废浓硫酸与废铁屑的资源化回收利用综合处置系统的制作方法

本实用新型涉及一种废浓硫酸与废铁屑的资源化回收利用综合处置系统。

背景技术：

随着电子行业的兴起，电子产品生产过程中酸洗工艺会产生大量的废硫酸，而且数量巨大。工业废水处置类别中hw34占据的数量也远远大于其他类别的废水产量，工业中产生的废碱液可用于酸碱中和，但也远远满足不了废酸酸碱中和需求，采用液碱或石灰中和处置废酸不仅会造成资源的浪费，而且产生的次生危废污泥量大，需要二次处理。因此寻找废硫酸的资源化回收利用处置是一种比较有前景的处置模式。

机加工行业生产过程中产生的废切削液冷却后会有大量的废铁屑，这些铁屑作为危废必须交由有资质的焚烧企业进行焚烧。铁屑不仅热值低，且灰份高达90％以上，经过焚烧氧化后变成氧化铁，最后作为焚烧炉渣进行填埋。这类铁屑焚烧不仅浪费了铁源，还会产生次生危废，因此，寻找废铁屑的资源化利用，以废治废处置模式是趋势所需。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种废浓硫酸与废铁屑的资源化回收利用综合处置系统，旨在解决现有技术中废浓硫酸与废铁屑资源浪费、工业废水处置成本高、处置效率低的技术问题。

本实用新型的技术方案是：一种废浓硫酸与废铁屑的资源化回收利用综合处置系统，包括工业废水储槽、序批反应槽、芬顿反应槽、中间水池、废浓硫酸储槽、硫酸稀释槽、废铁屑储槽、硫酸亚铁反应槽、废气碱洗塔、污泥池、plc控制装置，所述工业废水储槽、序批反应槽、芬顿反应槽、中间水池依次连接，所述废浓硫酸储槽、中间水池分别与硫酸稀释槽连接，废浓硫酸储槽、中间水池与硫酸稀释槽之间分别设有硫酸泵、废水泵，所述废浓硫酸储槽内设有在线监测硫酸根浓度仪，在线监测硫酸根浓度仪、硫酸泵、废水泵分别与所述plc控制装置连接，plc控制装置能够根据在线监测硫酸根浓度仪检测的硫酸浓度控制硫酸泵和废水泵分别将所需量的硫酸和废水泵入硫酸稀释槽中进行稀释反应；所述硫酸稀释槽、废铁屑储槽分别与硫酸亚铁反应槽连接，所述硫酸亚铁反应槽分别与废气碱洗塔和芬顿反应槽连接，硫酸稀释槽和废铁屑储槽中的废稀硫酸、废铁屑分别通入硫酸亚铁反应槽中反应，反应生成的气体和硫酸亚铁溶液分别通入废气碱洗塔、芬顿反应槽；所述气体包括硫化氢气体，所述废气碱洗塔内设有氢氧化钠溶液，气体通入废气碱洗塔后能够生成硫化钠溶液，所述废气碱洗塔与序批反应槽连接用于将生成的硫化钠溶液通入序批反应槽中对工业废水进行混凝絮凝；经序批反应槽混凝絮凝后的工业废水通入芬顿反应槽中，所述芬顿反应槽内设有用于监测废水各项指标的废水监测仪，所述硫酸亚铁反应槽与芬顿反应槽之间设有第一加药泵，所述废水监测仪、第一加药泵分别与所述plc控制装置连接，plc控制装置能够根据废水监测仪的监测数据控制第一加药泵将所需量的硫酸亚铁溶液泵入芬顿反应槽中进行反应，所述芬顿反应槽还与所述污泥池连接，反应后的出水排至中间水池、污泥排至污泥池。

进一步的，本实用新型中所述硫酸稀释槽连接有冷凝水循环系统，所述硫酸稀释槽的外部具有外壳，硫酸稀释槽与所述外壳之间形成夹腔，所述冷凝水循环系统用于向所述夹腔内输送冷凝水以对硫酸稀释槽进行降温。

进一步的，本实用新型中所述冷凝水循环系统包括冷凝水处理箱，所述冷凝水处理箱与所述夹腔连接，冷凝水处理箱与所述plc控制装置连接。

进一步的，本实用新型中所述硫酸稀释槽内设有与所述plc控制装置连接的温度计，plc控制装置能够根据温度计检测的硫酸稀释槽内的温度控制冷凝水处理箱所设定冷凝水冷却的温度。

进一步的，本实用新型中所述硫酸亚铁反应槽中反应生成的气体还包括氢气，所述废气碱洗塔还连接有用于收集氢气的氢气收集储罐。

进一步的，本实用新型中所述芬顿反应槽连接有双氧水加药箱，所述双氧水加药箱与芬顿反应槽之间设有第二加药泵，所述第二加药泵与所述plc控制装置连接，plc控制装置能够根据废水监测仪的监测数据控制第二加药泵将所需量的双氧水泵入芬顿反应槽中进行反应。

