CN207210142U - 一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，属于化工技术领域。利用先硫化、后中和、再硫化的方法，依次去除酸性废水中的铜、铅、砷，硫酸，以及镉、铁、锌，去除效率较高，可达到国家排放标准要求；利用全封闭管式加压反应器将硫化氢气体强制压入酸性废水的进行硫化反应，避免了硫化氢气体逸出，提高了酸性废水中金属及砷的去除率；通过负压抽吸法，避免了硫化钠溶液倒流至酸水缓冲泵，逸出硫化氢气体；通过两段吸收负压脱气法，吸收酸性废水混合液中的硫化氢气体，确保排放的尾气达标，避免硫化氢气体逸出对操作人员造成人身伤害以及污染环境。本实用新型运行安全可靠，占地面积小，操作简单，成本低，去除有害杂质效果显著。
Description
技术领域
本实用新型属于化工技术领域，涉及有色金属冶炼中的废水处理，具体是一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统。
背景技术
有色金属冶炼烟气制酸湿法净化工序洗涤过程中会产生大量的酸性废水，因其中含有高浓度的重金属、砷以及硫酸等杂质，需要处理至排放标准。去除酸性废水中重金属和砷普遍采用硫化法，即加入硫化钠，通过产生金属硫化物和硫化砷的沉淀，分离酸性废水中重金属和砷；去除酸性废水中硫酸则需要加入碱性物质中和酸度。在日常操作中发现，在酸性条件下硫化法去除铜、铅等重金属以及砷的效率较高，但是铁、镉、锌等个别金属元素的去除效率不佳，而镉和锌是水污染物排放重点监控指标，同时处理后的水若要回收再利用，对铁的要求也很严格。因此，简单的硫化钠沉淀法和中和法无法全部除去酸性废水中的有害杂质。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，以完全、高效地除去酸性废水中的有害杂质。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，包括酸水缓冲罐、硫化钠配液槽、氢氧化钠循环槽和硫化钠吸收塔，所述酸水缓冲罐通过通过酸水缓冲泵与一级喷射器一个入口连接，一级喷射器顶部另一入口通过硫化钠变频计量泵连接硫化钠高位槽，一级喷射器出口通过管道依次连接一级管式加压反应器和脱气塔喷淋装置，脱气塔顶部出口连接硫化钠吸收塔，底部出口连接一级缓冲罐，一级缓冲罐通过一级缓冲泵连接一级硫化滤压装置，一级硫化滤压装置通过管道连接一级硫化清液缓冲罐，一级硫化清液缓冲罐通过一级硫化清液输送泵与中和反应罐连接，中和反应罐顶部入口连接出口设有自动阀的氧化镁储罐，中和反应罐底部出口通过中和酸水输送泵与中和滤压装置连接，中和滤压装置通过管道连接中和清液缓冲罐，中和清液缓冲罐通过中和清液缓冲泵与二级喷射器一个入口连接，二级喷射器另一入口通过硫化钠变频计量泵连接硫化钠高位槽，二级喷射器出口通过管道依次连接二级管式加压反应器和二级缓冲罐，二级缓冲罐通过二级缓冲泵连接二级硫化滤压装置，一级硫化滤压装置和二级硫化滤压装置顶部的脱气罩均通过管道与硫化钠吸收塔连接，二级硫化滤压装置通过管道连接二级硫化清液缓冲罐，二级硫化清液缓冲罐通过二级硫化清液输送泵输送至外排管道；硫化钠配液槽通过硫化钠输送泵与硫化钠循环槽连接，硫化钠循环槽底部通过硫化钠循环泵与硫化钠高位槽和硫化钠吸收塔进口连接，硫化钠高位槽出口与硫化钠循环槽连接；氢氧化钠循环槽底部通过氢氧化钠循环泵分别与硫化钠循环槽和氢氧化钠吸收塔连接，氢氧化钠吸收塔底部出口与氢氧化钠循环槽连接，顶部出口通过脱气风机与尾排烟囱连接；硫化钠吸收塔底部进口通过管道与硫化钠循环槽连接，顶部出口通过管道连接氢氧化钠吸收塔。
