CN202717643U

CN202717643U - 电解锰行业钝化废液回收再生装置

Info

Publication number: CN202717643U
Application number: CN 201220353477
Authority: CN
Inventors: 林敏�; 叶昌宏; 林楚佳; 张峰; 张临苏
Original assignee: SINO ENVIRONMENT ENGINEERING CO LTD
Current assignee: SINO ENVIRONMENT ENGINEERING CO LTD
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2022-07-20

Abstract

本实用新型公开了一种电解锰行业钝化废液回收再生装置，包括钝化废液存储罐、离心泵、微滤膜元件和离子交换系统；钝化废液存储罐、离心泵和微滤膜元件依次连接构成循环回路，微滤膜元件和离子交换系统连接。该装置是一个全流程过滤分离装置，以微滤膜元件代替板框压滤机，并将微滤膜元件与离子交换系统连接起来，改善了过滤以及树脂吸附的效果；采用管式微滤膜作为微滤膜元件，安装和扩容简单、操作方便、耐冲击负荷高，依次构成循环回路的钝化废液存储罐、离心泵和微滤膜元件使整个装置可以连续运行，运行成本低。本装置可以通过串联多个微滤膜元件，使循环量加大，避免固体杂质在膜表面沉淀附着，降低微滤膜堵塞的风险。

Description

电解锰行业钝化废液回收再生装置

技术领域

本实用新型属于废水处理设备领域，特别涉及一种电解锰行业钝化废液回收再生装置。

背景技术

电解锰行业钝化废液主要来源于生产流程末端的钝化工序，钝化液经过一段时间使用后，其悬浮物和溶解性杂质增加，钝化液的氧化性下降，无法满足生产要求，需重新配置钝化液。原有的钝化液变成废液，需经过处理后才能达到排放标准。钝化的有效成分为铬酸（H₂CrO₄）和重铬酸（H₂Cr₂O₇），钝化的目的是为了让产品锰表面形成致密的氧化层，避免锰与外部环境接触而被氧化。

钝化废液中含有浓度较高的铬化合物（Cr⁶⁺）、铁化合物（Fe²⁺/Fe³⁺）。Cr⁶⁺很容易被人体吸收，可通过消化道、呼吸道、皮肤及粘膜进入人体，引起呕吐、腹疼、声音沙哑、鼻粘膜萎缩、皮炎和湿疹等，长期接触有致癌道的危险。Cr⁶⁺有很强的氧化性，主要积聚在人体的肝、肾、肺部和内分泌系统，影响人体内的物质氧化、还原和水解过程，与核酸、核蛋白结合影响组织中的磷含量。铬化合物具有致癌作用，多以蒸汽和粉尘的方式进入人体组织中，其代谢和被清除的速度缓慢，会引起鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物可引起愈合极慢的“铬疮”。我国已把Cr⁶⁺规定为实施总量控制的指标之一，并规定工业排放的废水中Cr⁶⁺最高浓度为0.5mg/L，总铬的最高浓度为1.5mg/L，且不得用稀释法代替必要的处理；生活饮用水中铬含量不得超过0.05mg/L。虽然铁对人和动物毒性很小，但水体中铁化合物的浓度为0.1～0.3mg/L时，会影响水的色、嗅、味等感官性状。

目前，国内处理钝化废液的主要方法有吸附法、混凝沉淀法、蒸发回收法和萃取回收法。吸附法通常使用活性炭或硅藻土等多孔性物质作为吸附原料，废液中大量的金属离子能被吸附。但吸附饱和后活性炭和硅藻土再生或处置时，再生液的金属浓度非常高且再生过程清洗水中也含有Cr⁶⁺，无法直接排放。混凝沉淀法是目前最为常用的处理方法，但随着国家对工业废水排放标准的不断提高，混凝沉淀法已很难满足新标准的处理要求。首先，沉淀池耐冲击能力较差，当温度、pH值、流速等条件发生变化时排放容易超标；其次，处理时需要投加大量的药剂，成本昂贵，并且无法回收废液中的铬酸和重铬酸，造成浪费。采用蒸发回收法需要消耗较高能源，蒸发过程中会有铬酸雾挥发，需进行处理，否则严重污染环境。萃取回收法需要加大量萃取剂进行萃取，但萃取并不完全，萃取剂也可能造成二次污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电解锰行业钝化废液回收再生装置；该装置以微滤膜元件代替传统的压滤机，并将微滤膜元件与离子交换罐连接起来，改善了过滤以及树脂吸附的效果，整个装置形成循环回路，可以连续运行。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种电解锰行业钝化废液回收再生装置，包括钝化废液存储罐、离心泵、微滤膜元件和离子交换系统；所述钝化废液存储罐、离心泵和微滤膜元件依次连接构成循环回路，所述微滤膜元件和离子交换系统连接；

