CN202643370U - 一种含铬鞣革废水中铬的回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种含铬鞣革废水中铬的回收装置，废水泵通过进水管道与泡沫分离器连接，泡沫分离器通过泡沫收集管道与破沫器连接，破沫器通过破沫液进料管与设置在破沫器下方的酸化处理器连接，酸化处理器下方设置有过滤袋；泡沫分离器的底部设有进水口、送气口和排水口，送气口上设有气体分布器；泡沫分离器的上部设有泡沫收集口与泡沫收集管道连接，进水管道上还设有加药口与加药管道连接；破沫器底部设有泡沫进口、负压抽气口和破沫液出口，破沫器的顶部设有排气口，泡沫进口与泡沫收集管道连接，负压抽气口与风机连接，破沫液出口与破沫液进料管连接；酸化处理器顶部设有破沫液进口、加酸口，酸化处理器底部设有出液口。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境保护领域，尤其是一种高盐分含铬鞣革废水中铬的高效回收装置。
背景技术
铬是制革废水中唯一的重金属污染物。铬与其化合物是一种致癌、致敏物质，通过水、食物等进入人体，危害人类健康。高浓度鞣制废水中铬的大量排放不仅对环境造成严重的污染同时也是极大的资源浪费。目前国内普遍采用碱式絮凝分离法，通过过滤、气浮、离心等手段将铬泥与水进行分离回收。以上技术工艺存在缺陷：1）过滤涉及滤材和膜的清洗和更换问题；2）气浮具有分离速度快，但对气泡密度和泡径要求甚高，存在回收的铬絮凝体含水率高等瓶颈；3）离心分离具有动力消耗大，处理量小等缺陷。泡沫分离技术作为一项新型高效的固液分离技术，相对以上分离技术具有设备简单、能耗低、高效率等优势而备受关注，已经应用于制药、微生物、生化、养殖等领域。泡沫分离技术的关键在于所用的泡沫剂材料，良好的泡沫剂必须具备优异的捕集性能和气泡性能。据前期大量实验发现，化学合成表面活性剂中的阴离子油酸和蛋白质表面活性剂能满足以上性能要求，其余的化学合成表面活性剂都没有捕集性能。但是在高盐分条件下，所有的化学合成表面活性剂和蛋白质表面活性剂都不能发挥良好的效果。
发明内容
发明目的：本实用新型的目的是针对现有含铬鞣革废水中铬回收处理过程中存在的上述技术瓶颈问题，提供一种含铬鞣革废水中铬的回收装置，对于高盐分的含铬鞣革废水中的铬基于改性水解蛋白表面活性剂为泡沫剂的泡沫分离回收装置，可以快速、连续、高效的回收。
本实用新型的技术方案为：一种含铬鞣革废水中铬的回收装置，包括泡沫分离器、破沫器，废水泵通过进水管道与泡沫分离器连接，泡沫分离器通过泡沫收集管道与破沫器连接，破沫器通过破沫液进料管与设置在破沫器下方的酸化处理器连接，酸化处理器下方设置有过滤袋；
泡沫分离器的底部设有进水口、送气口和排水口，进水口、送气口和排水口分别与进水管道、送气管道和排水管道连接，送气口上设有气体分布器；泡沫分离器的上部设有泡沫收集口与泡沫收集管道连接，进水管道上还设有加药口与加药管道连接；
破沫器底部设有泡沫进口、负压抽气口和破沫液出口，破沫器的顶部设有排气口，泡沫进口与泡沫收集管道连接，负压抽气口与风机连接，破沫液出口与破沫液进料管连接，破沫器内还设有第一搅拌器；
酸化处理器顶部设有破沫液进口、加酸口，酸化处理器内设有第二搅拌器，酸化处理器底部设有出液口。
气体分布器的孔径为0.05mm~0.5mm。
过滤袋下方设置有储液槽。
有益效果：