上述硫化钠循环槽、氢氧化钠循环槽、一级缓冲罐、一级硫化清液缓冲罐、中和反应罐、中和清液缓冲罐、二级缓冲罐以及二级硫化清液缓冲罐分别设有相互联锁的液位计和回流自动阀，通过回流控制自身液位。
一级喷射器入口设有酸水自动阀，硫化钠变频计量泵入口设有硫化钠自动阀，酸水自动阀与硫化钠自动阀分别与酸水缓冲泵联锁，当酸水缓冲泵跳车时，酸水自动阀和硫化钠自动阀同时全关，避免酸性废水、酸性废水混合液甚至硫化钠溶液倒流至酸水缓冲泵。
酸水缓冲泵出口设有酸水流量计，硫化钠变频计量泵与该酸水流量计联锁，当酸性废水流量下降时，硫化钠变频计量泵频率按比例降低，从而降低硫化钠加入量，避免产生过量硫化氢气体。
其中，作为备用，脱气风机为四组；酸水缓冲泵、一级缓冲泵、一级硫化清液输送泵、中和酸水输送泵、中和清液缓冲泵、二级缓冲泵、二级硫化清液输送泵、硫化钠输送泵、硫化钠循环泵、氢氧化钠循环泵、一级硫化滤压装置、中和滤压装置以及二级硫化滤压装置均设置两组。
一种利用上述系统处理冶炼烟气制酸酸性废水的的方法，具体包括以下步骤：
A、在硫化钠配液槽内配制要求浓度的硫化钠溶液，经硫化钠输送泵输送至硫化钠循环槽，再经硫化钠循环泵输送至硫化钠高位槽；
B、将制酸系统净化产生的酸性废水输送至酸水缓冲罐，并经酸水缓冲泵输送至一级喷射器，硫化钠高位槽中的硫化钠溶液经硫化钠变频计量泵输送至一级喷射器，依靠酸性废水流经喷射器产生的负压，将硫化钠溶液吸入喷射器，与酸性废水混合后进入一级管式加压反应器反应；
C、反应后的酸性废水混合液进入脱气塔喷淋装置，脱气后流入一级缓冲罐，通过一级缓冲泵输送至一级硫化滤压装置过滤，过滤后清液自流入一级硫化清液缓冲罐，并经一级硫化清液输送泵输送至中和反应罐，该清液中铜、铅以及砷达到排放标准；
D、开启中和反应罐搅拌装置，通过调节氧化镁储罐出口自动阀调节氧化镁加入量，确保中和反应罐中反应后混合液pH值在6-7之间；
E、反应后混合液经中和酸水输送泵输送至中和滤压装置过滤，过滤后清液自流入中和清液缓冲罐，中性清液经中和清液输送泵输送至二级喷射器，硫化钠高位槽中的硫化钠溶液经硫化钠变频计量泵输送至二级喷射器，依靠中性清液流经二级喷射器产生的负压，将硫化钠溶液吸入，并与中性清液混合后进入二级管式加压反应器反应；
F、反应后的混合液自流入二级缓冲罐，二级缓冲罐搅拌装置保证常开，混合液经二级缓冲泵输送至二级硫化滤压装置过滤，过滤后清液自流入二级硫化清液缓冲罐，经二级硫化清液输送泵输送至外排管道进入下道工序，该清液中镉和锌达到排放标准，铁含量降至1.5mg/L以下；
G、脱气塔一次脱除的硫化氢气体与一级硫化滤压装置和二级硫化滤压装置脱气罩脱除的气体自下而上经过硫化钠吸收塔，与塔内喷淋装置喷出的、来自硫化钠循环槽的硫化钠溶液逆流接触进行一次吸收，硫化钠溶液通过硫化钠循环泵在硫化钠吸收塔内喷淋，并流入硫化钠循环槽；
H、步骤C中经过硫化钠一次吸收的气体自下而上经过氢氧化钠吸收塔，与塔内喷淋装置喷出的、来自氢氧化钠循环槽的氢氧化钠溶液逆流接触进行二次吸收，氢氧化钠溶液通过氢氧化钠循环泵在氢氧化钠吸收塔内喷淋，并流入氢氧化钠循环槽，当氢氧化钠循环槽内氢氧化钠溶液吸收的硫化氢气体达到饱和时，通过氢氧化钠循环泵排至硫化钠循环槽，并向氢氧化钠循环槽补充部分氢氧化钠溶液；