进一步的，本实用新型中所述芬顿反应槽连接有ph调节加药箱，所述ph调节加药箱与芬顿反应槽之间设有第三加药泵，所述芬顿反应槽内设有ph计，所述第三加药泵、ph计分别与所述plc控制装置连接，plc控制装置能够根据ph计检测的废水ph值控制第三加药泵将所需量的ph调节剂泵入芬顿反应槽中将废水ph调至8～9之间。

进一步的，本实用新型中所述中间水池还依次连接有总调节池、生化系统，中间水池中的大部分水进入所述总调节池后再进入生化系统进行生化，合格出水最终排入市政管网。

进一步的，本实用新型中所述硫酸稀释槽、硫酸亚铁反应槽、芬顿反应槽、序批反应槽内均设有搅拌装置。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1)本实用新型的处置系统通过合理利用废浓硫酸和废铁屑，将稀释后的废浓硫酸与废铁屑反应生成的硫酸亚铁溶液用作工业废水芬顿工艺的药剂，既能安全回收废浓硫酸和废铁屑，又能满足工业废水芬顿工艺的药剂需求，对工业废水净化处置，达到废物资源化利用的目的的同时达到以废治废的目的，有利于降低工业废水处理成本，同时避免资源浪费。

2)本实用新型的处置系统运行成本低，自动化智能化程度高，产生的次生污泥量少，能够充分利用硫资源和铁资源，将工业废水处理至满足出水要求，处置效果显著。

3)本实用新型的处置系统运行时产生的氢气收集在氢气收集储罐中，可作为清洁能源使用，达到资源利用最大化。

4)本实用新型中，特定设计的冷凝水循环系统能够对硫酸稀释槽进行有效降温，吸收废浓硫酸稀释过程中释放的大量热量，保证反应的安全进行。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的系统框架图。

其中：1、工业废水储槽；2、序批反应槽；3、芬顿反应槽；3a、废水监测仪；4、中间水池；5、废浓硫酸储槽；5a、在线监测硫酸根浓度仪；6、硫酸稀释槽；7、废铁屑储槽；8、硫酸亚铁反应槽；9、废气碱洗塔；10、污泥池；11、冷凝水处理箱；12、温度计；13、氢气收集储罐；14、双氧水加药箱；15、ph调节加药箱；16、ph计；17、总调节池；18、生化系统；a1、硫酸泵；a2、废水泵；a3、第一加药泵；a4、第二加药泵；a5、第三加药泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做具体说明。

实施例：

结合附图所示为本实用新型一种废浓硫酸与废铁屑的资源化回收利用综合处置系统的具体实施方式，该系统主要包括工业废水储槽1、序批反应槽2、芬顿反应槽3、中间水池4、废浓硫酸储槽5、硫酸稀释槽6、废铁屑储槽7、硫酸亚铁反应槽8、废气碱洗塔9、污泥池10、plc控制装置。

工业废水储槽1、序批反应槽2、芬顿反应槽3、中间水池4依次连接，废浓硫酸储槽5、中间水池4分别与硫酸稀释槽6连接，废浓硫酸储槽5、中间水池4与硫酸稀释槽6之间分别设有硫酸泵a1、废水泵a2，废浓硫酸储槽5内设有在线监测硫酸根浓度仪5a。

在线监测硫酸根浓度仪5a、硫酸泵a1、废水泵a2分别与plc控制装置连接，plc控制装置能够根据在线监测硫酸根浓度仪5a检测的硫酸浓度控制硫酸泵a1和废水泵a2分别将所需量的硫酸和废水泵入硫酸稀释槽6中进行稀释反应。

本实施例中，硫酸稀释槽6连接有冷凝水循环系统，硫酸稀释槽6的外部具有外壳，硫酸稀释槽6与外壳之间形成夹腔，冷凝水循环系统用于向夹腔内输送冷凝水以对硫酸稀释槽6进行降温。

具体的，如图1所示，冷凝水循环系统包括冷凝水处理箱11，冷凝水处理箱11与夹腔连接，冷凝水处理箱11与plc控制装置连接。硫酸稀释槽6内设有与plc控制装置连接的温度计12，plc控制装置能够根据温度计12检测的硫酸稀释槽6内的温度控制冷凝水处理箱11所设定冷凝水冷却的温度。

硫酸稀释槽6、废铁屑储槽7分别与硫酸亚铁反应槽8连接，硫酸亚铁反应槽8分别与废气碱洗塔9和芬顿反应槽3连接，硫酸稀释槽6和废铁屑储槽7中的废稀硫酸、废铁屑分别通入硫酸亚铁反应槽8中反应，反应生成的气体和硫酸亚铁溶液分别通入废气碱洗塔9、芬顿反应槽3。

