专利名称：一种含钒废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种含钒废水的处理方法。
背景技术：
钒是一种重要的合金元素，主要用于钢铁工业。含钒钢具有强度高、韧性大、耐磨性好等优点。因而广泛用于机械、汽车、造船、铁路、桥梁等行业。钒在自然界分布很广，但钒的造矿条件非常复杂，通常伴生在钛磁铁矿、含钒热液矿脉、风化堆积残留矿、含钒铁矿、 含钒磷矿等矿床中。目前，无论采用哪种方法提取钒，其生产的废水和废渣中都会含有一定浓度的高价钒，并且在提钒生产中，磷酸铵、磷酸钠、硫酸钠、氧化钠和硫酸等化工原料的利用率较低，因此，提钒过程中产生的含钒废水中污染物的种类多、毒性大、排放量大且危害严重。如何有效、经济地处理含钒废水是工业生产中亟待解决的问题。目前，处理含钒废水的方法主要是使含钒废水依次通过三个蒸发器，收集各个蒸发器中产生的水蒸汽，作为生产循环水使用，固体物质不断浓缩，最终从第三个蒸发器的排放口排出。然而，上述方法存在的缺点是(1)饱和的浓浆会在蒸发器中不断地析出，经过两天即会堵塞蒸发器；(2) 蒸发浓缩系统的处理能力(即单位时间内产生的冷凝水的量)较低。
发明内容
本发明为了克服现有的含钒废水的处理方法的上述缺陷，提供了一种新的含钒废水的处理方法，采用该方法可以大大提高蒸发浓缩系统的处理能力，同时蒸发浓缩系统不易发生堵塞现象。本发明提供了一种含钒废水的处理方法，该方法依次包括以下步骤(1)将含钒废水依次通过第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中进行逐步蒸发浓缩，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间的阀门A以及所述第二蒸发器与所述第三蒸发器之间的阀门B为打开状态，所述第三蒸发器的排出口设置的阀门C为关闭状态；(2)当所述第三蒸发器内的混合物的固含量为阳-65重量％时，关闭阀门B，并打开阀门C ； (3)当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的12-18%时，关闭阀门A和阀门C，并打开阀门B ;(4)当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的10-15% 时，打开阀门A，并关闭阀门B; 当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的15-25%时，关闭阀门A，并打开阀门B; (6)当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的1-5%时，关闭阀门B，并打开阀门C ;(7)当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的13-15%时，打开阀门A 和阀门B，并关闭阀门C ;(8)当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的20-30%，且所述第三蒸发器内的混合物的体积升高至所述第三蒸发器的容积的 25-30%时，循环进行步骤0)-(7)。根据本发明提供的所述方法，通过分别控制蒸发浓缩系统中的阀门A、阀门B和阀门C的打开或关闭状态，并分别在第二蒸发器和第三蒸发器中的混合物的量降低至适当的量时，向第二蒸发器或第三蒸发器中注入来自前一个蒸发器的混合物，从而实现对第二蒸发器或第三蒸发器进行冲刷。因此，在本发明提供的所述方法中，用于对含钒废水进行蒸发浓缩的蒸发器不易发生堵塞现象。
图1表示本发明提供的所述方法中的蒸发浓缩过程的物料流向示意图。
具体实施例方式根据本发明的所述含钒废水的处理方法依次包括以下步骤(1)将含钒废水依次通过第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中进行逐步蒸发浓缩，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间的阀门A以及所述第二蒸发器与所述第三蒸发器之间的阀门B为打开状态，所述第三蒸发器的排出口设置的阀门C为关闭状态；(2)当所述第三蒸发器内的混合物的固含量为55-65重量％时(此时，第一蒸发器中的混合物的体积通常为所述第一蒸发器的容积的20-25%，第二蒸发器中的混合物的体积通常为所述第二蒸发器的容积的40-45 %，第三蒸发器中的混合物的体积通常为所述第三蒸发器的容积的阳-65% )，关闭阀门B，并打开阀门C，从而使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；(3)当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的
12-18%时，关闭阀门A和阀门C，并打开阀门B，从而停止排放第三蒸发器中的混合物，使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；(4)当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的 10-15 %时，打开阀门A，并关闭阀门B，从而使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中；(5)当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的 15-25%时，关闭阀门A，并打开阀门B，从而使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；(6)当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的1-5% 时，关闭阀门B，并打开阀门C，从而使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；(7)当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的
