一种重金属废水处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种重金属废水处理系统，包括：依次相连的第一pH调节池、碱性反应池、一次沉淀池、酸性密闭反应池、二次沉淀池、中和反应池、三次沉淀池、第二pH调节池、超滤膜过滤装置和中和池。本实用新型中的重金属废水处理系统以钼精矿通过气化炉制备纳米级三氧化钼所产生的尾气洗涤废水为处理废水，通过多次反应和多步沉降，并且经过超滤膜过滤装置过滤，使废水中多种重金属(包括钼、砷、铬、镍、铬、铜等众多有色金属)尤其是稀有金属钼和砷的含量达标，处理后的废渣可以有效利用，全部回用生产，能节省水源，实现零排放。
【专利说明】
一种重金属废水处理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种重金属废水处理系统。
【背景技术】
[0002]随着我国水资源的日益贫乏和各种重金属资料的日益枯竭，特别是稀有金属如钼等的日益匮乏，废弃资源回收利用和水资源循环利用迫在眉睫。
[0003]随着科学技术的进步与快速发展，钼及其化合物的应用范围日益广泛，消耗量越来越大，有限的钼资源日趋减少。因此，对废钼的回收利用具有重要意义，而钼冶炼厂生产废水中含有重金属钼、砷以及其它一些重金属离子，废水中重金属、钼砷污染成为关系到人类健康和生命的重大环境问题。这样的废水如不及时处理或处理不当直接排放，危害很大，严重危害着国人的身体健康。如果处理得当，处理后的废水全部回用，不仅可以从废水中回收有价金属，循环利用废弃物，还可以节约水资源，造福人类。
[0004]特别地，废水中的砷化合物对生物有剧毒性，能在人体中累积，引起中毒。砷是我国实施废水排放总量控制的重要指标之一，治理含砷废水越来越引起人们的重视。其存在形态主要有As3+和As5+两种，其中As3+比As5+的毒性更大。国内外处理含砷废水的方法很多，主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法和膜分离法等。吸附法可以实现废水的深度处理，但由于成本高、系统庞大、操作麻烦等特点，尚未推广应用。离子交换法由于树脂吸附容量小、树脂再生率低、树脂解吸时间长，处理周期长，树脂的大量使用也增加了处理成本，在工业废水处理中应用少。膜分离法是利用膜的选择透过性，根据多组分流体中各组分在膜中传质选择性的差异，借助较高的外压，来实现对其的分离、分级、提纯或富集。根据膜孔径大小可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。用纳滤膜和反渗透法处理含砷废水，在理想操作条件可使除砷率达到90%以上，但在实际生产中由于容易堵塞及除砷率显著降低，导致在生产中很少使用。
[0005]目前，钼精矿采用气化炉直接制备高纯纳米级三氧化钼的方法未见工业报道，尚处于生产试验阶段，涉及其尾气洗涤废水的经济、环保和充分回收利用废水中有价金属的处理方法也处于摸索阶段。
[0006]现有处理含重金属及砷废水的缺点是:经处理后废水不能成功回用生产；废水中的有价金属不能充分回收利用，且废水产生废渣中的有价金属回收困难，回收成本高。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术中提出的上述缺点，本实用新型提供了一种重金属废水处理系统。
[0008]本实用新型提供的重金属废水处理系统，包括:依次相连的第一pH调节池、碱性反应池、一次沉淀池、酸性密闭反应池、二次沉淀池、中和反应池、三次沉淀池、第二pH调节池、超滤膜过滤装置和中和池。
[0009]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0010]所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池均设置有搅拌装置。[0011 ]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0012]所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池还设置有与所述搅拌装置相连接的沉淀脱水装置。
[0013]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0014]所述沉淀脱水装置是指板框压滤机或离心脱水机。
[0015]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0016]所述酸性密闭反应池和所述碱性反应池之间设置有硫化氢气体吸收装置。
[0017]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0018]所述硫化氢气体吸收装置是采用氢氧化钠或碳酸钠强碱性化学溶剂吸收法吸收的装置。
