一种改良式铝材废水中铝离子回收装置的制作方法

1.本实用新型涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种改良式铝材废水中铝离子回收装置。


背景技术：

2.我国铝材产量占世界总产量70％，铝合金及产品制造分布广，企业众多。铝材产品表面处理工序中碱蚀是最常用方法，碱蚀指铝材在碱性溶液中进行蚀刻的过程，对碱蚀后的铝材表面进行清洗后排放废水为碱蚀清洗废水。废水中铝含量达到2000-4000mg/l，废水中主要含有铝酸钠、氢氧化钠钠和微量添加剂，具有强碱性、腐蚀性。碱蚀清洗废水总量多、固废产生量大、处理成本高。
3.目前，铝材表面处理各个工序的废水经过混合处理后达标排放，同时产生大量含铝固废污泥，俗称碱渣或铝泥，铝泥中含量大的金属成分是铝。由于废水处理过程中使用无机酸或石灰中和调节ph值，成分复杂，碱渣再利用技术复杂，只能作为固废进行安全处置，造成了铝资源浪费，固废污染严重。
4.为了解决铝材废水中的回收问题，申请人在专利cn202020427612.x公布了一种铝材废水中铝离子回收装置，其是通过向碱蚀清洗废水中通入co2，生成结晶al(oh)3沉淀，来回收铝离子。装置包括碱蚀清洗废水管道、co2通气管道、酸洗管道、排污管道、锥形曝气网罩、气提器、安全阀、ph计、法兰液位计。碱蚀清洗废水可通入回收装置内，同时向回收装置内通入co2气体，反应过程中控制ph值9.5～10.5，调节进水量，控制反应时间10至20min，反应后含大量结晶型al(oh)3的悬浊液流至沉淀池。
5.但上述实用新型有些不足之处：1、上述设计铝离子回收装置反应过程中产生的结晶al(oh)3容易挂壁，影响铝离子回收。2、锥形曝气器容易堵塞及曝气不均匀，影响回收装置的长期使用以及处理效果。
6.为此了克服上述的结晶挂壁和喷头堵塞问题，申请人在前专利的基础上设计了一款改良式铝材废水中铝离子回收装置。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种改良式铝材废水中铝离子回收装置，包括：回收装置以及设于所述回收装置内部的实心锥喷嘴、水幕套筒、溢流斗、倒伞型旋混曝气器和挡水环。
8.所述回收装置顶部设有废水进水口，底部设有废水排出口，所述实心锥喷嘴设于所述回收装置内部的上方并与所述废水进水口导通连接，所述水幕套筒设于所述实心锥喷嘴下方，进而使所述实心锥喷嘴喷出的废水落于所述水幕套筒上并形成水幕，所述溢流斗设于所述回收装置内的下方位置，所述溢流斗底部连接有晶体排出口，所述倒伞型旋混曝气器设于所述溢流斗的内部，所述倒伞型旋混曝气器的输入端连接有co2进气口，所述回收装置内侧壁位于所述溢流斗上方位置上设有挡水环，所述挡水环可阻缓co2上升并将废水
引导至所述溢流斗中使废水和co2集中在溢流斗中反应。
9.其中，所述倒伞型旋混曝气器的底盘呈倒立的伞状，其底盘上设有均匀分布的锯齿以及若干底孔。
10.其中，所述挡水环中部设有挡水环通孔，所述挡水环通孔的直径小于所述溢流斗的直径。
11.其中，所述回收装置顶部还设有排气阀。
12.其中，所述回收装置底部设有单法兰液位计和ph计。
13.实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
①
避免结晶挂壁，本实用新型通过实心锥喷嘴和水幕套筒使得废水在回收装置内部形成自上而下的水幕，同时通过挡水环使得co2和废水的反应大部分集中在溢流斗内，大大防止了废水在回收装置内壁上接触到co2并反应产生结晶导致挂壁的问题。
②
曝气均匀且不易堵塞，本实用新型通过倒伞型旋混曝气器，使得曝气更加均匀且充分，提高了co2的利用率，且曝气头更不易发生堵塞。
附图说明
14.图1是本实用新型的正视图；
15.图2是本实用新型的内部结构示意图；
16.图3是本实用新型挡水环的结构示意图，其中图(a)为俯视图，图(b) 为主视图；
17.图4是本实用新型的水幕套筒的主视图以及倒伞型旋混曝气器的仰视图。
18.附图标记：
19.回收装置1、废水进水口11、废水排出口12、排气阀13、单法兰液位计14、 ph计15；实心锥喷嘴2；水幕套筒3；溢流斗4、晶体排出口41；倒伞型旋混曝气器5、co2进气口51、锯齿52、底孔53；挡水环6、挡水环通孔61。
具体实施方式
20.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
