公布日：2022.06.28

申請(qǐng)日：2022.03.23

分類號(hào)：C02F9/06(2006.01)I;C02F103/16(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/14(2006.01)N

摘要

本發(fā)明涉及廢酸污水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)及工藝；處理系統(tǒng)包括依次用于對(duì)廢酸污水進(jìn)行處理的一級(jí)處理系統(tǒng)、二級(jí)處理系統(tǒng)；所述一級(jí)處理系統(tǒng)包括循環(huán)反應(yīng)裝置，設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)裝置下方且與循環(huán)反應(yīng)裝置出水口連通的沉淀反應(yīng)裝置；所述二級(jí)處理系統(tǒng)包括與沉淀反應(yīng)裝置連通的旋流電解絮凝裝置，以及與所述旋流電解絮凝裝置連通的絮凝沉淀池；工藝包括：S1、脫砷處理；S2、脫氟中和處理；S3、電解深度處理；本發(fā)明能夠有效提升廢酸污水處理裝置的處理效率，提高單位時(shí)間內(nèi)的處理廢水量；能夠?qū)�廢酸污水進(jìn)行深度處理，提升對(duì)廢酸污水的處理質(zhì)量。

權(quán)利要求書

1.一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次用于對(duì)廢酸污水進(jìn)行處理的一級(jí)處理系統(tǒng)、二級(jí)處理系統(tǒng)；所述一級(jí)處理系統(tǒng)包括循環(huán)反應(yīng)裝置(1)，設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)裝置(1)下方且與循環(huán)反應(yīng)裝置(1)出水口連通的沉淀反應(yīng)裝置(2)；所述循環(huán)反應(yīng)裝置(1)包括兩個(gè)并排設(shè)置的循環(huán)反應(yīng)腔(10)，活動(dòng)設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)腔(10)內(nèi)部的第一攪拌器，設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)腔(10)上端且連通兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔(10)的上端連通器(11)，設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)腔(10)下端且連通兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔(10)的下端連通器(12)，兩個(gè)安裝在所述上端連通器(11)上且與循環(huán)反應(yīng)腔(10)對(duì)應(yīng)的抽氣渦扇(13)，通過負(fù)壓管道與所述抽氣渦扇(13)連通的硫化氫氣體回收裝置(3)；所述上端連通器(11)上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)廢酸污水在兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔(10)、上端連通器(11)以及下端連通器(12)之間進(jìn)行循環(huán)的負(fù)壓裝置(110)；所述下端連通器(12)與沉淀反應(yīng)裝置(2)連通；所述二級(jí)處理系統(tǒng)包括與沉淀反應(yīng)裝置(2)連通的旋流電解絮凝裝置(4)，以及與所述旋流電解絮凝裝置(4)連通的絮凝沉淀池(5)；所述旋流電解絮凝裝置(4)包括兩端進(jìn)水口與沉淀反應(yīng)裝置(2)連通的旋流電解罐(40)，設(shè)置在所述旋流電解罐(40)中心的中央轉(zhuǎn)軸(41)，兩組設(shè)置在所述中央轉(zhuǎn)軸(41)上且靠近旋流電解罐(40)進(jìn)水口的水力渦流扇(42)，安裝在所述中央轉(zhuǎn)軸(41)上且位于兩個(gè)水力渦流扇(42)之間的動(dòng)態(tài)電解裝置(43)，以及水平設(shè)置在所述旋流電解罐(40)側(cè)壁上且與絮凝沉淀池(5)連通的排水組件(44)；所述動(dòng)態(tài)電解裝置(43)包括活動(dòng)設(shè)置在中央轉(zhuǎn)軸(41)上的陽(yáng)極電芯(430)、陰極電芯(431)；所述陽(yáng)極電芯(430)靠近中央轉(zhuǎn)軸(41)；所述陰極電芯(431)活動(dòng)環(huán)繞在陽(yáng)極電芯(430)外。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，所述陽(yáng)極電芯(430)包括套設(shè)在所述中央轉(zhuǎn)軸(41)上的連接軸(432)，設(shè)置在所述連接軸(432)兩端的第一連接架(433)，多組安裝在所述第一連接架(433)上且沿中央轉(zhuǎn)軸(41)徑向均勻分布的電極板安裝架(434)，多組安裝在電極板安裝架(434)上沿中央轉(zhuǎn)軸(41)軸向均勻分布的月牙型電極板(437)；所述月牙型電極板(437)包括鐵電極板、鋁電極板；所述鐵電極板、鋁電極板間隔分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極電芯(431)包括設(shè)置在所述中央轉(zhuǎn)軸(41)上的第二連接架(435)，多組安裝在所述第二連接架(435)上且沿中央轉(zhuǎn)軸(41)徑向均勻分布的陰極電極板(436)；所述陰極電極板(436)位于月牙型電極板(437)、旋流電解罐(40)內