13-15%时，打开阀门A和阀门B，并关闭阀门C，从而使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中，并停止排放第三蒸发器中的混合物；(8)当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的 20-30%，且所述第三蒸发器内的混合物的体积升高至所述第三蒸发器的容积的25-30% 时，循环进行步骤O) _(7)。根据本发明提供的所述方法，所述含钒废水可以为以钒元素计的钒含量为10-1000mg/L的废水，固含量为1-2重量％。根据本发明提供的所述方法，如图1所示，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间的阀门A设置在连通所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的管道上，用于控制由所述第一蒸发器进入所述第二蒸发器的物流，当阀门A关闭时，所述第一蒸发器中的混合物停止进入所述第二蒸发器；当阀门A打开时，所述第一蒸发器中的混合物开始进入所述第二蒸发
ο根据本发明提供的所述方法，如图1所示，所述第二蒸发器与所述第三蒸发器之间的阀门B设置在连通所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的管道上，用于控制由所述第二蒸发器进入所述第三蒸发器的物流，当阀门B关闭时，所述第二蒸发器中的混合物停止进入所述第三蒸发器；当阀门B打开时，所述第二蒸发器中的混合物开始进入所述第二蒸发
ο根据本发明提供的所述方法，如图1所示，所述第三蒸发器的排出口设置的阀门C 用于控制所述第三蒸发器内的混合物的排放，当阀门C关闭时，停止排放所述第三蒸发器内的混合物；当阀门C打开时，开始排放所述第三蒸发器内的混合物。在本发明中，所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器可以采用各种常规的蒸发器，例如，各自分别可以为购自陕西科源工业技术有限公司的蒸发器。根据本发明提供的所述方法，所述第一蒸发器中的蒸发浓缩条件可以包括温度为60-65°C，压力为8-15KPa。优选情况下，所述第一蒸发器中的蒸发浓缩条件包括温度为 63-65°C，压力为 8-10KPa。根据本发明提供的所述方法，所述第二蒸发器中的蒸发浓缩条件可以包括温度为53-58°C，压力为8-15KPa。优选情况下，所述第二蒸发器中的蒸发浓缩条件包括温度为 55-58°C，压力为 8-10KPa。根据本发明提供的所述方法，所述第三蒸发器中的蒸发浓缩条件可以包括温度为48-52°C，压力为8-15KPa。优选情况下，所述第三蒸发器中的蒸发浓缩条件包括温度为 50_52°C，压力为 8_10KPa。根据本发明提供的所述方法，从所述第三蒸发器中排放出的混合物可以将其进行过滤后得到的滤液与未经过蒸发浓缩的含钒废水直接混合后再进入蒸发浓缩系统(即由第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器组成的蒸发浓缩系统)进行蒸发浓缩。以下通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此。实施例1本实施例用于说明本发明提供的所述含钒废水的处理方法。如图1所示，将含钒废水(pH约为2.5，以铬元素计的铬含量为约500mg/L，以钒元素计的钒含量为约100mg/L，固含量为约1. 5重量％ )连续地加入第一蒸发器(购自陕西科源工业技术有限公司，型号018OOxL138O8><58，下同)中，并打开阀门A和 B，关闭阀门C，使含钒废水依次在第一蒸发器、第二蒸发器(陕西科源工业技术有限公司，型号018OOxL138O8><58下同)和第三蒸发器(陕西科源工业技术有限公司，型号 016OOxL13O6O><58，下同)中进行逐渐蒸发浓缩，将所述第一蒸发器内温度调节为65°C， 压力调节为8. 4KPa ；将所述第二蒸发器内温度调节为56°C，压力调节为8. 4KPa ；将所述第三蒸发器内温度调节为50°C，压力调节为8. 4KPa。
当第三蒸发器内的混合物的固含量为60重量％时(此时，第一蒸发器中的混合物的体积占所述第一蒸发器的容积的22%，第二蒸发器中的混合物的体积占所述第二蒸发器的容积的43 %，第三蒸发器中的混合物的体积占所述第三蒸发器的容积的60 % )，关闭阀门B，并打开阀门C，使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；当第三蒸发器内的混合物的体积降低至第三蒸发器的容积的15%时，关闭阀门A和阀门C，并打开阀门B，从而停止排放第三蒸发器中的混合物，使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的12%时，打开阀门A，并关闭阀门B，使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的20%时，关闭阀门A，并打开阀门B，使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中， 并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的3%时，关闭阀门B，并打开阀门C，使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的15%时，打开阀门A和阀门B，并关闭阀门C，使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中，并停止排放第三蒸发器中的混合物；当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的25%，且所述第三蒸发器内的混合物的体积升高至所述第三蒸发器的容积的25%时，循环实施上述过程。