公布日：2023.05.05
申請日：2023.03.16
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/
10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)及污酸廢水處理方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域；其包括：沿污酸廢水處理流向依次設(shè)置的調(diào)節(jié)罐單元、一級除砷反應(yīng)單元、二級除砷反應(yīng)單元、除砷沉淀單元、中和反應(yīng)沉淀單元、過濾單元和膜濃縮單元，膜濃縮單元的產(chǎn)水側(cè)與產(chǎn)水罐單元相連，膜濃縮單元的濃水側(cè)與蒸發(fā)結(jié)晶單元相連，蒸發(fā)結(jié)晶單元的冷凝液送至產(chǎn)水罐單元，蒸發(fā)結(jié)晶單元的母液返回至調(diào)節(jié)罐單元；一級除砷反應(yīng)單元與硫化氫制備單元相連，二級除砷反應(yīng)單元和除砷沉淀單元的尾氣送至尾氣處理單元，除砷沉淀單元與第一污泥脫水單元相連，中和反應(yīng)沉淀單元與第二污泥脫水單元相連。本發(fā)明可高效、經(jīng)濟的對污酸廢水進行資源化和零排放處理。
權(quán)利要求書
1.一種污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，包括：沿污酸廢水處理流向依次設(shè)置的調(diào)節(jié)罐單元、一級除砷反應(yīng)單元、二級除砷反應(yīng)單元、除砷沉淀單元、中和反應(yīng)沉淀單元、過濾單元和膜濃縮單元，所述膜濃縮單元的產(chǎn)水側(cè)與產(chǎn)水罐單元相連，所述膜濃縮單元的濃水側(cè)與蒸發(fā)結(jié)晶單元相連，所述蒸發(fā)結(jié)晶單元的冷凝液送至所述產(chǎn)水罐單元，所述蒸發(fā)結(jié)晶單元的母液返回至所述調(diào)節(jié)罐單元；所述一級除砷反應(yīng)單元與硫化氫制備單元相連，所述二級除砷反應(yīng)單元和除砷沉淀單元的尾氣送至尾氣處理單元，所述除砷沉淀單元與第一污泥脫水單元相連，所述中和反應(yīng)沉淀單元與第二污泥脫水單元相連。
2.如權(quán)利要求1所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述一級除砷反應(yīng)單元通過增壓風(fēng)機將所述一級除砷反應(yīng)單元中未反應(yīng)的硫化氫送至所述二級除砷反應(yīng)單元。
3.如權(quán)利要求1所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述硫化氫制備單元還與所述中和反應(yīng)沉淀單元相連，所述硫化氫制備單元采用硫化亞鐵和稀硫酸反應(yīng)制備，制備的硫化氫送至所述一級除砷反應(yīng)單元，制備的硫酸亞鐵送至所述中和反應(yīng)沉淀單元。
4.如權(quán)利要求3所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述中和反應(yīng)沉淀單元包括反應(yīng)區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)和沉淀區(qū)，在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)，先通過加入硫酸亞鐵和雙氧水反應(yīng)去除有機物和還原性物質(zhì)，再通過加入氨水調(diào)節(jié)pH至5-9。
5.如權(quán)利要求4所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述尾氣處理單元與所述一級除砷反應(yīng)單元相連，在所述尾氣處理單元中，采用氨水噴淋尾氣生成硫化銨，硫化銨送至所述一級除砷反應(yīng)單元。
6.如權(quán)利要求1~5中任一項所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述一級反應(yīng)除砷單元和二級反應(yīng)除砷單元內(nèi)設(shè)置攪拌機，頂部帶蓋密封，底部錐形；底部設(shè)置硫化氫布?xì)庋b置，中部設(shè)置污酸廢水進水管路，頂部設(shè)置出水管路。
7.如權(quán)利要求1~5中任一項所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述除砷沉淀單元內(nèi)設(shè)置刮泥機，頂部帶蓋密封，底部污泥斗排泥；采用中心進水、周邊出水或周邊進水、中心出水的形式。
8.如權(quán)利要求1~5中任一項所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾單元包括但不限于濾池、過濾器、管式膜、超濾膜中的一種或多種組合，所述第一污泥脫水單元或第二污泥脫水單元包括但不限于板框壓濾機、離心脫水機和疊螺脫水機中的一種或多種組合。
