一种提钒废水的预处理装置及方法与流程

本发明属于废水处理，涉及一种提钒废水，尤其涉及一种提钒废水的预处理装置及方法。

背景技术：

1、提钒废水为钒制品行业经过提钒、解毒、脱氨后的生产废水，提钒工艺通常采用钠化焙烧和酸性沉钒进行钒的分离和提取，沉钒排放的上清液中含有大量na+、so42-、cl-、nh4+以及有价钒、铬离子，经水处理工序解毒、脱氨后，提钒废水仍然含有高浓度的na+、so42-、cl-等离子，此外，脱氨后的提钒废水中还含有大量的悬浮物(ss)，含量约为300mg/l。为回收提钒废水中的有价盐分，需要采用分盐提纯工艺回收硫酸钠、氯化钠，但由于提钒废水中含有ss、ca、mg、co32-等杂质，对分盐工艺产生很大影响，不但降低了产品品质，而且影响设备顺行。

2、cn105384293a公开了一种经过除杂脱氨后的沉钒废水的处理方法，该方法将沉钒废水进行分段冷却结晶，分别得到十水合硫酸钠晶体和七水合硫酸钠晶体，然后再进行负压蒸发结晶，得到硫酸钠和氯化钠的混合盐。

3、cn102476880a公开了一种沉钒废水的处理方法，该方法通过氨氮分离膜对废水进行脱氨，脱氨后进行膜电解及反渗透，回收硫酸铵产品和硫酸钠产品。

4、cn107827302a公开了一种含钒废水零排放工艺及其专用装置，其处理过程为将含钒废水进行还原反应、中和反应、氨吹脱、深度氧化、纳滤a、反渗透、纳滤b、蒸发结晶a和蒸发结晶b的处理过程，分别得到nacl、na2so4和硫酸铵副产物，实现资源化利用。

5、现有技术中对于提钒废水回收盐分之前往往采用沉淀池沉降或过滤的方法对废水进行预处理，降低废水中的有害成分，但处理方法简单，处理效果不好，所得盐产品往往纯度不高，且杂质在设备中堆积，影响设备寿命。因此，需要提供一种提钒废水的预处理装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提钒废水的预处理装置及方法，对脱氨后的提钒废水进行预处理，降低废水中的有害成分，利于设备运行，及提升处理后的废水提盐的产品质量。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种提钒废水的预处理装置，所述预处理装置包括依次相连的ph回调罐、高密池、缓冲池、废水池、砂滤装置、超滤装置、阳离子交换装置、脱碳进水ph调节水箱、脱碳塔和脱碳产水ph调节水箱。

4、本发明提供的装置对脱氨后的提钒废水进行了一级脱碳、两级除硬、三级除杂工艺对提钒废水进行净化处理，即脱碳塔脱碳，高密池和树脂除硬，及高密池、砂滤和超滤除杂，可以有效降低提钒废水中的硬度和悬浮物，使后续分盐工艺设备平稳运行，保证产品品质。

5、优选地，所述装置还包括所述砂滤装置与ph回调罐相连，所述阳离子交换装置与ph回调罐相连。

6、ph回调罐分别与砂滤装置和阳离子交换装置相连，砂滤器的反洗水和阳离子交换器的再生水可回用于ph回调罐。

7、所述高密池可一体式进行加药、混合、絮凝和澄清工序，通过加入药剂降低废水硬度，增强絮凝和沉淀，除去部分固体悬浮物。

8、优选地，所述砂滤装置包括立式浅层砂滤器。

9、优选地，所述砂滤装置的过滤介质包括石英砂。

10、优选地，所述砂滤装置的过滤层自下而上包括下承托层、上承托层和截污层。

11、优选地，所述下承托层的装填高度为150-200mm，例如可以是150mm、160mm、170mm、180mm、190mm或200mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

12、优选地，所述下承托层的过滤介质的粒径范围为2-3mm，例如可以是2mm、2.2mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.8mm或3mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

13、优选地，所述上承托层的装填高度为150-200mm，例如可以是150mm、160mm、170mm、180mm、190mm或200mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

14、优选地，所述上承托层的过滤介质的粒径范围为1-2mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm或2mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

15、优选地，所述截污层的装填高度为700-800mm，例如可以是700mm、720mm、740mm、750mm、760mm、780mm或800mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

16、优选地，所述截污层的过滤介质的粒径范围为0.5-1.0mm，例如可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

17、优选地，所述砂滤装置具备定时自动气水反洗功能。

18、砂滤装置通过其中滤料的机械筛滤、沉淀以及接触絮凝等作用，不仅可以进一步降低水中的悬浮物，而且通过过滤层还可以使水中的有机物、细菌乃至病毒随着悬浮物的降低而被大量除去，滤料选用级配石英砂，能充分发挥滤床的作用，也能使过滤器在进行反洗时不会乱层，从而保证了滤料的截留能力，截污能力可以达到2.5-3.0kg/m3。

