本发明专利属于工业环保领域，具体涉及一种含低浓度硫酸废水的处理系统及处理方法。
背景技术：
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硫酸在化工、钢铁等行业中被广泛应用，在许多的生产过程中，硫酸的利用率低，大量的硫酸随同废水被排放出去；这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费了大量的硫酸资源；目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用、中和处理；需要根据废硫酸或含硫酸废水的浓度、所含杂质的组成来选择回收或处理方法；特别是对于精细化工行业产生的废硫酸或硫酸废水来说，由于所含的有机杂质成分极为复杂，硫酸的浓度变化很大，当硫酸浓度较高时，可经处理后回收再用；当硫酸浓度较低、水量较大时，由于回收硫酸的价值不高，也难以进行综合利用，使用石灰或废碱进行中和处理，使其达到排放标准或有利于后续的处理，因此存在以下问题：1、低浓度的硫酸无法回收再用也无法综合利用，造成了硫酸的浪费，并且在处理含有硫酸的废水时，由于硫酸的存在，无法对废水进行生化处理；2、在硫酸废水综合利用方面，目前的方法主要是采用氨中和废硫酸制取硫酸铵肥料，得到低浓度的硫酸铵之后需要经过蒸发器浓缩结晶形成固体硫酸铵，在此过程中，由于硫酸铵浓度低以及废水中所含的大量有机物，造成蒸发器能耗高、易堵塞等问题，影响了蒸发器的稳定运行，同时生产硫酸铵的成本高。
技术实现要素：
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本发明的第一个目的在于提供一种结构简单，易实现的含低浓度硫酸废水的处理系统。
本发明的第二个目的在于提供一种适用于处理任何浓度硫酸废水的含低浓度硫酸废水的处理方法。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种含低浓度硫酸废水的处理系统，其包括收集池、中和桶、第一压滤机、污水处理系统、第一传送带、打浆桶、储液罐、复分解反应桶、第二压滤机、降温结晶器和离心机；所述收集池的出液口与所述中和桶的进液口通过管道连通设置；在所述中和桶上分别设置有碳酸钙进料口和出气口；所述中和桶的出液口与所述第一压滤机的进液口通过管道连通；所述第一压滤机的出液口与所述污水处理系统通过管道连通；所述第一压滤机的出料口与所述打浆桶的进料口通过所述第一传送带连接；所述打浆桶的进液口与所述储液罐的出液口通过管道连通；所述打浆桶的出液口与所述复分解反应桶的进液口通过管道连通；在所述复分解反应桶上设置有碳酸铵进液口；所述复分解反应桶的出液口与所述第二压滤机的进液口通过管道连通；所述第二压滤机的出液口与所述降温结晶器的进液口通过管道连通；所述降温结晶器的出液口与所述离心机的进液口通过管道连通。
进一步的，其还包括碳化塔、氨水源和碳酸铵储存罐；所述出气口与所述碳化塔的进气口通过管道连通；所述碳化塔的进液口与所述氨水源通过管道连通；所述碳化塔的出液口与所述碳酸铵储存罐的进液口通过管道连通；所述碳酸铵储存罐的出液口与所述碳酸铵进液口通过管道连通。
进一步的，其还包括蒸汽源；所述蒸汽源与所述复分解反应桶的进汽口通过管道连通
进一步的，其还包括碳酸钙储存罐和第二传送带；所述第二压滤机的出料口与所述碳酸钙储存罐的进料口连通设置；所述碳酸钙储存罐的出料口与所述碳酸钙进料口通过所述第二传送带连接。