1.本实用新型采用的改性水解蛋白表面活性剂为泡沫剂，其中含大量非均匀排列的疏水基和亲水基，具有典型的界面活性剂结构，即为头部带负电荷，尾部为不带电荷疏水基结构的两性界面剂。具有能快速捕捉吸附重金属铬絮凝体污染物并使其疏水化、起泡性能好、在高盐分或高硬度溶液中不失活、酸性条件下易形成胶束、 成本低、无二次污染等特性。蛋白质泡沫剂在高盐分条件下能发挥良好的捕集性能，对含铬鞣革废水中铬实现高效率回收。解决了目前国内所有化学合成表面活性剂和蛋白质表面活性剂，在高盐分条件下，没有捕集性能，对含铬鞣革废水中铬不能进行高效回收的最大瓶颈问题。
2.本实用新型在泡沫分离器中以泡沫剂为捕集剂和气泡剂、以液相中鼓气形成的气泡为载体，利用表面化学吸着原理，使得液相中重金属铬污染物在泡沫剂作用下疏水化并被捕集吸着于气泡上，浓缩输送至液面并形成稳定泡沫层，通过除去泡沫层实现液相中重金属铬污染物的分离。工艺简单、操作方便，能耗低、分离容易。
3.分离的泡沫经过破沫处理后的泡沫液进行收集并酸化，利用在pH为4.0~5.5的环境中泡沫剂形成沉淀、氢氧化铬沉淀物溶解的物化性质，实现碱式硫酸铬的高浓度回收和泡沫剂的再生循环利用，是一种用于制革及其制品行业含铬鞣革废水中铬的重金属高效回收的新型绿色清洁生产技术。
4.本实用新型所采用的泡沫剂对高浓度含铬鞣革废水中铬的高效回收发挥出极佳的效果，对铬的去除率达到99%以上，同时回收铬絮凝物的浓缩比为13以上，结果证明泡沫剂针对高盐分的含铬鞣革废水能发挥出良好的泡沫分离效果，完全解决制革生产过程中含铬鞣革废水中重金属铬污染及铬资源浪费问题的清洁生产技术，既能回收含铬鞣革废液中的铬金属，又避免了含铬鞣革废液中铬对环境的严重破坏，达到资源化利用、污水处理和环境保护的多重日的，同时又创造出良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1 为发明中所用装置流程图。
其中，1为泡沫分离器，2为破沫器，3为风机，4为酸化处理器，5为过滤袋。
具体实施方式：
根据下述实施例，可以更好的理解本实用新型。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本实用新型，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。
本实用新型所使用的改性水解蛋白表面活性剂为购自日本JCK株式会社或江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司的LDB。
本实用新型所述的基于LDB泡沫剂的泡沫分离技术回收含铬鞣革废水中铬的回收装置，原理为：
在泡沫分离装置中，利用表面化学吸附原理，以向液相中鼓气形成的气泡为载体，在LDB的作用下，使得液相中重金属铬污染物疏水化并被捕集吸附于气泡上，浓缩输送至液面并形成稳定泡沫层，通过除去泡沫层实现液相中重金属铬污染物的分离去除，从而达到水质净化之目的，处理的出水达标排出或回用。所分离的泡沫收集于破沫器中进行破沫处理，破沫处理所产生的气体直接外排，所剩的富含氢氧化铬沉淀物和少量LDB及水的破沫液收集到酸化处理装置中。依据LDB及氢氧化铬沉淀物两物质的物性差异，即LDB酸性条件下易形成胶束沉淀而氢氧化铬沉淀物易酸化水解的性质，向收集的破沫液中添加98%浓硫酸进行酸化处理，酸化处理后形成LDB沉淀物和碱式硫酸铬溶液，通过沉淀过滤分离得到单一的高浓度的碱式硫酸铬溶液而被直接回用作铬鞣剂，同时分离所得的LDB再以0.01N的氢氧化钠水溶液溶解后重新循环使用。
一种含铬鞣革废水中铬的回收装置，所述的铬鞣废水是一种含有铬污染的酸性废水。本实用新型的具体操作步骤为：