[0019]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0020]所述酸性密闭反应池设置有搅拌装置。
[0021 ]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0022]所述碱性反应池和一次沉淀池之间设置有用于连接所述碱性反应池和所述一次沉淀池的渣浆栗;所述酸性密闭反应池和二次沉淀池之间设置有用于连接所述酸性密闭反应池和所述二次沉淀池的渣浆栗;所述中和反应池和所述三次沉淀池之间设置有用于连接所述中和反应池和所述三次沉淀池的渣浆栗。
[0023]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0024]所述碱性反应池和所述中和反应池处均设置有鼓风曝气装置。
[0025]上述重金属废水处理系统还具有以下特点:
[0026]所述第一pH调节池和酸性密闭反应池均安装有pH在线检测仪。
[0027]本实用新型中的重金属废水处理系统以钼精矿通过气化炉制备纳米级三氧化钼所产生的尾气洗涤废水为处理废水，通过多次反应和多步沉降，并且经过超滤膜过滤装置过滤，使废水中多种重金属(包括钼、砷、铬、镍、铬、铜等众多有色金属)尤其是稀有金属钼和砷的含量达标，处理后的废渣可以有效利用，全部回用生产，能节省水源，实现零排放。
【附图说明】
[0028]图1是实施例中冶炼厂废水处理系统的结构图。
具体实施例
[0029]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0030]图1是实施例中冶炼厂废水处理系统的结构图。此系统包括:依次相连的第一pH调节池、碱性反应池、一次沉淀池、酸性密闭反应池、二次沉淀池、中和反应池、三次沉淀池、第二 pH调节池、超滤膜过滤装置和中和池。
[0031]酸性密闭反应池设置有搅拌装置，通过搅拌装置的搅拌可以促进反应的进行。酸性密闭反应池和碱性反应池之间设置有硫化氢(H2S)气体吸收装置，酸性密闭反应池中反应产生的气体，经过硫化氢吸收装置吸收后，吸收产生的硫化钠(Na2S)用于碱性反应池的反应。此硫化氢吸收装置是采用氢氧化钠或碳酸钠强碱性化学溶剂吸收法吸收的装置。酸性密闭反应池和碱性反应池添加入的用于反应的硫化物是指硫化钠或者硫化铁。
[0032]一次沉淀池、二次沉淀池和三次沉淀池均设置有搅拌装置和沉淀脱水装置。搅拌装置和沉淀脱水装置相连接。沉淀脱水装置是指板框压滤机或离心脱水机。沉淀脱水装置产生的滤液重新自流回相应的沉淀池。
[0033]碱性反应池和一次沉淀池之间设置有用于连接碱性反应池和一次沉淀池的渣浆栗;酸性密闭反应池和二次沉淀池之间设置有用于连接酸性密闭反应池和二次沉淀池的渣浆栗；中和反应池和三次沉淀池之间设置有用于连接中和反应池和三次沉淀池的渣浆栗。
[0034]碱性反应池和中和反应池处均设置有鼓风曝气装置。
[0035]第一pH调节池安装有pH在线检测仪，根据pH在线检测仪的检测值控制需加入的碱性溶液(例如氢氧化钠)的量，从而控制第一 pH调节池中的液体的pH值。酸性密闭反应池安装有pH在线检测仪，根据pH在线检测仪的检测值，控制需加入的酸性溶液(例如硫酸)的量，从而控制酸性密闭反应池的pH值。
[0036]使用本实用新型提供的重金属废水处理系统进行废水处理的流程包括以下步骤:
[0037]步骤I，将钼精矿经过气化炉升华尾气的洗涤废水引入第一pH调节池，采用碱性溶液(例如氢氧化钠溶液)调节第一 pH调节池内的液体的PH值为7?9的范围后，将液体引入碱性反应池，加入硫化物(例如硫化钠或硫化亚铁)，反应过程中通过鼓风曝气装置进行鼓风曝气(共持续预设时长，优选为20分钟)，反应预设时长(优选为55分钟)后，将反应后的液体通过渣浆栗输送到一次沉淀池，通过搅拌装置进行搅拌，通过沉淀脱水装置进行泥渣沉淀和脱水作业，沉降预设时长(优选为20分钟)后，将上清液输送至酸性密闭反应池;此步骤I主要用于除去废水中的主要重金属(包括钼、砷、铬、镍、铬、铜等众多有色金属)。
[0038]步骤2，在酸性密闭反应池加入酸性溶液调节液体的PH值为2.2?2.8范围(优选为
2.5)后，加入硫化物(例如硫化钠或硫化亚铁)进行反应，反应过程中通过鼓风曝气装置进行鼓风曝气(共持续预设时长，优选为20分钟)，反应预设时长(优选为55分钟)后，将反应后的液体通过渣浆栗输送到二次沉淀池，通过搅拌装置进行搅拌，通过沉淀脱水装置进行泥渣沉淀和脱水作业，沉降预设时长(优选为20分钟)后，将上清液输送至中和反应池;此步骤2用于重点除去废水中含钼的有害物质。
[0039]步骤3，在中和池通过鼓风曝气装置进行鼓风曝气(共持续预设时长，优选为40分钟)，将反应后的液体通过渣浆栗输送到三次沉淀池，通过搅拌装置进行搅拌，通过沉淀脱水装置进行泥渣沉淀和脱水作业，沉降预设时长(优选为20分钟)后，将上清液输送至第二PH调节池;此步骤3用于重点除去废水中含砷的有害物质。