所述离子交换系统包括依次连接的离子交换罐A和离子交换罐B，离子交换罐A与所述微滤膜元件连接；离子交换罐A和离子交换罐B优选为装填C107强酸型苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸基（-SO₃H）的阳离子交换树脂的离子交换罐，主要作用是除去钝化废液中的Mn²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Cr³⁺；

离子交换罐A含有离子交换罐A进水阀、离子交换罐A进水压力表、离子交换罐A出水压力表、离子交换罐A出水阀和离子交换罐A排气阀，这些部件的设置位置、连接顺序与市售的离子交换罐的设置位置、连接顺序一样；离子交换罐B含有离子交换罐B进水阀、离子交换罐B进水压力表、离子交换罐B出水压力表、离子交换罐B出水阀和离子交换罐B排气阀，这些部件的设置位置、连接顺序与市售的离子交换罐的设置位置、连接顺序一样；

所述微滤膜元件的淡水总出口和离子交换罐A的进水阀连接；

所述微滤膜元件为管式微滤膜，优选为聚偏氟乙烯（PVDF）管式微滤膜；管式微滤膜的膜孔径优选为0.1～0.2微米；

所述管式微滤膜优选采用串联的方式连接多个，串联多个管式微滤膜可以使得循环量加大，从而加大钝化废液的处理量；

优选的，所述电解锰行业钝化废液回收再生装置设置有依次连接的污泥泵和压滤机，污泥泵和压滤机分别与所述钝化废液存储罐连接；

优选的，所述电解锰行业钝化废液回收再生装置还包括依次连接的进水阀和进水压力表，进水阀和进水压力表设置在所述离心泵和微滤膜元件之间；

优选的，所述电解锰行业钝化废液回收再生装置还包括依次连接的浓水压力表和浓水回流阀，浓水压力表和浓水回流阀设置在所述钝化废液存储罐和微滤膜元件之间；

所述浓水压力表是指用来控制浓水的压力表；

所述浓水回流阀是指用来控制浓水的回流阀；

所述浓水是指经过滤处理后余下的浓液；

所述电解锰行业钝化废液主要来源于生产流程末端的钝化工序，钝化液经过一段时间使用后，其悬浮物和溶解性杂质增加，钝化液的氧化性下降，无法满足生产要求而变成钝化废液；

本实用新型电解锰行业钝化废液回收再生装置的工作原理如下：

将钝化废液收集到钝化废液存储罐，以达到水质均匀的目的；当钝化废液收集罐处于高液位（高液位是指钝化废液的液面高度为钝化废液收集罐的罐体高度的4/5。）时，打开所有阀门，启动离心泵将钝化废液抽进串联的微滤膜元件中进行错流过滤，微滤膜元件运行时，应注意进膜压力>3kg，浓液回流压力<1kg；通过膜孔的钝化废液为膜产水，膜产水通过微滤膜元件的淡水总出口进入离子交换系统，悬浮杂质完全被微滤膜截留，悬浮杂质随膜管内未被过滤的废液流回到钝化废液存储罐内再循环处理；当离子交换罐的排空管内有水流出时，关闭离子交换罐A排气阀和离子交换罐B排气阀，运行过程中应注意离子交换罐进出水压差<2kg；罐内装填C107强酸型苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸基（-SO₃H）的阳离子交换树脂，其吸附原理为：2R-SO₃H＋Mn²⁺→（R-SO₃）₂Mn＋2H⁺；2R-SO₃H＋Fe²⁺→（R-SO₃）₂Fe＋2H⁺；2R-SO₃H＋Fe³⁺→（R-SO₃）₃Fe＋3H⁺；2R-SO₃H＋Cr³⁺→（R-SO₃）₃Cr＋3H⁺，六价铬在废液中以铬酸根（CrO₄ ^2-）和重铬酸根（Cr₂O₇ ^2-）形式存在而不被树脂所吸附；钝化废液进水流量可以根据离子交换罐的处理量进行调节，一定要控制流量不要超过离子交换罐的处理量；