I、步骤H中经过氢氧化钠溶液二次吸收的气体通过脱气风机进入尾排烟囱高空直排，通过硫化氢在线监测，达到排放标准。
其中，脱气风机跳车联锁为单循环，即1#风机跳车时2#风机立即启动，2#风机跳车时3#风机立即启动，3#风机跳车时4#风机立即启动，4#风机跳车时1#风机立即启动，必须确保至少有一台风机运行。
酸水缓冲罐实行高液位运行，通过酸性废水的加入量来控制其液位。
步骤C、E、F中，各滤压装置入口压力升至0.4Mpa时，将各溶液切换至备用滤压装置，原滤压装置进行压渣操作，压滤的干渣可进行回收，分别按照铜砷渣、镁渣和镉铁锌渣提炼其中的有价元素。
本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果：本实用新型处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统主要包括酸水缓冲罐、一级喷射器、一级管式加压反应器、脱气塔、一级缓冲罐、一级硫化滤压装置、一级硫化清液缓冲罐、氧化镁储罐、中和反应罐、中和滤压装置、中和清液缓冲罐、二级喷射器、二级管式加压反应器、二级缓冲罐、二级硫化滤压装置、二级硫化清液缓冲罐、硫化钠配液槽、硫化钠循环槽、硫化钠吸收塔、硫化钠高位槽、氢氧化钠循环槽、氢氧化钠吸收塔、脱气风机和尾气烟囱，本实用新型首先利用先硫化、后中和、再硫化的方法，依次去除酸性废水中的铜、铅、砷，硫酸，以及镉、铁、锌，去除效率高；其次利用全封闭管式加压反应器将硫化氢气体强制压入酸性废水的进行硫化反应，避免了大量硫化氢气体逸出，有效提高了酸性废水中金属及砷的去除率；通过负压抽吸法，避免了硫化钠溶液倒流至酸水缓冲泵，逸出硫化氢气体；通过两段吸收负压脱气法，吸收酸性废水混合液中的硫化氢气体，确保排放的尾气达标，避免硫化氢气体逸出对操作人员造成人身伤害以及污染环境。本实用新型运行安全可靠，去除有害杂质的效果显著且投资低，占地面积小，操作简单，只需较少的成本即可完成对高浓度酸水的处理，降低了原料成本，压滤的废渣还可继续回收提炼有价元素。
附图说明
图1为本实用新型装置的连接关系示意图。
附图标记：1-酸水缓冲罐；2-酸水缓冲泵；3-酸水自动阀；4-一级喷射器；5-一级管式加压反应器；6-脱气塔；7-一级缓冲罐；8-一级缓冲泵；9-一级硫化滤压装置；10-一级硫化清液缓冲罐；11-一级硫化清液输送泵；12-氧化镁储罐；13-中和反应罐；14-中和酸水输送泵；15-中和滤压装置；16-中和清液缓冲罐；17-中和清液缓冲泵；18-二级喷射器；19-二级管式加压反应器；20-二级缓冲罐；21-二级缓冲泵；22-二级硫化滤压装置；23-二级硫化清液缓冲罐；24-二级硫化清液输送泵；25-硫化钠配液槽；26-硫化钠输送泵；27-硫化钠循环槽；28-硫化钠循环泵；29-硫化钠吸收塔；30-硫化钠高位槽；31-硫化钠自动阀；32-硫化钠变频计量泵；33-氢氧化钠循环槽；34-氢氧化钠循环泵；35-氢氧化钠吸收塔；36-脱气风机；37-尾气烟囱；38-外排管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，包括酸水缓冲罐1、硫化钠配液槽25、氢氧