19、优选地，所述超滤装置的过滤介质包括外压式中空纤维超滤膜。

20、优选地，所述外压式中空纤维超滤膜的孔径为0.01-0.03μm，例如可以是0.01μm、0.015μm、0.02μm、0.025μm或0.03μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

21、超滤装置主要除去水中的悬浮物、胶体、大分子有机物，部分降低水中的油、cod及细菌含量。

22、优选地，所述超滤装置具备自动清洗功能。

23、优选地，所述清洗的方法包括气水联合反洗和/或化学清洗。

24、超滤膜在过滤了一定的水量后，膜丝表面拦截了大量的物质，采用反洗和/或化学清洗方式除去膜丝上的物质，以恢复超滤膜的拦截功能。

25、优选地，所述气水联合反洗的气体包括氮气。

26、优选地，所述化学清洗的药剂包括次氯酸钠、盐酸或氢氧化钠的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括次氯酸钠与盐酸的组合，盐酸与氢氧化钠的组合，次氯酸钠与氢氧化钠的组合，或，次氯酸钠、盐酸与氢氧化钠的组合。

27、优选地，所述阳离子交换装置的交换膜的材质包括螯合型离子交换树脂。

28、通过阳离子交换装置中的离子交换树脂进一步除去废水中残留的钙镁离子。

29、优选地，所述阳离子交换装置具备再生功能。

30、阳离子交换装置将根据产水硬度、产水量或运行时间进行再生，再生将在设置好的时间内进行。

31、优选地，所述再生的过程包括：依次进行反洗、注入再生剂、冲洗和快冲。

32、优选地，所述再生的再生剂包括焦亚硫酸钠、氢氧化钠或盐酸的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括焦亚硫酸钠与氢氧化钠的组合，氢氧化钠与盐酸的组合，焦亚硫酸钠、氢氧化钠与盐酸的组合，或，焦亚硫酸钠、氢氧化钠与盐酸的组合。

33、优选地，所述脱碳塔包括填料和风机。

34、优选地，所述填料包括pp材质多面空心球。

35、第二方面，本发明提供一种提钒废水的预处理方法，所述预处理方法采用第一方面所述的预处理装置，所述预处理方法包括如下步骤：

36、(1)脱氨后的提钒废水调节ph后，进行除硬和絮凝，得到产水；

37、(2)步骤(1)所得产水依次进行砂滤、超滤和阳离子交换，得到产水；

38、(3)步骤(2)所得产水进行进水ph调节后，进行脱碳，脱碳后进行产水ph调节。

39、本发明提供的预处理方法采用一级脱碳、两级除硬、三级除杂预处理工艺，对提钒废水进行净化处理，处理后的废水硬度和悬浮物显著降低，便于后续分盐工艺的平稳运行和保证产品质量。

40、优选地，步骤(1)所述调节ph的药剂包括氢氧化钠。

41、优选地，步骤(1)所述调节ph的终点ph为10-11.5，例如可以是10、10.2、10.4、10.5、10.6、10.8、11、11.2、11.4或11.5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

42、优选地，步骤(1)所述除硬的药剂包括碳酸钠。

43、优选地，步骤(1)所述除硬的药剂浓度为9-12wt％，例如可以是9wt％、9.5wt％、10wt％、10.5wt％、11wt％、11.5wt％或12wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

44、优选地，步骤(1)所述除硬的药剂加入量为200-250l/h，例如可以是200l/h、210l/h、220l/h、230l/h、240l/h或250l/h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

45、优选地，步骤(1)所述絮凝的药剂包括pac和/或pam。

46、优选地，所述pac的浓度为9-12wt％，例如可以是9wt％、9.5wt％、10wt％、10.5wt％、11wt％、11.5wt％或12wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

47、优选地，所述pac的加入量为20-25l/h，例如可以是20l/h、21l/h、22l/h、23l/h、24l/h或25l/h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

48、优选地，所述pam的浓度为0.5-1.5‰，例如可以是0.5‰、0.6‰、0.8‰、1‰、1.2‰、1.4‰或1.5‰，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

49、优选地，所述pam的加入量为150-200l/h，例如可以是150l/h、160l/h、170l/h、180l/h、190l/h或200l/h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

50、优选地，步骤(3)所述进水ph调节的药剂包括硫酸。

51、优选地，步骤(3)所述进水ph调节的终点ph为4-5，例如可以是4、4.2、4.4、4.5、4.6、4.8或5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

52、优选地，步骤(3)所述产水ph调节的药剂包括氢氧化钠。

53、优选地，步骤(3)所述产水ph调节的终点ph为7-9，例如可以是7、7.2、7.4、7.5、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.5、8.6、8.8或9，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

54、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

55、本发明提供的预处理装置和预处理方法采用一级脱碳、两级除硬、三级除杂预处理工艺，可以显著降低提钒废水的硬度和悬浮物，硬度从150-230mg/l降低到95mg/l以下，悬浮物从300mg/l左右降低到6.2mg/l以下，尤其可将废水的硬度降低至30mg/l左右，悬浮物含量降至5mg/l左右，分盐工艺结晶器内产生的泡沫现象明显降低，保证后续设备平稳运行和产品质量。