氯水洗液的净化方法，其特征在于，碱化处理为调节水洗液的pH值为8-10并搅拌20-30min。

3.根据权利要求1所述的一种脱氯水洗液的净化方法，其特征在于，碳酸钠在一次处理澄清液中的加入量为5.25-6.25g/L。

4.根据权利要求1所述的一种脱氯水洗液的净化方法，其特征在于，碳酸钠投加进一次处理澄清液后搅拌10-15min后立即排出。

5.根据权利要求1所述的一种脱氯水洗液的净化方法，其特征在于，过氧化氢在浓缩澄清液中的加入量为1.37-1.50mL/L，使用前稀释为体积浓度为10％。

6.根据权利要求1所述的一种脱氯水洗液的净化方法，其特征在于，氯气在浓缩澄清液中的通入量为80-120cm³/L，氯气的通入流量为0.08m³/h。

7.根据权利要求1所述的一种脱氯水洗液的净化方法，其特征在于，絮凝剂包括PAC和PAM，PAC的加入量为30-50mg/L，PAM的加入量为3-5mg/L。

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