(nèi)側(cè)壁之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，所述旋流電解罐(40)側(cè)壁上沿軸向均勻分布多組環(huán)形氣道(45)；所述環(huán)形氣道(45)上均勻分布有與旋流電解罐(40)連通的射流噴頭(46)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，所述下端連通器(12)包括設(shè)置在循環(huán)反應(yīng)腔(10)下端的連通腔體(120)，設(shè)置在所述連通腔體(120)上端中部的連接蓋(121)，設(shè)置在所述連通腔體(120)內(nèi)部且位于連接蓋(121)下方的過濾攔截組件(122)；所述過濾攔截組件(122)將連通腔體(120)分成排水腔(123)與濾渣存儲(chǔ)腔(124)；所述連接蓋(121)上傾斜設(shè)置有與濾渣存儲(chǔ)腔(124)連通的第一螺旋濾水輸送機(jī)(125)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀反應(yīng)裝置(2)包括設(shè)置在連通腔體(120)正下方且與排水腔(123)連通的混合反應(yīng)腔(20)，設(shè)置在所述混合反應(yīng)腔(20)內(nèi)部的第二攪拌器(21)，設(shè)置在混合反應(yīng)腔(20)側(cè)壁的石灰石漿液進(jìn)入口(22)，設(shè)置在所述混合反應(yīng)腔(20)下端的石膏沉淀腔(23)，以及設(shè)置在石膏沉淀腔(23)上的壓濾裝置(24)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，所述壓濾裝置(24)包括兩個(gè)垂直活動(dòng)設(shè)置在石膏沉淀腔(23)內(nèi)部的石膏壓濾板(240)，設(shè)置在所述石膏沉淀腔(23)上用于驅(qū)動(dòng)所述石膏壓濾板(240)的動(dòng)力模塊(241)，傾斜設(shè)置且與石膏沉淀腔(23)中部空間連通的第二螺旋濾水輸送機(jī)(242)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，其特征在于，所述硫化氫氣體回收裝置(3)包括密封反應(yīng)罐(30)，設(shè)置在所述密封反應(yīng)罐(30)上端的霧化堿液噴淋盤(31)，套設(shè)在所述密封反應(yīng)罐(30)外壁上的硫化氫氣體射流環(huán)(32)，通過高壓管道連接硫化氫氣體射流環(huán)(32)與抽氣渦扇(13)的連接口(33)，以及設(shè)置在密封反應(yīng)罐(30)下端且與循環(huán)反應(yīng)腔(10)連通的硫化鈉溶液補(bǔ)償管道(34)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)的處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、脫砷處理首先向循環(huán)反應(yīng)腔(10)內(nèi)通入體積比為1:0.08-0.3的廢酸污水與濃度為35-45％硫化鈉溶液，第一攪拌器以600-2000r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)進(jìn)行攪拌，負(fù)壓裝置(110)驅(qū)動(dòng)廢酸污水與硫化鈉溶液在兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔(10)、上端連通器(11)以及下端連通器(12)內(nèi)循環(huán)，然后對(duì)產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行分離、過濾導(dǎo)排；通過抽氣渦扇(13)將產(chǎn)生硫化氫廢氣快速抽離，并輸送至硫化氫氣體回收裝置(3)內(nèi)；S2、脫氟中和處理然后循環(huán)反應(yīng)腔內(nèi)的廢酸污水進(jìn)入沉淀反應(yīng)裝置(2)，加入石灰石漿液，石灰石漿液的添加量為1500-2800g/L，攪拌反應(yīng)，使廢酸污水與石灰石反應(yīng)生成石膏以及氟化鈣沉淀；經(jīng)過壓濾后導(dǎo)排沉淀物，分離一級(jí)濾液；然后向一級(jí)濾液中加入氫氧化鈉至pH為6-7，攪拌反應(yīng)后，經(jīng)過二次壓濾，導(dǎo)排沉淀物，分離得到二級(jí)濾液；S3、電解深度處理將二級(jí)濾液從旋流電解罐(40)兩端通入，經(jīng)過水力渦流扇(42)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)二級(jí)濾液形成旋轉(zhuǎn)渦流；陽(yáng)極電芯(430)、陰極電芯(431)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)對(duì)二級(jí)濾液進(jìn)行電解，形成氫氧化物膠體，對(duì)剩余的重金屬污染物進(jìn)行吸附，最后將產(chǎn)生氫氧化物膠體的二級(jí)濾液輸送至絮凝沉淀池(5)，進(jìn)行氣浮沉降分離；其中，電流密度為330-600A/m2，電解時(shí)長(zhǎng)30-60min。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明提供了一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，能夠大大提高廢酸處理裝置的處理效率以及處理質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，包括依次用于對(duì)廢酸污水進(jìn)行處理的一級(jí)處理系統(tǒng)、二級(jí)處理系統(tǒng)；

