CN216073440U - 一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，包括依次连接的预处理单元、污泥脱水单元、除硬单元、膜浓缩单元、蒸发结晶单元；所述预处理单元包括依次连接的调节池、中和反应池、缓冲池，所述中和反应池的顶部设置有石灰加药装置，所述调节池与外部废水相连接；所述污泥脱水单元包括依次连接的板框压滤机、滤液收集池，所述板框压滤机的输入端上安装有螺杆泵，所述板框压滤机系统包含有压榨装置、洗布装置；一次、二次冷凝水回收重复利用节约资源，硫酸钙水泥厂资源化回收利用，解决了氧化石墨烯生产废水回用及零排放难题，又解决了副产物再利用的难题，具有良好的经济效益和社会效益；且工艺运行稳定、可靠，具有一定的复制性。

Description

一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统

技术领域

本实用新型属于石墨烯生产技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统。

背景技术

石墨烯做为一种新型材料被广泛应用在各个领域。当前工业生产石墨烯主要采用氧化还原法，整个过程会产生大量浓度很高的酸性废水。原料主要有石墨粉、高锰酸钾、98％浓硫酸以及双氧水等。

在对石墨烯的生产过程中，会产生大量的废水，而废水中含有大量的硫酸、硫酸钾及硫酸锰等，如不进行处理直接排放会对周边生态环境产生极大的危害，目前石墨烯生产属于新兴行业，对于产生的废水零排放处理工艺较少。

为了更好的推动石墨烯产业的顺利发展以及缓解水资源供需矛盾，实现生产废物资源化利用，并且有效的解决企业与当地生态环境的和谐发展，因此发明一套废水零排放处理工艺，以实现废水回用与零排放，同时实现中间产物的资源和利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，包括依次连接的预处理单元、污泥脱水单元、除硬单元、膜浓缩单元、蒸发结晶单元；

所述预处理单元包括依次连接的调节池、中和反应池、缓冲池，所述中和反应池的顶部设置有石灰加药装置，所述调节池与外部废水相连接；

所述污泥脱水单元包括依次连接的板框压滤机、滤液收集池，所述板框压滤机的输入端上安装有螺杆泵，所述板框压滤机系统包含有压榨装置、洗布装置；

所述除硬单元包括依次连接的高效澄清池、中间水池、多介质过滤器、树脂软水器、滤后水池，所述高效澄清池的顶部设置有加药装置；

所述膜浓缩单元包括依次连接的DTRO膜装置、回用水池；

所述蒸发结晶单元包括依次连接的原液罐、多效蒸发结晶装置、冷凝水罐；所述冷凝水罐与回用水池安装在所述多效蒸发结晶装置内。优选的，所述缓冲池的输出端与所述板框压滤机的输入端通过管道连接；所述滤液收集池的输出端与所述高效澄清池的输入端通过管道连接；所述滤后水池的输出端与所述多效蒸发结晶装置的输入端通过管道连接。

优选的，所述高效澄清池上还具有排污端，其中排污端通过管道连接有污泥池，所述污泥池的出料口处通过管道连接有板框压滤机，该板框压滤机同样通过管道与滤液收集池的进料端相连接，两个板框压滤机与滤液收集池并联设置。

优选的，所述调节池的内部设置有穿孔曝气系统与提升泵；所述缓冲池的内部设置有桨叶式搅拌器；所述滤液收集池、中间水池、滤后水池的内部同样设置有提升泵。

优选的，所述回用水池包括池体，所述池体的内部放置有底板，所述底板的顶端面对称开设有螺孔，所述底板的顶部还设置有安装柱，所述安装柱的底部开设有与所述螺孔连接的连接螺纹。

优选的，所述安装柱的顶部侧边开设有限位槽，所述限位槽的纵截面呈半圆形结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.一次、二次冷凝水回收重复利用节约资源，硫酸钙水泥厂资源化回收利用，解决了氧化石墨烯生产废水回用及零排放难题，同时又解决了副产物再利用的难题，具有良好的经济效益和社会效益；并且工艺运行稳定、可靠，具有一定的复制性。