9.如權(quán)利要求1~5中任一項所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述膜濃縮單元包括但不限于苦咸水反滲透、海水反滲透和高壓反滲透中的一種或多種，所述蒸發(fā)結(jié)晶單元選自：一級或多級組合的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器包括但不限于多效蒸發(fā)器和MVR蒸發(fā)器中的一種或多種。
10.一種污酸廢水處理方法，采用如權(quán)利要求1~9中任一項所述的污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，其特征在于，包括：污酸廢水通過調(diào)節(jié)罐單元進行收集儲存均質(zhì)，而后通過調(diào)節(jié)罐單元出水泵送至一級除砷反應(yīng)單元，在一級除砷反應(yīng)單元中通過硫化氫與廢水中的砷反應(yīng)，生成硫化砷沉淀；一級除砷反應(yīng)單元的出水自流入二級除砷反應(yīng)單元，與硫化氫進一步反應(yīng)生成硫化砷沉淀；二級除砷反應(yīng)單元的出水自流入除砷沉淀單元實現(xiàn)泥水分離，硫化砷泥渣沉淀到底部，通過刮泥機進入污泥斗后通過排泥泵泵入第一污泥脫水單元中脫水，得到砷渣；除砷沉淀單元的上清液自流入中和反應(yīng)沉淀單元，在反應(yīng)區(qū)中先通過硫酸亞鐵和雙氧水反應(yīng)去除有機物和還原性物質(zhì)，再加入氨水調(diào)節(jié)pH至5-9，在混凝區(qū)投加混凝劑，在絮凝區(qū)投加絮凝劑形成大的絮體，泥水混合物在沉淀區(qū)實現(xiàn)泥水分離，污泥沉淀到沉淀區(qū)底部，通過刮泥機進入污泥斗后通過排泥泵泵入第二污泥脫水單元中脫水，得到中和渣；中和反應(yīng)沉淀單元的上清液泵送至過濾單元，過濾單元產(chǎn)水再送至膜濃縮單元，通過一級或多級反滲透膜濃縮，產(chǎn)生的脫鹽水送至產(chǎn)水罐單元，產(chǎn)生的高濃鹽水送至蒸發(fā)結(jié)晶單元，通過蒸發(fā)濃縮結(jié)晶得到硫酸銨產(chǎn)品；蒸發(fā)結(jié)晶單元的冷凝液回收至產(chǎn)水罐單元，母液回流至調(diào)節(jié)罐單元循環(huán)處理；一級除砷反應(yīng)單元的尾氣通過增壓風(fēng)機送至二級除砷反應(yīng)單元，二級除砷反應(yīng)單元和除砷沉淀單元的尾氣送至尾氣處理單元，在尾氣處理單元中通過氨水噴淋尾氣生成硫化銨，硫化銨送至一級除砷反應(yīng)單元回收使用。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)及污酸廢水處理方法。
本發(fā)明公開了一種污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，包括：沿污酸廢水處理流向依次設(shè)置的調(diào)節(jié)罐單元、一級除砷反應(yīng)單元、二級除砷反應(yīng)單元、除砷沉淀單元、中和反應(yīng)沉淀單元、過濾單元和膜濃縮單元，所述膜濃縮單元的產(chǎn)水側(cè)與產(chǎn)水罐單元相連，所述膜濃縮單元的濃水側(cè)與蒸發(fā)結(jié)晶單元相連，所述蒸發(fā)結(jié)晶單元的冷凝液送至所述產(chǎn)水罐單元，所述蒸發(fā)結(jié)晶單元的母液返回至所述調(diào)節(jié)罐單元；所述一級除砷反應(yīng)單元與硫化氫制備單元相連，所述二級除砷反應(yīng)單元和除砷沉淀單元的尾氣送至尾氣處理單元，所述除砷沉淀單元與第一污泥脫水單元相連，所述中和反應(yīng)沉淀單元與第二污泥脫水單元相連。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述一級除砷反應(yīng)單元通過增壓風(fēng)機將所述一級除砷反應(yīng)單元中未反應(yīng)的硫化氫送至所述二級除砷反應(yīng)單元。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述硫化氫制備單元還與所述中和反應(yīng)沉淀單元相連，所述硫化氫制備單元采用硫化亞鐵和稀硫酸反應(yīng)制備，制備的硫化氫送至所述一級除砷反應(yīng)單元，制備的硫酸亞鐵送至所述中和反應(yīng)沉淀單元；同時，也可采用其他方法制備或使用直接采購的硫化氫。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述中和反應(yīng)沉淀單元包括反應(yīng)區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)和沉淀區(qū)，反應(yīng)區(qū)可設(shè)置為一格或多格；在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)，先通過加入硫酸亞鐵和雙氧水反應(yīng)去除有機物和還原性物質(zhì)，再通過加入氨水調(diào)節(jié)pH至5-9。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述尾氣處理單元與所述一級除砷反應(yīng)單元相連，在所述尾氣處理單元中，采用氨水噴淋尾氣生成硫化銨，硫化銨送至所述一級除砷反應(yīng)單元。