申請(qǐng)日2015.09.06

　　公開(公告)日2015.11.18

　　IPC分類號(hào)C02F1/66

　　摘要

　　本發(fā)明屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供一種連續(xù)中和酸性廢水的固定床及用該固定床連續(xù)中和酸性廢水的方法。該固定床包括床體(1)，酸性廢水進(jìn)口(2)，排凈、除渣、沖洗口(3)，集渣室(4)，中性水出口(5)，多孔支撐板(6)。本發(fā)明采用碳酸鋰顆粒為原料，設(shè)置專用的固定床塔，將碳酸鈣顆粒填入其中，酸性廢水從塔底進(jìn)入，與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成鈣鹽和二氧化碳，鈣鹽溶解在廢水中，二氧化碳從塔頂自由排出，塔頂排出的水為pH值約為6.5的中性水，再經(jīng)過微量氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)至pH值達(dá)到7-9，符合污水管網(wǎng)納管標(biāo)準(zhǔn)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其特征在于：該固定床包括床體(1)， 酸性廢水進(jìn)口(2)，排凈、除渣、沖洗口(3)，集渣室(4)，中性水出口(5)， 多孔支撐板(6);其中，床體(1)呈倒漏斗型，分為上部床體(1-1)和下部 床體(1-2)，上部床體(1-1)自然開口，與空氣連通，下部床體(1-2)與集渣 室(4)連接，二者由多孔支撐板(6)分隔;床體(1)內(nèi)部填充碳酸鈣顆粒(7)， 集渣室(4)填充鵝卵石(12)，多孔支撐板(6)將碳酸鈣顆粒(7)與鵝卵石 (12)隔離;位于上部床體(1-1)的碳酸鈣顆粒(7)與空氣接觸面呈中間高、 兩端低的山峰型，產(chǎn)生中性水溢出面(9);中性水出口(5)位于中性水溢出面 (9)和碳酸鈣顆粒(7)之間。

　　2.權(quán)利要求1所述的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其特征在于：碳酸鈣顆粒 (7)的直徑大小為1-5mm，鵝卵石(12)的直徑大小為1.5-2.5cm;多孔支撐板 (6)的孔徑大小0.5-0.9mm，保證碳酸鈣顆粒(7)不會(huì)通過多孔支撐板(6) 的孔徑進(jìn)入到集渣室(4)而泥沙可以通過多孔支撐板(6)的孔徑。

　　3.權(quán)利要求1所述的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其特征在于：該固定床還 包括中空滲透管(8)和酸性廢水滲透管(11);其中，中空滲透管(8)位于上 部床體(1-1)和下部床體(1-2)，2部分的床體數(shù)量分別為1-2個(gè);酸性廢水 滲透管(11)連接酸性廢水進(jìn)口(2)，位于下部床體(1-2)，呈倒U型，遠(yuǎn)離 酸性廢水進(jìn)口(2)的末端閉合，距離床體(1)的底端≥30mm。

　　4.權(quán)利要求3所述的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其特征在于：中空滲透管 (8)和酸性廢水滲透管(11)上均勻分布有孔徑，孔徑大小為≤0.2mm;酸性 廢水進(jìn)口(2)呈倒U型，與床體(1)的連接口距離床體(1)的底端≥30mm。

　　5.權(quán)利要求4所述的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其特征在于：上述部床體 (1-1)的底端有一直徑為10-15cm的攪動(dòng)開口(10)，裝置使用時(shí)，該開口封 閉。

　　6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其特征在于：床 體(1)的大小根據(jù)處理的酸性廢水的工程量而定，其中，集渣室(4)的高度A 為下部床體(1-2)的高度B的1/4-1/3，下部床體(1-2)的高度B占整個(gè)裝置 的高度C的1/3-1/2。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的固定床進(jìn)行連續(xù)中和酸性廢水的方法，其 特征在于：封閉排凈、除渣、沖洗口(3)，攪動(dòng)開口(10)，中性水出口(5)， 以2-3噸/小時(shí)的流量通過酸性廢水進(jìn)口(2)向床體(1)內(nèi)通入中性水直至碳 酸鈣顆粒(7)全部浸濕，中性水漫過碳酸鈣顆粒(7)與空氣接觸面的峰頂，打 開中性水出口(5)，繼續(xù)以0.5-1.5噸/小時(shí)的流量通入酸性廢水，直至本輪酸 性廢水中和結(jié)束。

　　8.權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：中和酸性廢水過程中，在通入酸性 廢水的同時(shí)，以0.5-1.0噸/小時(shí)的流量向酸性廢水進(jìn)口(2)中混入中性水，保 證通入到裝置中的酸性廢水中酸性物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤8%。

　　9.權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：在裝置使用過程中，每隔1-2天向 裝置內(nèi)加入碳酸鈣顆粒(7)，同時(shí)，打開攪動(dòng)開口(10)通過攪動(dòng)棒緩慢松動(dòng) 碳酸鈣顆粒(7)使其分布均勻。