所述一級(jí)處理系統(tǒng)包括循環(huán)反應(yīng)裝置，設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)裝置下方且與循環(huán)反應(yīng)裝置出水口連通的沉淀反應(yīng)裝置；

所述循環(huán)反應(yīng)裝置包括兩個(gè)并排設(shè)置的循環(huán)反應(yīng)腔，活動(dòng)設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)腔內(nèi)部的第一攪拌器，設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)腔上端且連通兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔的上端連通器，設(shè)置在所述循環(huán)反應(yīng)腔下端且連通兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔的下端連通器，兩個(gè)安裝在所述上端連通器上且與循環(huán)反應(yīng)腔對(duì)應(yīng)的抽氣渦扇，通過負(fù)壓管道與所述抽氣渦扇連通的硫化氫氣體回收裝置；

所述上端連通器上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)廢酸污水在兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔、上端連通器以及下端連通器之間進(jìn)行循環(huán)的負(fù)壓裝置；所述下端連通器與沉淀反應(yīng)裝置連通；

所述二級(jí)處理系統(tǒng)包括與沉淀反應(yīng)裝置連通的旋流電解絮凝裝置，以及與所述旋流電解絮凝裝置連通的絮凝沉淀池；

所述旋流電解絮凝裝置包括兩端進(jìn)水口與沉淀反應(yīng)裝置連通的旋流電解罐，設(shè)置在所述旋流電解罐中心的中央轉(zhuǎn)軸，兩組設(shè)置在所述中央轉(zhuǎn)軸上且靠近旋流電解罐進(jìn)水口的水力渦流扇，安裝在所述中央轉(zhuǎn)軸上且位于兩個(gè)水力渦流扇之間的動(dòng)態(tài)電解裝置，以及水平設(shè)置在所述旋流電解罐側(cè)壁上且與絮凝沉淀池連通的排水組件；

所述動(dòng)態(tài)電解裝置包括活動(dòng)設(shè)置在中央轉(zhuǎn)軸上的陽(yáng)極電芯、陰極電芯；

所述陽(yáng)極電芯靠近中央轉(zhuǎn)軸；所述陰極電芯活動(dòng)環(huán)繞在陽(yáng)極電芯外。

進(jìn)一步地，所述陽(yáng)極電芯包括套設(shè)在所述中央轉(zhuǎn)軸上的連接軸，設(shè)置在所述連接軸兩端的第一連接架，多組安裝在所述第一連接架上且沿中央轉(zhuǎn)軸徑向均勻分布的電極板安裝架，多組安裝在電極板安裝架上沿中央轉(zhuǎn)軸軸向均勻分布的月牙型電極板；