硫酸亚铁反应槽8中反应生成的气体包括硫化氢气体和氢气。废气碱洗塔9内设有氢氧化钠溶液，气体通入废气碱洗塔9后去除硫化氢气体，生成硫化钠溶液，废气碱洗塔9与序批反应槽2连接用于将生成的硫化钠溶液通入序批反应槽2中对工业废水进行混凝絮凝。废气碱洗塔9还连接有用于收集氢气的氢气收集储罐13。

经序批反应槽2混凝絮凝后的工业废水通入芬顿反应槽3中，芬顿反应槽3内设有用于监测废水各项指标的废水监测仪3a，硫酸亚铁反应槽8与芬顿反应槽3之间设有第一加药泵a3，废水监测仪3a、第一加药泵a3分别与plc控制装置连接，plc控制装置能够根据废水监测仪3a的监测数据控制第一加药泵a3将所需量的硫酸亚铁溶液泵入芬顿反应槽3中进行反应。

芬顿反应槽3还连接有双氧水加药箱14，双氧水加药箱14与芬顿反应槽3之间设有第二加药泵a4，第二加药泵a4与plc控制装置连接，plc控制装置能够根据废水监测仪3a的监测数据控制第二加药泵a4将所需量的双氧水泵入芬顿反应槽3中进行反应。

芬顿反应槽3还连接有ph调节加药箱15，ph调节加药箱15与芬顿反应槽3之间设有第三加药泵a5，芬顿反应槽3内设有ph计16，第三加药泵a5、ph计16分别与plc控制装置连接，plc控制装置能够根据ph计16检测的废水ph值控制第三加药泵a5将所需量的ph调节剂泵入芬顿反应槽3中将废水ph调至8～9之间。

芬顿反应槽3还与污泥池10连接，反应后的出水排至中间水池4、污泥排至污泥池10。

中间水池4还依次连接有总调节池17、生化系统18，中间水池4中的大部分水进入总调节池17后再进入生化系统18进行生化，合格出水最终排入市政管网。

此外，硫酸稀释槽6、硫酸亚铁反应槽8、芬顿反应槽3、序批反应槽2内均设有搅拌装置。

本实施例具体工作时，在线监测硫酸根浓度仪5a首先监测出废浓硫酸储槽5中硫酸的浓度并发送至plc控制装置，plc控制装置计算出浓硫酸稀释至10％所需要的废水量和浓硫酸量，先控制废水泵a2工作，将中间水池4中的废水泵入硫酸稀释槽6，再控制硫酸泵a1工作，将废浓硫酸储槽5中的浓硫酸缓慢注入硫酸稀释槽6中进行稀释反应。稀释反应过程中，温度计12实时检测硫酸稀释槽6内部温度并发送至plc控制装置，plc控制装置根据该温度数据控制冷凝水处理箱11所设定冷凝水冷却的温度，冷凝水处理箱11向硫酸稀释槽6夹腔循环输送冷凝水，吸收硫酸稀释过程中所释放的大量热量，保证反应安全进行。

将硫酸稀释槽6内10％的废稀硫酸通入硫酸亚铁反应槽8，再将废铁屑储槽7内的废铁屑缓慢并分批投入硫酸亚铁反应槽8中充分反应，生成硫酸亚铁溶液直至饱和。反应过程中会产生大量氢气及少量副产物硫化氢气体，氢气和硫化氢气体经过废气碱洗塔9，废气碱洗塔9内的氢氧化钠溶液用于去除硫化氢气体，并生成硫化钠溶液通入序批反应槽2用于工业废水混凝絮凝去除重金属铜，获得较纯的氢气收集在氢气收集储罐13中，并可作为清洁能源使用。

硫酸亚铁反应槽8内发生的反应方程式为：

fe+h2so4(稀)＝feso4+h2↑

工业废水储槽1内的工业废水经过序批反应槽2混凝絮凝后进入芬顿反应槽3中，芬顿反应槽3内的废水监测仪3a将废水的各项指标发送至plc控制装置，plc控制装置根据废水的监测指标首先控制第一加药泵a3工作，将适量的饱和硫酸亚铁溶液投入芬顿反应槽3中进行反应，由于此饱和硫酸亚铁溶液是强酸性，既能调节废水ph至芬顿反应要求2～4，又能充当芬顿试剂的亚铁药剂，然后再根据fe²⁺：h2o2摩尔比为3:1通过第二加药泵a4投加适量双氧水进行芬顿反应，芬顿反应结束后，plc控制装置根据ph计16的检测值控制第三加药泵a5投加ph调节剂将废水ph调节至8～9进行混凝沉淀，出水排至中间水池4，污泥排至污泥池10。

中间水池4大部分水进入总调节池17后再进入生化系统18进行生化，合格出水最终排入市政管网，一小部分作为前段废浓硫酸的稀释用水。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。