　　10.權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：每隔3-5天，停止使用裝置，以 8-10噸/小時(shí)的流量通過排凈、除渣、沖洗口(3)向裝置內(nèi)沖入中性水，將碳酸 鈣顆粒(7)中不溶于水的泥沙沖出固定床進(jìn)入到集渣室(4)中，進(jìn)而從排凈、 除渣、沖洗口(3)沖出。

　　說明書

　　一種連續(xù)中和酸性廢水的固定床及使用方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)中和酸性廢水的固定床及用該 固定床連續(xù)中和酸性廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的酸性廢水具有腐蝕性，如果直接排放到環(huán)境中會(huì)極大地破 壞環(huán)境，從節(jié)水、節(jié)能的角度，能夠廢水再利用是工業(yè)酸性廢水最好的處理方式。 但由于水質(zhì)pH值低，如果不經(jīng)過酸性中和直接輸入到循環(huán)系統(tǒng)中，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞 設(shè)備，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的酸性廢水進(jìn)行酸性中和 是酸性廢水處理的首要任務(wù)。

　　目前，工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的酸性廢水一般采用氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、 碳酸氫鈉等堿性物質(zhì)間隙中和，該類方法具有中和充分，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，但該 類方法人工用量大，作業(yè)環(huán)境差，如果用氫氧化鈣中和還要配以離心或壓濾機(jī)械 才能較好地保持排放水的澄清達(dá)標(biāo)，產(chǎn)品操作復(fù)雜，設(shè)備投入多。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有問題，本發(fā)明提供一種新型的連續(xù)中和酸性廢水的 固定床。

　　本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)

　　1.本發(fā)明提供一種連續(xù)中和酸性廢水的固定床，該固定床包括床體，酸性廢 水進(jìn)口，排凈、除渣、沖洗口，集渣室，中性水出口，多孔支撐板;其中，床體 呈倒漏斗型，分為上部床體和下部床體，上部床體自然開口，與空氣連通，下部 床體與集渣室連接，二者由多孔支撐板分隔;床體內(nèi)部填充碳酸鈣顆粒，集渣室 填充鵝卵石，多孔支撐板將碳酸鈣顆粒與鵝卵石隔離;位于上部床體的碳酸鈣顆 粒與空氣接觸面呈中間高、兩端低的山峰型，產(chǎn)生中性水溢出面;中性水出口位 于碳酸鈣顆粒的峰頂和峰谷之間。

　　床體呈倒漏斗型，既可以增加填充碳酸鈣顆粒的用量，也可以最大限度的讓 產(chǎn)生的氣體及時(shí)排除裝置，并可以增加酸性廢水與碳酸鈣顆粒的接觸面積。上部 床體自然開口，酸性廢水與碳酸鈣顆粒反應(yīng)后，產(chǎn)生的無害CO2可以直接擴(kuò)散 到空氣中，避免對(duì)裝置的壓力。上部床體碳酸鈣顆粒與空氣接觸面呈中間高、兩 端低，高度差根據(jù)酸性廢水通入速度而定，高度差≥10cm。

　　2.上述1提供的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其中，碳酸鈣顆粒的直徑大小 為1-5mm，鵝卵石的直徑大小為1.5-2.5cm;多孔支撐板的孔徑大小0.5-0.9mm， 保證碳酸鈣顆粒不會(huì)通過多孔支撐板的孔徑進(jìn)入到集渣室而泥沙可以通過多孔 支撐板的孔徑。

　　多孔支撐板的作用是隔離碳酸鈣顆粒與鵝卵石，孔徑大小的限定是為了保證 碳酸鈣顆粒不能進(jìn)入集渣室而碳酸鈣顆粒中的泥沙和雜質(zhì)可以進(jìn)入集渣室，方便 在使用過程中清理碳酸鈣顆粒中的雜質(zhì)。

　　3.上述1提供的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其中，該固定床還包括中空滲 透管和酸性廢水滲透管;其中，中空滲透管位于上部床體和下部床體，2部分的 床體數(shù)量分別為1-2個(gè);酸性廢水滲透管連接酸性廢水進(jìn)口，位于下部床體，呈 倒U型，遠(yuǎn)離酸性廢水進(jìn)口的末端閉合，距離床體的底端≥30mm。

　　中空滲透管的作用是為了疏通碳酸鈣顆粒，避免碳酸鈣顆粒過于緊密，難以 充分與廢水中的酸性物質(zhì)反應(yīng)，同時(shí)，也可以讓產(chǎn)生的CO2可以更快地?cái)U(kuò)散出 去，減小裝置的承壓。酸性廢水滲透管的作用與中空滲透管的作用類似，能夠讓 酸性廢水在碳酸鈣顆粒中更好擴(kuò)散，廢水中的酸性物質(zhì)能夠與碳酸鈣顆粒充分接 觸反應(yīng)。