进一步的，所述离心机的出液口与所述储液罐的进液口通过管道连通。
进一步的，其还包括活性炭脱色塔；所述收集池的出液口与所述活性炭脱色塔的进液口连通；所述活性炭脱色塔的出液口与所述中和桶的进液口通过管道连通。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：一种含低浓度硫酸废水的处理方法，包括以下步骤：(1)中和反应；(2)第一次压滤；(3)打浆；(4)复分解反应；(5)第二次压滤；(6)结晶过滤；其中：
(1)中和反应：将含硫酸废水泵到中和桶中，然后向所述中和桶中加入碳酸钙，碳酸钙与废水内的硫酸反应生成硫酸钙乳浊液和二氧化碳气体，碳酸钙与硫酸质量比为1:1-2:1；
(2)第一次压滤：将硫酸钙乳浊液泵到第一压滤机内进行压滤，得到硫酸钙滤饼，而过滤后的废水被输送到污水处理系统进行下一步处理；
(3)打浆：将硫酸钙滤饼通过第一传送带输送到打浆桶中，添加打浆用水后打浆2-3h，形成硫酸钙浆液，打浆用水与硫酸钙滤饼质量比为0.5:1-1:1，硫酸钙滤饼中的含固量为70％；
(4)复分解反应：将硫酸钙浆液泵到复分解反应桶中，并且向所述复分解反应桶中添加碳酸铵，使硫酸钙与碳酸铵进行复分解反应制得硫酸铵饱和溶液和碳酸钙乳浊液，碳酸铵和硫酸钙质量比为0.7:1-1.2:1；
(5)第二次压滤：将经过复分解反应后的产物泵到第二压滤机内进行压滤；得到碳酸钙滤饼和硫酸铵饱和溶液；
(6)结晶过滤：将所得到的硫酸铵饱和溶液输送到降温结晶器中结晶析出，然后输送至离心机中进行离心过滤，直到完成硫酸铵的固液分离，得到硫酸铵固体。
进一步的，在步骤1中和反应之前还包括脱色步骤，收集池中的废水被输送到活性炭脱色塔中进行脱色，形成无色废水，然后将无色废水输送至步骤1中的所述中和桶中进行中和反应处理。
进一步的，步骤1中所生成的二氧化碳气体被输送到碳化塔中，与从氨水源来的氨水反应生成碳酸铵溶液，二氧化碳和氨水质量比为1:2-1:4，氨水中氨的质量百分数为28％；生成的碳酸铵溶液被输送到碳酸铵储存罐中进行储存，所述碳酸铵储存罐内的碳酸铵溶液定期被输送至步骤4中的所述复分解反应桶中进行复分解反应。
进一步的，蒸汽源的蒸汽通入步骤4中的所述复分解反应桶内来加热升温，控制温度在40℃-60℃，反应2h，然后再继续升温至70℃-90℃，反应1h至反应完全。
进一步的，将步骤5中得到的碳酸钙滤饼输送到碳酸钙储存罐中进行储存，所述碳酸钙储存罐内的碳酸钙定期通过第二传送带输送至步骤1中的所述中和桶中进行中和反应。
进一步的，将步骤6中所述离心机过滤后的残液输送到储液罐内存储，所述储液罐内的液体作为打浆用水定期被泵到步骤3中的所述打浆桶中进行打浆。
本发明的优点：1、本发明处理系统结构简单，易实现；2、本发明通过在中和桶内发生中和反应，生产硫酸钙固体，然后通过复分解反应生成硫酸铵，在通过降温结晶和离心过滤，制得硫酸铵，主要消耗氨水，避免了使用蒸发器蒸发浓缩的步骤，降低了生成硫酸铵的成本，并且适用于任何浓度硫酸废水的处理；同时能耗低，方法简单，处理效率高，且避免了蒸发器发生堵塞的问题；3、在生产硫酸铵的过程中，所产生的碳酸钙和过滤后的残液可重复被使用，并没有产生新的污染物，生产方法环保；4、本发明可将废水中的硫酸回收，使废水中的硫酸被分离出去，为废水进行生化处理创造了有利的条件。
附图说明：
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