第一步，采用泡沫分离法进行铬鞣废水的处理：如图1所示，将铬鞣废水通过废水泵由进水管道进入泡沫分离器内进行处理，期间采用管道加药方式在废水泵送的进水管道途中通过加药管道连续注入碱调节pH值为7.0~7.5并形成氢氧化铬絮凝体，同时添加胶束控制剂、LDB，控制LDB在铬鞣废水中浓度为0.050—0.5g/L；调节鼓气所需的气体流量为1.7~5.1ml/s。输送至泡沫分离器1中；在LDB和泡沫分离器底部送气口输送的气体协同作用下与氢氧化铬絮凝体颗粒混合充分，使得氢氧化铬絮凝体颗粒物不断与LDB泡沫剂的亲水基团进行吸附并进行疏水化，同时疏水化的氢氧化铬絮凝体在LDB作用下，发挥很强的气液界面吸附性质，牢固附着于气泡表面并由气泡的上升而带出水面及形成稳定的泡沫层。氢氧化铬絮凝体在泡沫上升过程中进行良好的气液分离而实现最大浓缩，通过泡沫回收将氢氧化铬絮凝体从水中去除，从而净化水质，出水直接从泡沫分离器1底部的排水口排出。为更好地让LDB的疏水基团与气泡良好附着，防止较低的CMC（临界胶束浓度）下LDB泡沫剂形成胶束沉淀，而影响发挥良好的气泡效果，通过加入胶束控制剂来防止胶束沉淀。在泡沫分离器中完成气液分离整个过程，利用除去泡沫层实现液相中重金属铬污染物的分离。
第二步，废水中铬的回收：如图1示，通过风机3产生负压将泡沫分离器内的泡沫层吸入至破沫器2中，由于相连的风机使反应器内压力保持在-2Kpa～-5Kpa，由于气泡内的大气高于气泡外的大气压，其气泡双分子的力学平衡被打破，再通过破沫器2内第一搅拌器的切割，泡沫破碎，破碎后的泡沫积聚一定量后自重力经破沫液出口进入酸化处理器4。通过向酸化处理器4内添加浓度为98%的硫酸调节泡沫液pH为4.0—5.5，在酸性条件下形成LDB沉淀物和碱式硫酸铬水溶液由酸化处理器的底部排入过滤袋5内，经过沉淀过滤分离过滤袋为LDB泡沫剂沉淀物，储液槽内为高浓度碱式硫酸铬溶液，被直接回用作铬鞣剂溶液，同时分离所得的LDB再被收集循环使用，不会产生二次污染满足清洁生产要求。破沫后的气体直接从破沫器上面排气口排出。
其中，所述的泡沫分离器在完成泡沫形成、泡沫分离整个过程的同时，也进行了气液分离作业，即随着泡沫层高度的增加，延长泡沫停留时间，增加了泡沫聚并排液，降低了泡沫的含水量，因而能够提高铬絮凝物的富集比；
铬絮凝物富集比=泡沫中铬絮凝物的浓度/原废水中铬絮凝物的浓度；
其中，在泡沫分离过程中气体是经过气体分布器进入泡沫分离器的，所以气体分布器的孔径大小对分离结果有很大的影响,本实用新型中的孔径最佳取值为0.05mm~0.2mm。气体分布器上的孔径越小，产生的气泡越小，为LDB物质的吸附提供了更多的界面，提高回收率。如果气体分布器的孔径不均，容易造成大小不同的气泡在液项中的运动情况以及停留时间产生的差别，这样大小不同的气泡进入泡沫层，由于气泡大小和夹带液浓度的不同易出现“返混”的情况，从而影响铬絮凝物的回收率及富集比；
铬絮凝物回收率%=泡沫中铬絮凝物的总量/原废水中铬絮凝物的总量
其中，-2Kpa～-5Kpa负压的产生是由与破沫器相连的吸风机抽取实现，由于气泡内的大气压高于气泡外的大气压，其气泡双分子的力学平衡被打破，再经过搅拌器的切割，进行泡沫破碎，气体直接被抽出，破沫液经重力作用被积聚于破沫器底部。
其中，LDB沉淀物形成是由于加入的“H+”压迫疏水基团，使得LDB泡沫剂中疏水基团自发集聚易形成胶束，CMC降低，因此在pH为4.0~5.5酸性条件下LDB泡沫剂易形成胶束沉淀；