　　無論是中空滲透管還是酸性滲透管的固定可以采用卡合、嵌套、螺旋等本領(lǐng) 域可以想到的任一方式，只要讓滲透管固定在裝置上即可。中空滲透管兩端閉合。

　　4.上述3提供的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其中，中空滲透管和酸性廢水 滲透管上均勻分布有孔徑，孔徑大小為≤0.2mm;酸性廢水進(jìn)口呈倒U型，與床 體的連接口距離床體的底端≥30mm。

　　對(duì)中空滲透管和酸性廢水滲透管的孔徑進(jìn)行限制，就是保證液體可以自由穿 透滲透管壁達(dá)到交換目的，而碳酸鈣顆粒及其中的雜質(zhì)不至于進(jìn)入管內(nèi)。

　　無論是酸性廢水進(jìn)口還是酸性廢水滲透管都要求呈倒U型可以減緩水流對(duì) 碳酸鈣顆粒的沖擊，其中，酸性廢水滲透管呈倒U型可以讓酸性廢水更大面積 得與碳酸鈣顆粒接觸。

　　5.上述4提供的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其中，上述部床體的底端有一 直徑為10-15cm的攪動(dòng)開口，裝置使用時(shí)，該攪動(dòng)開口封閉。

　　6.上述1-5任一項(xiàng)提供的連續(xù)中和酸性廢水的固定床，其中，床體的大小根 據(jù)處理的酸性廢水的工程量而定，其中，集渣室的高度A為下部床體的高度B 的1/4-1/3，下部床體的高度B占整個(gè)裝置的高度C的1/3-1/2。

　　本發(fā)明還提供利用本發(fā)明提供的固定床進(jìn)行酸性廢水的連續(xù)中和方法。

　　7.以上述1-6任一項(xiàng)提供的固定床進(jìn)行連續(xù)中和酸性廢水的方法，該方法包 括：封閉排凈、除渣、沖洗口，攪動(dòng)開口，中性水出口，以2-3噸/小時(shí)的流量 通過酸性廢水進(jìn)口向床體內(nèi)通入中性水直至碳酸鈣顆粒全部浸濕，中性水漫過碳 酸鈣顆粒與空氣接觸面的峰頂，打開中性水出口，繼續(xù)以0.5-1.5噸/小時(shí)的流量 通入酸性廢水，直至本輪酸性廢水中和結(jié)束。

　　8.上述7提供的方法，其中，中和酸性廢水過程中，在通入酸性廢水的同時(shí)， 以0.5-1.0噸/小時(shí)的流量向酸性廢水進(jìn)口中混入中性水，保證通入到裝置中的酸 性廢水中酸性物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤8%。

　　9.上述7提供的方法，其中，在裝置使用過程中，每隔1-2天向裝置內(nèi)加入 碳酸鈣顆粒，同時(shí)，打開攪動(dòng)開口通過攪動(dòng)棒緩慢松動(dòng)碳酸鈣顆粒使其分布均勻。

　　10.上述7提供的方法，其中，每隔3-5天，停止使用裝置，以8-10噸/小時(shí) 的流量通過排凈、除渣、沖洗口向裝置內(nèi)沖入中性水，將碳酸鈣顆粒中不溶于水 的泥沙沖出固定床進(jìn)入到集渣室中，進(jìn)而從排凈、除渣、沖洗口沖出。

　　有益效果：

　　本專利采用碳酸鋰顆粒為原料，設(shè)置專用的固定床塔，將碳酸鈣顆粒填入其 中，酸性廢水從塔底進(jìn)入，與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成鈣鹽和二氧化碳，鈣鹽溶解 在廢水中，二氧化碳從塔頂自由排出，塔頂排出的水為pH值約為6.5的中性水， 再經(jīng)過微量氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)至pH值達(dá)到7-9，符合污水管網(wǎng)納管標(biāo)準(zhǔn)。

　　本專利裝置在廢水量30噸/24小時(shí)，鹽酸含量3%情況下連續(xù)運(yùn)行1年，塔 頂廢水保持pH值6.5，在運(yùn)行過程中，每天添加1噸左右的碳酸鈣顆粒，粒徑 約3毫米不規(guī)則顆粒。運(yùn)行過程中由于市售碳酸鈣顆粒不同程度的含有泥沙，需 每隔3-5天用清水高流量沖洗1-2次，將不溶于水的泥沙沖出固定床，保持固定 床不板結(jié)，不短路，確保出水水質(zhì)符合指標(biāo)要求。

　　碳酸鈣中的泥沙密度較大，在塔后的沉降池中很容易自由沉降，沉降的淤泥 沉降后比較密實(shí)，每2個(gè)月清理一次，極大的減少了以前用氫氧化鈣的工作量， 中和成本也低于氫氧化鈣，清理成本、安全程度均是最佳的。。