收集池1，中和桶2，碳酸钙进料口2.1，出气口2.2，第一压滤机3，污水处理系统4，第一传送带5，打浆桶6，储液罐7，复分解反应桶8，碳酸铵进液口8.1，第二压滤机9，降温结晶器10，离心机11，碳化塔12，氨水源13，碳酸铵储存罐14，碳酸钙储存罐15，第二传送带16，活性炭脱色塔17，蒸汽源18。
具体实施方式：
下面将结合附图通过实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：如图1所示，一种含低浓度硫酸废水的处理系统，其包括收集池1、中和桶2、第一压滤机3、污水处理系统4、第一传送带5、打浆桶6、储液罐7、复分解反应桶8、第二压滤机9、降温结晶器10、离心机11、碳化塔12、氨水源13、碳酸铵储存罐14、碳酸钙储存罐15、第二传送带16、活性炭脱色塔17和蒸汽源18；收集池1的出液口与中和桶2的进液口通过管道连通设置；在中和桶2上分别设置有碳酸钙进料口2.1和出气口2.2；中和桶2的出液口与第一压滤机3的进液口通过管道连通；第一压滤机3的出液口与污水处理系统4通过管道连通；第一压滤机3的出料口与打浆桶6的进料口通过第一传送带5连接；打浆桶6的进液口与储液罐7的出液口通过管道连通；打浆桶6的出液口与复分解反应桶8的进液口通过管道连通；在复分解反应桶8上设置有碳酸铵进液口8.1；复分解反应桶8的出液口与第二压滤机9的进液口通过管道连通；第二压滤机9的出液口与降温结晶器10的进液口通过管道连通；降温结晶器10的出液口与离心机11的进液口通过管道连通。
出气口2.2与碳化塔12的进气口通过管道连通；碳化塔12的进液口与氨水源13通过管道连通；碳化塔12的出液口与碳酸铵储存罐14的进液口通过管道连通；碳酸铵储存罐14的出液口与碳酸铵进液口8.1通过管道连通。
蒸汽源18与复分解反应桶8的进汽口通过管道连通。
第二压滤机9的出料口与碳酸钙储存罐15的进料口连通设置；碳酸钙储存罐15的出料口与碳酸钙进料口2.1通过第二传送带16连接。
离心机11的出液口与储液罐7的进液口通过管道连通。
收集池1的出液口与活性炭脱色塔17的进液口连通；活性炭脱色塔17的出液口与中和桶2的进液口通过管道连通；本发明处理系统结构简单，易实现。
实施例2：利用实施例1所述系统处理含低浓度硫酸废水的方法，包括以下步骤：(1)中和反应；(2)第一次压滤；(3)打浆；(4)复分解反应；(5)第二次压滤；(6)结晶过滤；其中：
当收集池1中的含硫酸废水的色度较高的时候，被输送到活性炭脱色塔17中进行脱色，形成无色废水，为了保证后续生产的硫酸铵的外观达标；
(1)中和反应：将脱色后的无色含硫酸废水泵到中和桶2中，然后再将碳酸钙储存罐15内的碳酸钙定期通过第二传送带16输送至中和桶2中，碳酸钙与废水内的硫酸反应生成硫酸钙乳浊液和二氧化碳气体，碳酸钙与硫酸质量比为1.02：1；所生成的二氧化碳气体被输送到碳化塔12中，与从氨水源13来的氨水反应生成碳酸铵溶液，二氧化碳和氨水质量比为1：2.75，氨水中氨的质量百分数为28％；生成的碳酸铵溶液被输送到碳酸铵储存罐14中进行储存；
(2)第一次压滤：将硫酸钙乳浊液泵到第一压滤机3内进行压滤，得到硫酸钙滤饼，而过滤后的废水被输送到污水处理系统4进行下一步处理；使废水中的硫酸被分离出去，为废水进行生化处理创造了有利的条件；
(3)打浆：将硫酸钙滤饼通过第一传送带5输送到打浆桶6中，储液罐7内的液体作为打浆用水定期被泵到打浆桶6中，然后打浆2-3h，直至无明显颗粒状物，形成硫酸钙浆液，打浆用水与硫酸钙滤饼质量比为0.75：1，硫酸钙滤饼中的含固量为70％；