所述月牙型電極板包括鐵電極板、鋁電極板；所述鐵電極板、鋁電極板間隔分布。

通過設(shè)置多個(gè)月牙型的鐵電極板、鋁電極板能夠有效增大電極板與廢酸溶液的接觸面積，從而增加鐵、鋁的消耗量，產(chǎn)生更多的氫氧化鐵、氫氧化鋁膠體，起到微絮凝劑的作用，水中懸浮的顆粒、膠體污染物被微絮凝劑吸附包裹,失去穩(wěn)定性，最終形成沉淀物。

進(jìn)一步地，所述陰極電芯包括設(shè)置在所述中央轉(zhuǎn)軸上的第二連接架，多組安裝在所述第二連接架上且沿中央轉(zhuǎn)軸徑向均勻分布的陰極電極板；

所述陰極電極板位于月牙型電極板、旋流電解罐內(nèi)側(cè)壁之間。通過陰極電極板的均勻設(shè)置一方面能夠在旋轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行攪拌，另一方面能夠確保對(duì)廢酸的均勻處理。

進(jìn)一步地，所述旋流電解罐側(cè)壁上沿軸向均勻分布多組環(huán)形氣道；所述環(huán)形氣道上均勻分布有與旋流電解罐連通的射流噴頭。

通過環(huán)形氣道的設(shè)置能夠能夠使旋流電解罐內(nèi)增壓，結(jié)合微氣泡實(shí)現(xiàn)氣浮，進(jìn)一步改善處理效果。

進(jìn)一步地，所述下端連通器包括設(shè)置在循環(huán)反應(yīng)腔下端的連通腔體，設(shè)置在所述連通腔體上端中部的連接蓋，設(shè)置在所述連通腔體內(nèi)部且位于連接蓋下方的過濾攔截組件；

所述過濾攔截組件將連通腔體分成排水腔與濾渣存儲(chǔ)腔；所述連接蓋上傾斜設(shè)置有與濾渣存儲(chǔ)腔連通的第一螺旋濾水輸送機(jī)。

在循環(huán)反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)置過濾攔截組件，能夠?qū)ρ�環(huán)水流中的沉淀物進(jìn)行過濾，同時(shí)通過第一螺旋濾水輸送機(jī)將沉淀物排出，能夠使的反應(yīng)更加徹底，有效提高脫砷質(zhì)量。

進(jìn)一步地，所述沉淀反應(yīng)裝置包括設(shè)置在連通腔體正下方且與排水腔連通的混合反應(yīng)腔，設(shè)置在所述混合反應(yīng)腔內(nèi)部的第二攪拌器，設(shè)置在混合反應(yīng)腔側(cè)壁的石灰石漿液進(jìn)入口，設(shè)置在所述混合反應(yīng)腔下端的石膏沉淀腔，以及設(shè)置在石膏沉淀腔上的壓濾裝置。通過壓濾裝置能夠?qū)崿F(xiàn)沉淀物與濾液的高效分離，有利于提高處理效率。

進(jìn)一步地，壓濾裝置包括兩個(gè)垂直活動(dòng)設(shè)置在石膏沉淀腔內(nèi)部的石膏壓濾板，設(shè)置在所述石膏沉淀腔上用于驅(qū)動(dòng)所述石膏壓濾板的動(dòng)力模塊，傾斜設(shè)置且與石膏沉淀腔中部空間連通的第二螺旋濾水輸送機(jī)。