化钠循环槽33和硫化钠吸收塔29，其中，酸水缓冲罐1通过通过两组（一开一备）酸水缓冲泵2与一级喷射器4一个入口连接，一级喷射器4顶部另一入口通过硫化钠变频计量泵32连接硫化钠高位槽30，一级喷射器4出口通过管道依次连接一级管式加压反应器5和脱气塔6喷淋装置，脱气塔6顶部出口连接硫化钠吸收塔29，底部出口连接一级缓冲罐7，一级缓冲罐7通过两组一级缓冲泵8（一开一备）连接一级硫化滤压装置9，一级硫化滤压装置9通过管道连接一级硫化清液缓冲罐10，一级硫化清液缓冲罐10通过两组一级硫化清液输送泵11（一开一备）与中和反应罐13连接，中和反应罐13顶部入口连接出口设有自动阀的氧化镁储罐12，中和反应罐13底部出口通过两组中和酸水输送泵14（一开一备）与中和滤压装置15连接，中和滤压装置15通过管道连接中和清液缓冲罐16，中和清液缓冲罐16通过两组中和清液缓冲泵17（一开一备）与二级喷射器18一个入口连接，二级喷射器18另一入口通过硫化钠变频计量泵32连接硫化钠高位槽30，二级喷射器18出口通过管道依次连接二级管式加压反应器19和二级缓冲罐20，二级缓冲罐20通过两组二级缓冲泵21（一开一备）连接二级硫化滤压装置22，一级硫化滤压装置9和二级硫化滤压装置22顶部的脱气罩均通过管道与硫化钠吸收塔29连接，二级硫化滤压装置22通过管道连接二级硫化清液缓冲罐23，二级硫化清液缓冲罐23通过两组二级硫化清液输送泵24（一开一备）输送至外排管道38；硫化钠配液槽25通过两组硫化钠输送泵26（一开一备）与硫化钠循环槽27连接，硫化钠循环槽27底部通过两组硫化钠循环泵28（一开一备）与硫化钠高位槽30和硫化钠吸收塔29进口连接，硫化钠高位槽30出口与硫化钠循环槽27连接；氢氧化钠循环槽33底部通过两组氢氧化钠循环泵34（一开一备）分别与硫化钠循环槽27和氢氧化钠吸收塔35连接，氢氧化钠吸收塔35底部出口与氢氧化钠循环槽33连接，顶部出口通过四组脱气风机36（一开三备）与尾排烟囱37连接；硫化钠吸收塔29底部进口通过管道与硫化钠循环槽27连接，顶部出口通过管道连接氢氧化钠吸收塔35；上述硫化钠循环槽27、氢氧化钠循环槽33、一级缓冲罐7、一级硫化清液缓冲罐10、中和反应罐13、中和清液缓冲罐16、二级缓冲罐20以及二级硫化清液缓冲罐23分别设有相互联锁的液位计和回流自动阀；一级喷射器8入口设有酸水自动阀3，硫化钠变频计量泵32入口设有硫化钠自动阀31，酸水自动阀3与硫化钠自动阀32分别与酸水缓冲泵2联锁； 酸水缓冲泵2出口设有酸水流量计，硫化钠变频计量泵32与该酸水流量计联锁。
将上述系统应用于正常生产时某制酸系统净化酸性废水（铜含量：266mg/L，铅含量：8mg/L，砷含量：1304mg/L，酸度：106g/L，镉含量：63.2 mg/L，铁含量：180 mg/L，锌含量：480mg/L，酸性废水流量：25m3/h）的处理中，计算得质量浓度为15%的硫化钠溶液加入量为0.22 m3/h，为确保较高的金属及砷的去除效率，将硫化钠加入量过量一倍，因此，一级硫化和二级硫化分别加入硫化钠0.44 