2.预处理单元采用石灰中和废硫酸，采用干粉投加，预处理药剂费用低，同时投加装置便捷；

3.固液分离采用高压隔膜板框，依靠水二次压榨硫酸钙含水率能够降低到 25％左右，满足水泥厂及石膏类制品厂的回用要求；

4.高效沉淀除硬后采用多介质过滤器过滤及树脂软化器深度除硬，降低蒸发结晶装置起泡飞料及结垢的风险；

5.蒸发结晶装置采用多效蒸发+离心干燥，整体投资适中，运行能耗低

6.设计的底板和安装柱，能够方便的将处于回用水池的底部以及侧壁进行清理，避免长时间使用中，出现水垢的现象，提高洁净度。

附图说明

图1为本实用新型的处理工艺流程图；

图2为本实用新型底板与池体的连接示意图。

图中：1、预处理单元；11、调节池；12、中和反应池；13、缓冲池；14、石灰加药装置；2、污泥脱水单元；21、板框压滤机；22、滤液收集池；3、除硬单元；31、高效澄清池；32、中间水池；33、多介质过滤器；34、树脂软水器；35、滤后水池；36、加药装置；37、污泥池；4、膜浓缩单元；41、DTRO膜装置；42、回用水池；5、蒸发结晶单元；51、原液罐；52、多效蒸发结晶装置；53、冷凝水罐；5A、安装柱；6、底板；7、连接螺纹；8、螺孔；9、池体；10、限位槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，包括依次连接的预处理单元1、污泥脱水单元2、除硬单元 3、膜浓缩单元4、蒸发结晶单元5；

预处理单元1包括依次连接的调节池11、中和反应池12、缓冲池13，中和反应池12的顶部设置有石灰加药装置14，中和反应池12内直接通过石灰加药装置14投加石灰干粉，减少因加药带进系统的水，直接减小后续处理单元的投资，中和池与缓冲池直接连接，能够减小占地，调节池11与外部废水相连接；

污泥脱水单元2包括依次连接的板框压滤机21、滤液收集池22，板框压滤机21的输入端上安装有螺杆泵，滤液收集池22内部设置有压榨装置、洗布装置，板框压滤机21采用高压隔膜板框压滤机，经二次压榨脱水后含水率降低至 25％，可直接被水泥厂及石膏类制品厂资源化利用；

除硬单元3包括依次连接的高效澄清池31、中间水池32、多介质过滤器33、树脂软水器34、滤后水池35，高效澄清池31的顶部设置有加药装置36，采用了高效沉淀池与树脂软化除硬的方式，降低蒸发结晶装置结垢的风险，并尽可能的去除水中的钙镁离子，高效澄清池31投加碳酸钠、碱等药剂，形成碳酸钙沉淀，去除水中的硬度，设计高效澄清池31出水硬度≤400mg/L；随后经树脂软化将废水的硬度降到50mg/L以下，以确保DTRO膜装置41能够连续运行，不易结垢；

膜浓缩单元4包括依次连接的DTRO膜装置41、回用水池42；

蒸发结晶单元5包括依次连接的原液罐51、多效蒸发结晶装置52、多效蒸发结晶装置52上还连接有冷凝水罐53，冷凝水罐53与回用水池42安装在原液罐51内，多效蒸发结晶装置52内的压力为-80～-90kpa，温度保持在85±5℃下进行蒸发浓缩；并在70±5℃温度下进行离心脱水，得到杂盐晶体和残留的母液；母液再次回到DTRO膜装置41内进行浓缩结晶。

本实施例中，优选的，缓冲池13的输出端与板框压滤机21的输入端通过管道连接；滤液收集池22的输出端与高效澄清池31的输入端通过管道连接；滤后水池35的输出端与DTRO膜装置41输入端通过管道连接；所述DTRO膜装置41产水输出端与回用水池42连接、浓水输出端与多效蒸发结晶装置52的输入端通过管道连接。

本实施例中，优选的，高效澄清池31上还具有排污端，其中排污端通过管道连接有污泥池37，污泥池37的出料口处通过管道连接有板框压滤机21，该板框压滤机21同样通过管道与滤液收集池22的进料端相连接，两个板框压滤机21与滤液收集池22并联设置。

本实施例中，优选的，调节池11的内部设置有穿孔曝气系统与提升泵；缓冲池13的内部设置有桨叶式搅拌器；滤液收集池22、中间水池32、滤后水池 35的内部同样设置有提升泵。

本实施例中，优选的，回用水池42包括池体9，池体9的内部放置有底板 6，底板6的顶端面对称开设有螺孔8，底板6的顶部还设置有安装柱5A，设计的底板6和安装柱5A，能够方便的将处于回用水池42的底部以及侧壁进行清理，避免长时间使用中，出现水垢的现象，提高洁净度，安装柱5A的底部开设有与螺孔8连接的连接螺纹7。