上述过程循环运行72小时后，第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器均未出现堵塞现象，蒸发浓缩系统压力为8. 4KPa，且该蒸发浓缩系统单位时间内产生的冷凝水约为 20. 8m3/h。对比例1如图1所示，将含钒废水(pH约为2. 5，以铬元素计的铬含量为约500mg/L，以钒元素计的钒含量为约100mg/L，固含量为约1.5重量％ )连续地加入第一蒸发器中，并打开阀门A和B，关闭阀门C，使含钒废水依次在第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中进行逐渐蒸发浓缩，然后，间断性地打开阀门C以排出第三蒸发器中的混合物。将所述第一蒸发器内温度调节为65°C，压力调节为8. 4KPa ；将所述第二蒸发器内温度调节为56°C，压力调节为 8. 4KPa ；将所述第三蒸发器内温度调节为50°C，压力调节为8. 4KPa。上述过程连续运行72小时后，第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器均出现堵塞现象，蒸发浓缩系统压力为llKPa，系统蒸发量下降，产生的冷凝水约为10. lm3/h。实施例2本实施例用于说明本发明提供的所述含钒废水的处理方法。如图1所示，将含钒废水(pH约为2. 5，以铬元素计的铬含量为约100mg/L，以钒元素计的钒含量为约1000mg/L，固含量为约1重量％ )连续地加入第一蒸发器中，并打开阀门 A和B，关闭阀门C，使含钒废水依次在第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中进行逐渐蒸发浓缩，将所述第一蒸发器内温度调节为63°C，压力调节为8. OKPa ；将所述第二蒸发器内温度调节为57°C，压力调节为8. OKPa ；将所述第三蒸发器内温度调节为52°C，压力调节为 8. OKPa。
当第三蒸发器内的混合物的固含量为58重量％时(此时，第一蒸发器中的混合物的体积占所述第一蒸发器的容积的21 %，第二蒸发器中的混合物的体积占所述第二蒸发器的容积的42 %，第三蒸发器中的混合物的体积占所述第三蒸发器的容积的58 % )，关闭阀门B，并打开阀门C，使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；当第三蒸发器内的混合物的体积降低至第三蒸发器的容积的13%时，关闭阀门A和阀门C，并打开阀门B，从而停止排放第三蒸发器中的混合物，使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的15%时，打开阀门A，并关闭阀门B，使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的18%时，关闭阀门A，并打开阀门B，使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中， 并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的2%时，关闭阀门B，并打开阀门C，使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的14%时，打开阀门A和阀门B，并关闭阀门C，使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中，并停止排放第三蒸发器中的混合物；当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的22%，且所述第三蒸发器内的混合物的体积升高至所述第三蒸发器的容积的时，循环实施上述过程。上述过程循环运行72小时后，第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器均未出现堵塞现象，蒸发浓缩系统压力为8. OKPa，且该蒸发浓缩系统单位时间内产生的冷凝水约为 15. 4m3A ο实施例3本实施例用于说明本发明提供的所述含钒废水的处理方法。如图1所示，将含钒废水(pH约为2. 5，以铬元素计的铬含量为约1100mg/L，以钒元素计的钒含量为约10mg/L，固含量为约2重量％)连续地加入第一蒸发器中，并打开阀门 A和B，关闭阀门C，使含钒废水依次在第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中进行逐渐蒸发浓缩，将所述第一蒸发器内温度调节为64°C，压力调节为10. 4KPa ；将所述第二蒸发器内温度调节为58°C，压力调节为10. 