21.如图1至图4所示，本实用新型是一种改良式铝材废水中铝离子回收装置，包括了回收装置1以及设于所述回收装置内部的实心锥喷嘴2、水幕套筒3、溢流斗4、倒伞型旋混曝气器5和挡水环6。
22.所述回收装置1顶部设有废水进水口11，底部设有废水排出口12，所述实心锥喷嘴2设于所述回收装置1内的上部并与所述废水进水口11导通连接，所述水幕套筒3设于所述实心锥喷嘴2的下方，进而碱蚀清洗废水可从所述废水进水口11进入回收装置1内部并从所述实心锥喷嘴2喷出，从而落到所述水幕套3上形成自上而下的水幕。
23.需要说明的是，请参照图2、图4，本实施例中的水幕套筒3是通过两侧的连接柱与所述回收装置1的内壁进行固接的，进而所述水幕套筒3被架设于所述实心锥喷嘴的下方位置。
24.所述溢流斗4设于所述回收装置1内的下方位置，所述溢流斗4底部连接有晶体排出口41，所述倒伞型旋混曝气器5设于所述溢流斗4的内部，所述倒伞型旋混曝气器5的输入端连接有co2进气口51，所述回收装置1内侧壁位于所述溢流斗上方200mm位置上设有挡水
环6，所述挡水环6可阻缓co2上升并将落下的废水引导至所述溢流斗6中，使废水和co2集中在溢流斗4内进行反应。
25.如图2、图3所示，所述挡水环6中部设有挡水环通孔61，所述挡水环通孔61的直径小于所述溢流斗5的直径，进而当废水从水幕套筒4落下时，可被挡水环6阻挡，由于挡水环通孔61小于溢流斗4的直径，绝大部分的废水会从所述挡水环通孔61流入溢流斗4中。
26.如图2、图4所示，所述倒伞型旋混曝气器5的底盘呈倒立的伞状，其底盘上设有均匀分布的锯齿52以及若干底孔53，进而当co2气体进入曝气器时，co2气体会先经过多层锯齿52切割，形成微气泡，使得曝气更加充分，进而大大提升co2的利用率，同时还具有不易堵塞的特点。
27.更优的，所述回收装置1顶部还设有排气阀13和压力表，当压力表测得所述回收装置内的压力过大时，可通过所述排气阀13进行泄压。
28.更优的，所述回收装置底部设有单法兰液位计14和ph计15，分别用于监控所述回收装置内部的液位值和ph值。
29.使用原理：
30.在铝材加工过程，碱蚀槽内会产生大量高附加值的al
3+
，但是碱蚀所采用的槽液为naoh溶液和有机酸钠盐溶液，有机酸钠盐使得碱蚀过程产生的铝离子与其产生络合作用，而生成naalo2,naalo2不发生或较少水解，使得最初水解生成al(oh)3晶核不长大，即使发生也是软沉淀而不是硬沉淀。
31.因此，为了回收高纯度的al(oh)3，本实用新型通过向铝碱性废水中充入co2气体，使co2气体溶解在水中发生水解反应，ph值下降，同时naalo2发生水解反应，生成结晶型al(oh)3沉淀。
32.偏铝酸钠与二氧化碳反应时，当二氧化碳投加量较少时，体系中会生成氢氧化铝和碳酸钠，当二氧化碳投加量较多时，体系中会生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠。化学反应式如下：
33.二氧化碳投加量较少时：
34.2naoh+co2→
na2co3+h2o
35.2naalo2+co2+3h2o＝2al(oh)3↓
+na2co336.二氧化碳进一步加量投加时：
37.co2+na2co3+h2o＝2nahco338.使用时，碱蚀清洗废水从废水进水口11进入回收装置1的内部，废水进水口11连接有实心锥喷嘴2，碱蚀清洗废水通过实心锥喷嘴2进行雾化，使废水分散喷向下方的水幕套筒3的内壁上并形成自上而下的水幕，水幕落到所述挡水环6的环面上并通过所述挡水环通孔61流进溢流斗4中。
39.同时co2气体通过co2进气口51通入所述倒伞型旋混曝气器5中，所述倒伞型旋混曝气器5将进入所述回收装置1内部的气流分散均匀，进而保证co2气体能与废水充分反应。
40.而且由于所述挡水环6的挡水环通孔61的直径较小，且废水从所述挡水环通孔61流入到溢流斗4过程也会生成水幕，进而所述挡水环6可在很大程度上阻挡co2气体向回收装置1顶部上升，使得废水和co2气体的反应集中在溢流斗 4内，不仅能提高反应效率还能大大避免废水在回收装置1内壁上接触到co2并反应产生结晶导致挂壁的问题。
41.反应后，生成的al(oh)3固体在溢流斗4中进行收集，并通过所述晶体排出口41排出。
42.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。