本实施例中，优选的，安装柱5A的顶部侧边开设有限位槽10，限位槽10 的纵截面呈半圆形结构。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型在使用时，石墨烯生产废水通过管道进入调节池11内，调节池11内设有穿孔曝气系统，通过空气搅拌进行均质均量调节，调节池11设有提升泵，当调节池11中水高过设定高度，提升泵自动启动，将废水输送至中和反应池12；中和反应池12内通过石灰加药转之14投加石灰干粉，SO42-与Ca2+反应生成CaSO4沉淀，同时废水的PH调节至中性，中和反应池12内设有桨叶式搅拌器，使其充分反应，随后自流进入缓冲池13，缓冲池13内废水短暂停留后通过螺杆泵输送至板框压滤机21，先是利用螺杆泵自身的压力进行一次挤压脱水，随后板框压滤机21内的压榨水泵启动对滤饼进行二次压榨，尽可能的降低污泥的含水率，硫酸钙资源化利用，滤液自流进入滤液收集池22，滤液收集池22内同样设有提升泵，废水经泵提升至高效澄清池31，高效澄清池31通过加药装置36内投加碳酸钠、PAC、液碱、PAM，与溶解性硫酸钙反应生成碳酸钙固体，随后在PAC及PAM的作用在沉淀区进行重力沉淀，并将沉淀的污泥进入污泥池37内，污泥池37将污泥再次经过外部的板框压滤机21，通过板框压滤机21将污泥中的水分过滤出来，并将液体输送至滤液收集池22内，依次完成对污泥的二次加工，而原本在高效澄清池31内的上清液进入中间水池32，中间水池32投加酸，调节PH至7左右，中间水池 32设有提升泵，经提升泵提升依次经过多介质过滤器33、树脂软水器34，通过活性炭吸附、石英砂过滤进一步降低水中的SS及COD，后经树脂软水器34进一步降低水中钙镁离子后进入滤后水池35，滤后水池35设有提升泵，经提升泵输送至膜浓缩装置，经过DTRO膜浓缩后产水进入回用水池42，浓水进入原液罐 51，原液罐51设有提升泵，经泵输送至多效蒸发结晶装置52，多效蒸发结晶装置52内的压力为-80～-90kpa，温度保持在85±5℃下进行蒸发浓缩；并在70 ±5℃温度下进行离心脱水，得到杂盐晶体和残留的母液；二次冷凝液回至回用水池42，待生产回用，以达到废水回用零排放的目的；一次蒸汽冷凝液回至蒸汽冷凝水罐53；水中的盐离子以晶体的形式析出，在长时间使用中，将安装柱 5A通过底部的连接螺纹7与螺孔8固定，随后通过外部绳状物体，卡入至限位槽10内，随后拉动安装柱5A，使得安装柱5A带动底板从池体的内部移动出来，在移动过程中，底板6将池体底部的水垢以及内壁上的水垢一同清理。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，其特征在于：包括依次连接的预处理单元(1)、污泥脱水单元(2)、除硬单元(3)、膜浓缩单元(4)、蒸发结晶单元(5)；

所述预处理单元(1)包括依次连接的调节池(11)、中和反应池(12)、缓冲池(13)，所述中和反应池(12)的顶部设置有石灰加药装置(14)，所述调节池(11)与外部废水相连接；

所述污泥脱水单元(2)包括依次连接的板框压滤机(21)、滤液收集池(22)，所述板框压滤机(21)的输入端上安装有螺杆泵，设置有压榨装置、洗布装置；

所述除硬单元(3)包括依次连接的高效澄清池(31)、中间水池(32)、多介质过滤器(33)、树脂软水器(34)、滤后水池(35)，所述高效澄清池(31)的顶部设置有加药装置(36)；

所述膜浓缩单元(4)包括依次连接的DTRO膜装置(41)、回用水池(42)；

所述蒸发结晶单元(5)包括依次连接的原液罐(51)、多效蒸发结晶装置(52)、回用水池(42)，所述多效蒸发结晶装置(52)上还连接有冷凝水罐(53)，所述冷凝水罐(53)与回用水池(42)并联安装在所述多效蒸发结晶装置(52)内。

2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，其特征在于：所述缓冲池(13)的输出端与所述板框压滤机(21)的输入端通过管道连接；所述滤液收集池(22)的输出端与所述高效澄清池(31)的输入端通过管道连接；所述滤后水池(35)的输出端与所述DTRO膜装置(41)输入端通过管道连接；所述DTRO膜装置(41)产水输出端与回用水池(42)连接、浓水输出端与多效蒸发结晶装置(52)的输入端通过管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，其特征在于：所述高效澄清池(31)上还具有排污端，其中排污端通过管道连接有污泥池(37)，所述污泥池(37)的出料口处通过管道连接有板框压滤机(21)，该板框压滤机(21)同样通过管道与滤液收集池(22)的进料端相连接，两个板框压滤机(21)与滤液收集池(22)并联设置。

4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，其特征在于：所述调节池(11)的内部设置有穿孔曝气系统与提升泵；所述缓冲池(13)的内部设置有桨叶式搅拌器；所述滤液收集池(22)、中间水池(32)、滤后水池(35)的内部同样设置有提升泵。

5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，其特征在于：所述回用水池(42)包括池体(9)，所述池体(9)的内部放置有底板(6)，所述底板(6)的顶端面对称开设有螺孔(8)，所述底板(6)的顶部还设置有安装柱(5A)，所述安装柱(5A)的底部开设有与所述螺孔(8)连接的连接螺纹(7)。

6.根据权利要求5所述的一种氧化石墨烯生产废水零排放处理系统，其特征在于：所述安装柱(5A)的顶部侧边开设有限位槽(10)，所述限位槽(10)的纵截面呈半圆形结构。

Images