m3/h，计算得氧化镁粉末加入量为1.2t/h，具体包括以下步骤：将正常生产时制酸系统净化产生的酸性废水输送至酸水缓冲罐1，经酸水缓冲泵2输送至一级管式加压反应器5进行一级硫化，然后输送至中和反应罐13经中和反应后再输送至二级管式加压反应器19进行二级硫化，硫化钠高位槽30中来自硫化钠配液槽25的15%的硫化钠溶液经硫化钠变频计量泵32分别输送至一级喷射器4和二级喷射器18，一级喷射器4和二级喷射器18入口阀门开度调节一致，通过硫化钠自动阀31调节硫化钠总流量为0.88m3/h，硫化钠溶液与酸性废水混合后进入一级管式加压反应器5反应，一级管式加压反应器5反应后的酸性废水混合液进入脱气塔6喷淋装置，经过脱气后进入一级缓冲罐7，经一级缓冲泵8输送至一级硫化滤压装置9过滤，过滤后清液自流入一级硫化清液缓冲罐10，经一级硫化清液书输送泵11输送至中和反应罐13，通过加入氧化镁中和后经中和清液缓冲泵17输送至二级喷射器18，与硫化钠混合后进入二级管式加压反应器19，反应后的混合液进入二级缓冲罐20，经二级缓冲泵21输送至二级硫化滤压装置22过滤，过滤后清液自流入二级硫化清液缓冲罐23，经二级硫化清液输送泵24输送至外排管道38进入下道工序。经检测，二级硫化清液指标（铜含量：<0.1mg/L，铅含量：<0.1mg/L，砷含量：0.23mg/L，pH值：7.78，镉含量：<0.1mg/L，铁含量：1.26 mg/L，锌含量：3.8mg/L），酸性废水中铜、铅、砷，硫酸，以及镉、铁、锌去除效果显著，且出水达到排放标准。
实施例2
本实施例中处理冶炼烟气制酸酸性废水的装置同实施例1，应用于非正常生产时某制酸系统净化高浓度酸性废水（铜含量：436mg/L，铅含量：15.7mg/L，砷含量：2236mg/L，酸度：142g/L，镉含量：92 mg/L，铁含量：184mg/L，锌含量：1154mg/L，酸水流量：25m3/h）的处理中，计算得质量浓度为15%的硫化钠溶液加入量为0.4 m3/h，为确保较高的金属及砷的去除效率，将硫化钠加入量过量一倍，因此，一级硫化和二级硫化分别加入硫化钠0.8m3/h，计算得氧化镁粉末加入量为1.7t/h，具体步骤同实施例1。经检测，二级硫化清液指标（铜含量：<0.1mg/L，铅含量：<0.1mg/L，砷含量：1.3mg/L，pH值：7.24，镉含量：0.16mg/L，铁含量：1.58 mg/L，锌含量：8.3mg/L），重金属及砷的去除率（铜：99.98%，砷：99.94%，镉：99.91%，铁：99.16%，锌：99.28%），酸性废水中铜、铅、砷，硫酸，以及镉、铁、锌去除效果显著，且已接近排放标准，仅需常规的石灰石—铁盐法处理即可达标，且药剂用量最小。
Claims (6)
1.一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，其特征在于：包括酸水缓冲罐（1）、硫化钠配液槽（25）、氢氧化钠循环槽（33）和硫化钠吸收塔（29），所述酸水缓冲罐（1）通过酸水缓冲泵（2）与一级喷射器（4）一个入口连接，一级喷射器（4）顶部另一入口通过硫化钠变频计量泵（32）连接硫化钠高位槽（30），一级喷射器（4）出口通过管道依次连接一级管式加压反应器（5）和脱气塔（6）喷淋装置，脱气塔（6）顶部出口连接硫化钠吸收塔（29），底部出口连接一级缓冲罐（7），一级缓冲罐（7）通过一级缓冲泵（8）连接一级硫化滤压装置（9），一级硫化滤压装置（9）通过管道连接一级硫化清液缓冲罐（10），一级硫化清液缓冲罐（10）通过一级硫化清液输送泵（11）与中和反应罐（13）连接，中和反应罐（13）顶部入口连接出口设有自动阀的氧化镁储罐