(4)复分解反应：将硫酸钙浆液泵到复分解反应桶8中，并且将碳酸铵储存罐14内的碳酸铵溶液定期被输送至复分解反应桶8中，使硫酸钙与碳酸铵进行复分解反应制得硫酸铵饱和溶液和碳酸钙乳浊液，直至硫酸铵的转化率达到95％以上，反应结束；碳酸铵和硫酸钙质量比为0.71：1；蒸汽源18的蒸汽通入复分解反应桶8内来加热升温，控制温度在40℃-60℃，反应2h，然后再继续升温至70℃-90℃，反应1h至反应完全；
(5)第二次压滤：将经过复分解反应后的产物泵到第二压滤机9内进行压滤；得到碳酸钙滤饼和硫酸铵饱和溶液，碳酸钙滤饼被输送到碳酸钙储存罐15中进行储存，实现了碳酸钙的重复使用并没有产生新的污染物，生产方法环保；
(6)结晶过滤：将所得到的硫酸铵饱和溶液输送到降温结晶器10中结晶析出，然后输送至离心机11中进行离心过滤，直到完成硫酸铵的固液分离，得到硫酸铵固体；过滤后的残液则被输送到储液罐7内存储，实现了过滤后的残液的重复使用，并没有产生新的污染物，生产方法环保。
实施例3：利用实施例1所述系统处理含低浓度硫酸废水的方法，包括以下步骤：(1)中和反应；(2)第一次压滤；(3)打浆；(4)复分解反应；(5)第二次压滤；(6)结晶过滤；其中：
(1)中和反应：当收集池1中的含硫酸废水为无色时，直接将收集池1中无色含硫酸废水泵到中和桶2中，然后再将碳酸钙储存罐15内的碳酸钙定期通过第二传送带16输送至中和桶2中，碳酸钙与废水内的硫酸反应生成硫酸钙乳浊液和二氧化碳气体，碳酸钙与硫酸质量比为1：1；所生成的二氧化碳气体被输送到碳化塔12中，与从氨水源13来的氨水反应生成碳酸铵溶液，二氧化碳和氨水质量比为1：2，氨水中氨的质量百分数为28％；生成的碳酸铵溶液被输送到碳酸铵储存罐14中进行储存；
(2)第一次压滤：将硫酸钙乳浊液泵到第一压滤机3内进行压滤，得到硫酸钙滤饼，而过滤后的废水被输送到污水处理系统4进行下一步处理；使废水中的硫酸被分离出去，为废水进行生化处理创造了有利的条件；
(3)打浆：将硫酸钙滤饼通过第一传送带5输送到打浆桶6中，储液罐7内的液体作为打浆用水定期被泵到打浆桶6中，然后打浆2-3h，直至无明显颗粒状物，形成硫酸钙浆液，打浆用水与硫酸钙滤饼质量比为0.5：1，硫酸钙滤饼中的含固量为70％；
(4)复分解反应：将硫酸钙浆液泵到复分解反应桶8中，并且将碳酸铵储存罐14内的碳酸铵溶液定期被输送至复分解反应桶8中，使硫酸钙与碳酸铵进行复分解反应制得硫酸铵饱和溶液和碳酸钙乳浊液，直至硫酸铵的转化率达到95％以上，反应结束；碳酸铵和硫酸钙质量比为0.7：1；蒸汽源18的蒸汽通入复分解反应桶8内来加热升温，控制温度在40℃-60℃，反应2h，然后再继续升温至70℃-90℃，反应1h至反应完全；
(5)第二次压滤：将经过复分解反应后的产物泵到第二压滤机9内进行压滤；得到碳酸钙滤饼和硫酸铵饱和溶液，碳酸钙滤饼被输送到碳酸钙储存罐15中进行储存，实现了碳酸钙的重复使用并没有产生新的污染物，生产方法环保；
(6)结晶过滤：将所得到的硫酸铵饱和溶液输送到降温结晶器10中结晶析出，然后输送至离心机11中进行离心过滤，直到完成硫酸铵的固液分离，得到硫酸铵固体；过滤后的残液则被输送到储液罐7内存储，实现了过滤后的残液的重复使用，并没有产生新的污染物，生产方法环保。
实施例4：利用实施例1所述系统处理含低浓度硫酸废水的方法，包括以下步骤：(1)中和反应；(2)第一次压滤；(3)打浆；(4)复分解反应；(5)第二次压滤；(6)结晶过滤；其中：