离子交换罐B的出水抽送到车间钝化缸中，加少量铬酐（CrO₃）调至生产所需浓度即可循环使用。随着钝化废液回收再生装置不断的循环过滤，钝化废液存储罐内的悬浮杂质越来越多，需通过污泥泵将钝化废液存储罐内的泥水混合液抽到压滤机进行固液分离，压滤机滤液回到钝化废液存储罐中进行再处理，压滤后的泥饼另处置。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

（1）本实用新型以微滤膜元件代替传统的板框压滤机，并将微滤膜元件与离子交换罐连接起来，改善了过滤以及树脂吸附的效果；采用管式微滤膜作为微滤膜元件，安装和扩容简单、操作方便、耐冲击负荷高，依次连接构成循环回路的钝化废液存储罐、离心泵和微滤膜元件使整个装置形成循环回路，可以连续运行，运行成本低。

（2）本实用新型提供的装置操作简单方便，劳动强度较小，通过串联多个微滤膜元件，使得循环量加大，这样微滤膜在错流过滤的同时，在膜管内形成端流，避免胶体颗粒和悬浮物在膜表面沉淀附着，降低微滤膜堵塞的风险，使微滤膜可以长时间稳定运行，大大降低清洗频率，节约了成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，其中：1---钝化废液存储罐；2---离心泵；3---污泥泵；4---进水阀；5---进水压力表；6---微滤膜元件；7---浓水压力表；8---浓水回流阀；9---压滤机；10---离子交换罐A进水阀；11---离子交换罐A进水压力表；12---离子交换罐A出水压力表；13---离子交换罐A出水阀；14---离子交换罐A排气阀；15---离子交换罐B进水阀；16---离子交换罐B进水压力表；17---离子交换罐B出水压力表；18---离子交换罐B出水阀；19---离子交换罐B排气阀；20---离子交换系统；21---离子交换罐A；22---离子交换罐B。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种电解锰行业钝化废液回收再生装置，包括钝化废液存储罐1、离心泵2、微滤膜元件6和离子交换系统20；钝化废液存储罐1、离心泵2和微滤膜元件6依次连接构成循环回路，微滤膜元件6和离子交换系统20连接；

离子交换系统20包括依次连接的离子交换罐A 21和离子交换罐B 22，离子交换罐A21与微滤膜元件6连接；

离子交换罐A 21含有离子交换罐A进水阀10、离子交换罐A进水压力表11、离子交换罐A出水压力表12、离子交换罐A出水阀13和离子交换罐A排气阀14，这些部件的设置位置、连接顺序与市售的离子交换罐的设置位置、连接顺序一样；

离子交换罐B 22含有离子交换罐B进水阀15、离子交换罐B进水压力表16、离子交换罐B出水压力表17、离子交换罐B出水阀18和离子交换罐B排气阀19，这些部件的设置位置、连接顺序与市售的离子交换罐的设置位置、连接顺序一样；