通過第二螺旋濾水輸送機(jī)的設(shè)置能夠快速將壓濾后的石膏導(dǎo)出。

進(jìn)一步地，所述硫化氫氣體回收裝置包括密封反應(yīng)罐，設(shè)置在所述密封反應(yīng)罐上端的霧化堿液噴淋盤，套設(shè)在所述密封反應(yīng)罐外壁上的硫化氫氣體射流環(huán)，通過高壓管道連接硫化氫氣體射流環(huán)與抽氣渦扇的連接口，以及設(shè)置在密封反應(yīng)罐下端且與循環(huán)反應(yīng)腔連通的硫化鈉溶液補(bǔ)償管道。

產(chǎn)生的硫化氫氣體與氫氧化鈉能夠生成硫化鈉，實(shí)現(xiàn)對(duì)危害氣體的回收利用，并減小硫化鈉的使用量，有利于節(jié)約成本。

一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理工藝，包括以下步驟：

S1、脫砷處理

首先向循環(huán)反應(yīng)腔內(nèi)通入體積比為1:0.08-0.3的廢酸污水與濃度為35-45％硫化鈉溶液，第一攪拌器以600-2000r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)進(jìn)行攪拌，負(fù)壓裝置驅(qū)動(dòng)廢酸污水與硫化鈉溶液在兩個(gè)循環(huán)反應(yīng)腔、上端連通器以及下端連通器內(nèi)循環(huán)，然后對(duì)產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行分離、過濾導(dǎo)排；通過抽氣渦扇將產(chǎn)生硫化氫廢氣快速抽離，并輸送至硫化氫氣體回收裝置內(nèi)；

S2、脫氟中和處理

然后循環(huán)反應(yīng)腔內(nèi)的廢酸污水進(jìn)入沉淀反應(yīng)裝置，加入石灰石漿液，石灰石漿液的添加量為1500-2800g/L，攪拌反應(yīng)，使廢酸污水與石灰石反應(yīng)生成石膏以及氟化鈣沉淀；經(jīng)過壓濾后導(dǎo)排沉淀物，分離一級(jí)濾液；然后向一級(jí)濾液中加入氫氧化鈉至pH為6-7，攪拌反應(yīng)后，經(jīng)過二次壓濾，導(dǎo)排沉淀物，分離得到二級(jí)濾液；

S3、電解深度處理

將二級(jí)濾液從旋流電解罐兩端通入，經(jīng)過水力渦流扇高速轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)二級(jí)濾液形成旋轉(zhuǎn)渦流；陽(yáng)極電芯、陰極電芯進(jìn)行旋轉(zhuǎn)對(duì)二級(jí)濾液進(jìn)行電解，形成氫氧化物膠體，對(duì)剩余的重金屬污染物進(jìn)行吸附，最后將產(chǎn)生氫氧化物膠體的二級(jí)濾液輸送至絮凝沉淀池，進(jìn)行氣浮沉降分離；其中，電流密度為330-600A/m2，電解時(shí)長(zhǎng)30-60min。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統(tǒng)，通過廢酸污水在循環(huán)反應(yīng)裝置內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，與硫化鈉發(fā)生反應(yīng)，在循環(huán)過程中對(duì)產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行過濾導(dǎo)排，在廢酸上液面上方設(shè)置的抽氣渦扇能夠?qū)⒘蚧瘹錃怏w迅速導(dǎo)出，通過反復(fù)循環(huán)不僅能夠提高反應(yīng)速率，還能夠改善處理質(zhì)量。

本發(fā)明通過旋流電解罐、水力渦流扇、動(dòng)態(tài)電解裝置的設(shè)置能夠?qū)�廢酸污水進(jìn)行高效的動(dòng)態(tài)電解；由于氫氧化鈉過量加入，通過設(shè)置的鐵電極板、鋁電極板能夠產(chǎn)生氫氧化鐵、氫氧化鋁膠體，起到微絮凝劑的作用，水中懸浮的顆粒、膠體污染物被微絮凝劑吸附包裹，進(jìn)一步改善處理質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)Cu、As、Zn、Pb、F等有害物質(zhì)的深度處理。

（發(fā)明人：張孝飛;孔德洋;何健;張愛國(guó);余佳;李菊穎;許靜;豆葉枝;張悅清;曹莉）