其中，氢氧化铬絮凝体在pH为4.0~5.5酸化条件下，从LDB泡沫剂上脱离，并与硫酸反应生成溶解状态的碱式硫酸铬，具体反应如下：
Cr(OH）S04+2NaOH=Na2S04+Cr(OH)3
Cr(OH)3+H2S04= Cr(OH）S04+2H20
所生成的碱式硫酸铬纯度高，可以作为制革及其制品行业中铬鞣剂进行直接使用。
其中，分离所得的LDB泡沫剂再被收集循环使用。主要将收集的LDB泡沫剂胶束沉淀通过加入0.01N的氢氧化钠水溶液进行溶解，溶解后的LDB泡沫剂化学性质不发生改变，可以直接作为泡沫剂回用到前段工序中。
一种含铬鞣革废水中铬的回收装置，包括泡沫分离器、破沫器，废水泵通过进水管道与泡沫分离器连接，泡沫分离器通过泡沫收集管道与破沫器连接，破沫器通过破沫液进料管与设置在破沫器下方的酸化处理器连接，酸化处理器下方设置有过滤袋；
泡沫分离器的底部设有进水口、送气口和排水口，进水口、送气口和排水口分别与进水管道、送气管道和排水管道连接，送气口上设有气体分布器；泡沫分离器的上部设有泡沫收集口与泡沫收集管道连接，进水管道上还设有加药口与加药管道连接；
破沫器底部设有泡沫进口、负压抽气口和破沫液出口，破沫器的顶部设有排气口，泡沫进口与泡沫收集管道连接，负压抽气口与风机连接，破沫液出口与破沫液进料管连接，破沫器内还设有第一搅拌器；
酸化处理器顶部设有破沫液进口、加酸口，酸化处理器内设有第二搅拌器，酸化处理器底部设有出液口。
气体分布器的孔径为0.05mm~0.5mm。
过滤袋下方设置有储液槽。
Claims (3)
1.一种含铬鞣革废水中铬的回收装置，包括泡沫分离器、破沫器，其特征在于，废水泵通过进水管道与泡沫分离器连接，泡沫分离器通过泡沫收集管道与破沫器连接，破沫器通过破沫液进料管与设置在破沫器下方的酸化处理器连接，酸化处理器下方设置有过滤袋；
泡沫分离器的底部设有进水口、送气口和排水口，进水口、送气口和排水口分别与进水管道、送气管道和排水管道连接，送气口上设有气体分布器；泡沫分离器的上部设有泡沫收集口与泡沫收集管道连接，进水管道上还设有加药口与加药管道连接；
破沫器底部设有泡沫进口、负压抽气口和破沫液出口，破沫器的顶部设有排气口，泡沫进口与泡沫收集管道连接，负压抽气口与风机连接，破沫液出口与破沫液进料管连接，破沫器内还设有第一搅拌器；
酸化处理器顶部设有破沫液进口、加酸口，酸化处理器内设有第二搅拌器，酸化处理器底部设有出液口。
2.如权利要求1所述的含铬鞣革废水中铬的回收装置，其特征在于，所述的气体分布器的孔径为0.05mm~0.5mm。
3.如权利要求1所述的含铬鞣革废水中铬的回收装置，其特征在于，所述的过滤袋下方设置有储液槽。
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|---|---|---|---|---|
| CN105481144A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-13 | 陕西理工学院 | 一种含铜废水的高效处理装置和方法 |
| CN105712457A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种带消泡功能的炼油碱渣酸化反应器及消泡方法 |
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2012
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