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述一級反應(yīng)除砷單元和二級反應(yīng)除砷單元內(nèi)設(shè)置攪拌機，頂部帶蓋密封，底部錐形；底部設(shè)置硫化氫布?xì)庋b置，中部設(shè)置污酸廢水進水管路，頂部設(shè)置出水管路。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述除砷沉淀單元內(nèi)設(shè)置刮泥機，頂部帶蓋密封，底部污泥斗排泥；采用中心進水、周邊出水或周邊進水、中心出水的形式。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述過濾單元包括但不限于各類型的濾池、過濾器、管式膜、超濾膜中的一種或多種組合，所述第一污泥脫水單元或第二污泥脫水單元包括但不限于板框壓濾機、離心脫水機和疊螺脫水機等各類型污泥脫水設(shè)備中的一種或多種組合。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述膜濃縮單元包括但不限于苦咸水反滲透、海水反滲透和高壓反滲透中的一種或多種，如膜濃縮單元的產(chǎn)水含鹽量不能達到回用要求需要進一步采用反滲透對產(chǎn)水脫鹽；所述蒸發(fā)結(jié)晶單元選自：一級或多級組合的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器包括但不限于多效蒸發(fā)器和MVR蒸發(fā)器中的一種或多種。
本發(fā)明還公開了一種污酸廢水處理方法，其采用上述污酸廢水的零排放工藝系統(tǒng)，包括：污酸廢水通過調(diào)節(jié)罐單元進行收集儲存均質(zhì)，而后通過調(diào)節(jié)罐單元出水泵送至一級除砷反應(yīng)單元，在一級除砷反應(yīng)單元中通過硫化氫與廢水中的砷反應(yīng)，生成硫化砷沉淀；一級除砷反應(yīng)單元的出水自流入二級除砷反應(yīng)單元，與硫化氫進一步反應(yīng)生成硫化砷沉淀；二級除砷反應(yīng)單元的出水自流入除砷沉淀單元實現(xiàn)泥水分離，硫化砷泥渣沉淀到底部，通過刮泥機進入污泥斗后通過排泥泵泵入第一污泥脫水單元中脫水，脫水的砷渣可以生產(chǎn)回收利用；除砷沉淀單元的上清液自流入中和反應(yīng)沉淀單元，在反應(yīng)區(qū)中先通過硫酸亞鐵和雙氧水反應(yīng)去除有機物和還原性物質(zhì)，再加入氨水調(diào)節(jié)pH至5-9，在混凝區(qū)投加混凝劑，在絮凝區(qū)投加絮凝劑使重金屬、懸浮物、有機物等形成大的絮體，泥水混合物在沉淀區(qū)實現(xiàn)泥水分離，污泥沉淀到沉淀區(qū)底部，通過刮泥機進入污泥斗后通過排泥泵泵入第二污泥脫水單元中脫水，得到中和渣；中和反應(yīng)沉淀單元的上清液泵送至過濾單元進行過濾去除懸浮物、膠體等物質(zhì)，過濾單元產(chǎn)水再送至膜濃縮單元，通過一級或多級反滲透膜濃縮，產(chǎn)生的脫鹽水送至產(chǎn)水罐單元，產(chǎn)生的高濃鹽水送至蒸發(fā)結(jié)晶單元，通過蒸發(fā)濃縮結(jié)晶得到硫酸銨產(chǎn)品；蒸發(fā)結(jié)晶單元的冷凝液回收至產(chǎn)水罐單元，最終的少量母液回流至調(diào)節(jié)罐單元循環(huán)處理；一級除砷反應(yīng)單元的尾氣通過增壓風(fēng)機送至二級除砷反應(yīng)單元，二級除砷反應(yīng)單元和除砷沉淀單元的尾氣送至尾氣處理單元，在尾氣處理單元中通過氨水噴淋尾氣生成硫化銨，硫化銨送至一級除砷反應(yīng)單元回收使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用兩級除砷反應(yīng)單元，提高了硫化氫的反應(yīng)效率；通過除砷沉淀、中和反應(yīng)沉淀、膜濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶處理，蒸發(fā)結(jié)晶的母液可以回流到調(diào)節(jié)罐單元進一步去除雜質(zhì)離子，實現(xiàn)污酸廢水的零排放處理，其能夠完全滿足高效、經(jīng)濟的對污酸廢水處理的資源化和零排放；本發(fā)明采用氨水中和廢水的酸性，有效避免了采用了石灰、液堿等中和后污泥量大、增加鈣、鈉等陽離子等問題，也使后續(xù)零排放中廢水中硫酸銨純度高，實現(xiàn)了高附加值的硫酸銨產(chǎn)品的產(chǎn)出，也避免了大量雜鹽危廢的產(chǎn)生；尾氣處理單元采用氨水作為吸收劑也使硫化氫尾氣得到了充分回收和循環(huán)利用；硫化氫制備采用硫化亞鐵和稀硫酸產(chǎn)生的硫化氫用于除砷反應(yīng)，產(chǎn)生的硫酸亞鐵可以作為有機物去除的催化劑以及除氟的混凝劑使用，通過上述的創(chuàng)新提高了整個工藝系統(tǒng)的物料使用效率和資源化。
（發(fā)明人：賈永強;趙穎超;王江輝;王玉華;李骎;曾瓊飛;李孟嬌;張琳）