[0040]步骤4，调节第二pH调节池内的液体的PH值为8?12范围内后，将液体输入超滤膜过滤装置，将超滤膜过滤装置的出水输出至中和池，根据生产需要调节中和池中的水的PH值，对中和池的水进行检测，符合要求时输送至生产系统，不符合要求时输送至中和反应池。
[0041]上述流程中还包括:在一次沉淀池、二次沉淀池和三次沉淀池中添加凝絮剂(例如聚丙烯酰胺和/或聚合硫酸铁)并搅拌5?20分钟(优选为10分钟)。
[0042]钼精矿通过气化炉制备纳米级三氧化钼所产生的尾气洗涤废水作为处理废水，目前由于钼精矿通过气化炉制备纳米级三氧化钼工艺处于试生产阶段，没有工业化，因而相应的尾气洗涤废水的处理方法属于一种新的处理工艺，其系统也是新的处理装置。本实用新型中的重金属废水处理系统以钼精矿通过气化炉制备纳米级三氧化钼所产生的尾气洗涤废水为处理废水，通过多次反应和多步沉降，并且经过超滤膜过滤装置过滤，使废水中重金属(包括钼、砷、铬、镍、铬、铜等众多有色金属)尤其是稀有金属钼和砷的含量达标，处理后的废渣可以有效利用，全部回用生产，能节省水源，实现零排放。
[0043]本实用新型中的系统具有以下优点:
[0044]1、采用多步沉降和超滤膜处理之后，克服了纳滤膜和反渗透法处理含砷废水容易堵塞的和微滤膜处理冶炼过程中含重金属、钼及砷废水成本高的缺点，成功循环回用所有生产中产生的废水，且具有处理成本低、效率高和使用寿命长等优点。
[0045]2、与常规的两次混凝法处理含砷废水相比，虽然多增加了一次反应处理过程，但能有效利用处理后的有价金属，缩短后续利用处理流程，能产生显著的经济效益
[0046]3、系统中产生的含重金属(例如铜)、钼和砷的废弃物无需后续繁琐的分离处理就能分别再生回收利用，具有显著的经济效益；
[0047]4、采用自回流设计，具有节能的优点。
[0048]5、具有经济、环保和实用的优点。
[0049]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。
[0050]上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。
[0051 ]在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0052]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种重金属废水处理系统，其特征在于，包括:依次相连的第一 pH调节池、碱性反应池、一次沉淀池、酸性密闭反应池、二次沉淀池、中和反应池、三次沉淀池、第二 pH调节池、超滤膜过滤装置和中和池。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池均设置有搅拌装置。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述一次沉淀池、所述二次沉淀池和所述三次沉淀池还设置有与所述搅拌装置相连接的沉淀脱水装置。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述沉淀脱水装置是板框压滤机或离心脱水机。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述酸性密闭反应池和所述碱性反应池之间设置有硫化氢气体吸收装置。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述硫化氢气体吸收装置是采用氢氧化钠或碳酸钠强碱性化学溶剂吸收法吸收的装置。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述酸性密闭反应池设置有搅拌装置。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述碱性反应池和一次沉淀池之间设置有用于连接所述碱性反应池和所述一次沉淀池的渣浆栗;所述酸性密闭反应池和二次沉淀池之间设置有用于连接所述酸性密闭反应池和所述二次沉淀池的渣浆栗;所述中和反应池和所述三次沉淀池之间设置有用于连接所述中和反应池和所述三次沉淀池的渣浆栗。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述碱性反应池和所述中和反应池处均设置有鼓风曝气装置。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一pH调节池和酸性密闭反应池均安装有pH在线检测仪。
【文档编号】C02F101/20GK205616685SQ201620428638
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】朱洋
【申请人】爱润森德（天津）能源科技有限公司