微滤膜元件6的淡水总出口和离子交换罐A进水阀10连接；

微滤膜元件6由4个膜孔径为0.2微米的聚偏氟乙烯管式微滤膜串联组成；

电解锰行业钝化废液回收再生装置设置有依次连接的污泥泵3和压滤机9；污泥泵3和压滤机9分别与钝化废液存储罐1连接；

电解锰行业钝化废液回收再生装置在离心泵2和微滤膜元件6之间设置有依次连接的进水阀4和进水压力表5；

电解锰行业钝化废液回收再生装置在钝化废液存储罐1和微滤膜元件6之间设置有依次连接的浓水压力表7和浓水回流阀8。

将钝化废液收集到钝化废液存储罐1，以达到水质均匀的目的；当钝化废液收集罐1处于高液位时，打开所有阀门，启动离心泵2将钝化废液抽进串联的微滤膜元件6中进行错流过滤，微滤膜元件运行时，应注意进膜压力>3kg，浓液回流压力<1kg；通过膜孔的钝化废液为膜产水，膜产水通过微滤膜元件的淡水总出口进入离子交换系统20，悬浮杂质完全被微滤膜截留，悬浮杂质随膜管内未被过滤的废液流回到钝化废液存储罐1内再循环处理；当离子交换罐的排空管内有水流出时，关闭离子交换罐A排气阀14和离子交换罐B排气阀19，运行过程中应注意离子交换罐进出水压差<2kg；罐内装填C107强酸型苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸基（-SO₃H）的阳离子交换树脂，其吸附原理为：2R-SO₃H＋Mn²⁺→（R-SO₃）₂Mn＋2H⁺；2R-SO₃H＋Fe²⁺→（R-SO₃）₂Fe＋2H⁺；2R-SO₃H＋Fe³⁺→（R-SO₃）₃Fe＋3H⁺；2R-SO₃H＋Cr³⁺→（R-SO₃）₃Cr＋3H⁺，六价铬在废液中以铬酸根（CrO₄ ^2-）和重铬酸根（Cr₂O₇ ^2-）形式存在而不被树脂所吸附；钝化废液进水流量可以根据离子交换罐的处理量进行调节，一定要控制流量不要超过离子交换罐的处理量；

离子交换罐B 22的出水抽送到车间钝化缸中，加少量铬酐（CrO₃）调至生产所需浓度即可循环使用。随着钝化废液回收再生装置不断的循环过滤，钝化废液存储罐内的悬浮杂质越来越多，需通过污泥泵将钝化废液存储罐内的泥水混合液抽到压滤机进行固液分离，压滤机滤液回到钝化废液存储罐中进行再处理，压滤后的泥饼另处置。

采用上述装置对5个批次的钝化废液进行处理，采用国标检测方法检测处理前和处理后的六价铬、总铁（含Fe³⁺、Fe²⁺）、Mn²⁺的浓度，计算的回收率，结果如下表所示：

表1 5个批次的钝化废液的检测结果

锰检测方法：GB11911-89；总铁检测方法：GB11911-89；六价铬检测方法：GB7467-87。

从上述结果可以看出，钝化废液经钝化废液回收再生装置处理后，其总铁、Mn²⁺的浓度显著降低，Cr⁶⁺的浓度变化不大，Cr⁶⁺回收率大于98%，除杂效果好。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：包括钝化废液存储罐、离心泵、微滤膜元件和离子交换系统；所述钝化废液存储罐、离心泵和微滤膜元件依次连接构成循环回路，所述微滤膜元件和离子交换系统连接；

所述离子交换系统包括依次连接的离子交换罐A和离子交换罐B，离子交换罐A与所述微滤膜元件连接。

2.根据权利要求1所述的电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：所述微滤膜元件的淡水总出口和离子交换罐A的进水阀连接。

3.根据权利要求1所述的电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：

所述离子交换罐A和离子交换罐B为装填C107强酸型苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸基的阳离子交换树脂的离子交换罐。

4.根据权利要求1所述的电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：所述微滤膜元件为管式微滤膜；所述管式微滤膜采用串联的方式连接多个。

5.根据权利要求4所述的电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：所述微滤膜元件为聚偏氟乙烯膜芯的管式微滤膜。

6.根据权利要求1所述的电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：所述电解锰行业钝化废液回收再生装置设置有依次连接的污泥泵和压滤机，所述污泥泵和压滤机分别与钝化废液存储罐连接。

7.根据权利要求1所述的电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：所述离心泵和微滤膜元件之间设置有依次连接的进水阀和进水压力表。

8.根据权利要求1所述的电解锰行业钝化废液回收再生装置，其特征在于：所述钝化废液存储罐和微滤膜元件之间设置有依次连接的浓水压力表和浓水回流阀。