4KPa ；将所述第三蒸发器内温度调节为51°C，压力调节为 10.4KPao当第三蒸发器内的混合物的固含量为62重量％时(此时，第一蒸发器中的混合物的体积占所述第一蒸发器的容积的，第二蒸发器中的混合物的体积占所述第二蒸发器的容积的44%，第三蒸发器中的混合物的体积占所述第三蒸发器的容积的62 % )，关闭阀门B，并打开阀门C，使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；当第三蒸发器内的混合物的体积降低至第三蒸发器的容积的17%时，关闭阀门A和阀门C，并打开阀门B，从而停止排放第三蒸发器中的混合物，使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的14%时，打开阀门A，并关闭阀门B，使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，并使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的22%时，关闭阀门A，并打开阀门B，使第一蒸发器中的混合物停止流入第二蒸发器中， 并使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中；当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的4%时，关闭阀门B，并打开阀门C，使第二蒸发器中的混合物停止流入第三蒸发器中，并开始排放第三蒸发器中的混合物；当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的15%时，打开阀门A和阀门B，并关闭阀门C，使第一蒸发器中的混合物开始流入第二蒸发器中，使第二蒸发器中的混合物开始流入第三蒸发器中，并停止排放第三蒸发器中的混合物；当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的27%，且所述第三蒸发器内的混合物的体积升高至所述第三蒸发器的容积的时，循环实施上述过程。 上述过程循环运行72小时后，第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器均未出现堵塞现象，蒸发浓缩系统压力为10. 4KPa，且该蒸发浓缩系统单位时间内产生的含钒废水约为 16. 3m3A ο
权利要求
1.一种含钒废水的处理方法，该方法依次包括以下步骤(1)将含钒废水依次通过第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中进行逐步蒸发浓缩， 所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间的阀门A以及所述第二蒸发器与所述第三蒸发器之间的阀门B为打开状态，所述第三蒸发器的排出口设置的阀门C为关闭状态；(2)当所述第三蒸发器内的混合物的固含量为55-65重量％时，关闭阀门B，并打开阀门C;(3)当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的12-18% 时，关闭阀门A和阀门C，并打开阀门B ；(4)当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的10-15% 时，打开阀门A，并关闭阀门B;(5)当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的15-25% 时，关闭阀门A，并打开阀门B;(6)当所述第二蒸发器内的混合物的体积降低至所述第二蒸发器的容积的1-5%时， 关闭阀门B，并打开阀门C;(7)当所述第三蒸发器内的混合物的体积降低至所述第三蒸发器的容积的13-15% 时，打开阀门A和阀门B，并关闭阀门C ；(8)当所述第二蒸发器内的混合物的体积升高至所述第二蒸发器的容积的20-30%， 且所述第三蒸发器内的混合物的体积升高至所述第三蒸发器的容积的25-30%时，循环进行步骤(2)-(7)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一蒸发器中的蒸发浓缩条件包括温度为 60-65°C，压力为 8-15KPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二蒸发器中的蒸发浓缩条件包括温度为 53-58°C，压力为 8-15KPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三蒸发器中的蒸发浓缩条件包括温度为 48_52°C，压力为 8_l5KPa。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，以钒元素计，所述含钒废水中的钒含量为 10-1000mg/L,固含量为1-2重量％。
全文摘要
一种含钒废水的处理方法，该方法依次包括将含钒废水依次通过第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中进行逐步蒸发浓缩，第一蒸发器与第二蒸发器之间的阀门A以及第二蒸发器与第三蒸发器之间的阀门B为打开状态，第三蒸发器的排出口设置的阀门C为关闭状态，当第三蒸发器内的混合物的固含量为55-65重量％时，适当控制阀门A、阀门B和阀门C的打开和关闭状态。采用该方法对含钒废水进行处理的过程中，用于对含钒废水进行蒸发浓缩的蒸发器不易发生堵塞现象。
文档编号C02F9/10GK102476886SQ201010566700
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者刘中华, 刘莉丽, 张伟, 陈自清 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司