（12），中和反应罐（13）底部出口通过中和酸水输送泵（14）与中和滤压装置（15）连接，中和滤压装置（15）通过管道连接中和清液缓冲罐（16），中和清液缓冲罐（16）通过中和清液缓冲泵（17）与二级喷射器（18）一个入口连接，二级喷射器（18）另一入口通过硫化钠变频计量泵（32）连接硫化钠高位槽（30），二级喷射器（18）出口通过管道依次连接二级管式加压反应器（19）和二级缓冲罐（20），二级缓冲罐（20）通过二级缓冲泵（21）连接二级硫化滤压装置（22），一级硫化滤压装置（9）和二级硫化滤压装置（22）顶部的脱气罩均通过管道与硫化钠吸收塔（29）连接，二级硫化滤压装置（22）通过管道连接二级硫化清液缓冲罐（23），二级硫化清液缓冲罐（23）通过二级硫化清液输送泵（24）输送至外排管道（38）；所述硫化钠配液槽（25）通过硫化钠输送泵（26）与硫化钠循环槽（27）连接，硫化钠循环槽（27）底部通过硫化钠循环泵（28）与硫化钠高位槽（30）和硫化钠吸收塔（29）进口连接，硫化钠高位槽（30）出口与硫化钠循环槽（27）连接；所述氢氧化钠循环槽（33）底部通过氢氧化钠循环泵（34）分别与硫化钠循环槽（27）和氢氧化钠吸收塔（35）连接，氢氧化钠吸收塔（35）底部出口与氢氧化钠循环槽（33）连接，顶部出口通过脱气风机（36）与尾排烟囱（37）连接；所述硫化钠吸收塔（29）底部进口通过管道与硫化钠循环槽（27）连接，顶部出口通过管道连接氢氧化钠吸收塔（35）。
2.根据权利要求1所述的一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，其特征在于：所述硫化钠循环槽（27）、氢氧化钠循环槽（33）、一级缓冲罐（7）、一级硫化清液缓冲罐（10）、中和反应罐（13）、中和清液缓冲罐（16）、二级缓冲罐（20）以及二级硫化清液缓冲罐（23）分别设有相互联锁的液位计和回流自动阀。
3.根据权利要求1所述的一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，其特征在于：所述一级喷射器（4）入口设有酸水自动阀（3），硫化钠变频计量泵（32）入口设有硫化钠自动阀（31），酸水自动阀（3）与硫化钠变频自动阀（31）分别与酸水缓冲泵（2）联锁。
4.根据权利要求1所述的一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，其特征在于：所述酸水缓冲泵（2）出口设有酸水流量计，硫化钠变频计量泵（32）与该酸水流量计联锁。
5.根据权利要求1所述的一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，其特征在于：所述脱气风机（36）为四组。
6.根据权利要求1所述的一种处理冶炼烟气制酸酸性废水的系统，其特征在于：所述酸水缓冲泵（2）、一级缓冲泵（8）、一级硫化清液输送泵（11）、中和酸水输送泵（14）、中和清液缓冲泵（17）、二级缓冲泵（21）、二级硫化清液输送泵（24）、硫化钠输送泵（26）、硫化钠循环泵（28）、氢氧化钠循环泵（34）、一级硫化滤压装置（9）、中和滤压装置（15）以及二级硫化滤压装置（22）均为两组。
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