(1)中和反应：当收集池1中的含硫酸废水为无色时，直接将收集池1中无色含硫酸废水泵到中和桶2中，然后再将碳酸钙储存罐15内的碳酸钙定期通过第二传送带16输送至中和桶2中，碳酸钙与废水内的硫酸反应生成硫酸钙乳浊液和二氧化碳气体，碳酸钙与硫酸质量比为2：1；所生成的二氧化碳气体被输送到碳化塔12中，与从氨水源13来的氨水反应生成碳酸铵溶液，二氧化碳和氨水质量比为1：4，氨水中氨的质量百分数为28％；生成的碳酸铵溶液被输送到碳酸铵储存罐14中进行储存；
(2)第一次压滤：将硫酸钙乳浊液泵到第一压滤机3内进行压滤，得到硫酸钙滤饼，而过滤后的废水被输送到污水处理系统4进行下一步处理；使废水中的硫酸被分离出去，为废水进行生化处理创造了有利的条件；
(3)打浆：将硫酸钙滤饼通过第一传送带5输送到打浆桶6中，储液罐7内的液体作为打浆用水定期被泵到打浆桶6中，然后打浆2-3h，直至无明显颗粒状物，形成硫酸钙浆液，打浆用水与硫酸钙滤饼质量比为1：1，硫酸钙滤饼中的含固量为70％；
(4)复分解反应：将硫酸钙浆液泵到复分解反应桶8中，并且将碳酸铵储存罐14内的碳酸铵溶液定期被输送至复分解反应桶8中，使硫酸钙与碳酸铵进行复分解反应制得硫酸铵饱和溶液和碳酸钙乳浊液，直至硫酸铵的转化率达到95％以上，反应结束；碳酸铵和硫酸钙质量比为0.8：1；蒸汽源18的蒸汽通入复分解反应桶8内来加热升温，控制温度在40℃-60℃，反应2h，然后再继续升温至70℃-90℃，反应1h至反应完全；
(5)第二次压滤：将经过复分解反应后的产物泵到第二压滤机9内进行压滤；得到碳酸钙滤饼和硫酸铵饱和溶液，碳酸钙滤饼被输送到碳酸钙储存罐15中进行储存，实现了碳酸钙的重复使用并没有产生新的污染物，生产方法环保；
(6)结晶过滤：将所得到的硫酸铵饱和溶液输送到降温结晶器10中结晶析出，然后输送至离心机11中进行离心过滤，直到完成硫酸铵的固液分离，得到硫酸铵固体；过滤后的残液则被输送到储液罐7内存储，实现了过滤后的残液的重复使用，并没有产生新的污染物，生产方法环保。
实施例5：以10％硫酸废水制备硫酸铵为例，目前市场上硫酸铵的价格在1000元/吨左右，蒸发得到1吨硫酸铵需要运行成本约500元/吨，合成硫酸铵消耗液氨270kg/吨，成本约800元/吨，合计1300元/吨，高于销售价格，因此含量低于25％的硫酸废水通过蒸发结晶的方式制备硫酸铵，成本价格与销售价格出现倒挂；采用本发明实施例2-4所述处理含低浓度硫酸废水的方法，中和1吨废水消耗碳酸钙102kg(90％循环使用，10％损耗)，因此每生产1吨硫酸铵，需要碳酸钙成本37元/吨；氨水吸收二氧化碳消耗液氨，因此每生产1吨硫酸铵，需要液氨成本800元/吨；而且该工艺生产中无大功率电机，电费可忽略不计；进而合计生产1吨硫酸铵的成本约837元/吨，可以实现盈利；因此使用本发明制备硫酸铵，降低了生成硫酸铵的成本。
以10％硫酸废水制备硫酸铵为例，使用传统方法将氨水与10％硫酸废水直接中和，得到约10％的硫酸铵溶液，需先通过蒸发器浓缩硫酸铵溶液到40％左右，再降温结晶，每浓缩1吨废水的耗电约75度；本发明的实施例2-实施例4通过先形成硫酸钙然后再过滤的方法，将硫酸盐直接浓缩到70％以上含量，再降温结晶，省略了蒸发耗电的步骤，因此通过本发明制备硫酸铵的能耗低。
以上是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。