公布日：2023.12.19
申請日：2023.11.02
分類號：C02F1/66(2023.01)I;B01D53/78(2006.01)I;B01D53/96(2006.01)I;B01D53/40(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種不銹鋼酸洗廢水和廢氣同步資源化的處理方法及設(shè)備，所述處理方法包括以下步驟：步驟1，廢水預(yù)處理，得到第一可溶性鹽溶液；步驟2，廢氣預(yù)處理，得到第二可溶性鹽溶液；步驟3，將第一可溶性鹽溶液和第二可溶性鹽溶液混合得到高鹽廢水，所述高鹽溶液通入雙極膜系統(tǒng)進(jìn)行處理，制備得到回收堿溶液和回收酸溶液，所述回收堿溶液于步驟1和步驟2循環(huán)使用，所述回收酸溶液用于前端的不銹鋼酸洗過程。本發(fā)明的處理方法可以同時(shí)處理不銹鋼清洗過程中廢水和廢氣，生成的堿可用于廢水和廢氣的預(yù)處理及雙極膜的極液，混酸可用于前期的不銹鋼預(yù)處理過程，實(shí)現(xiàn)廢水和廢氣同時(shí)資源化處理。
權(quán)利要求書
1.一種不銹鋼酸洗廢水和廢氣同步資源化的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，廢水預(yù)處理：使用堿溶液去除廢水中的重金屬離子，得到第一可溶性鹽溶液；步驟2，廢氣預(yù)處理：采用膜吸收的方式，吸收處理待處理廢氣，得到第二可溶性鹽溶液；步驟3，將第一可溶性鹽溶液和第二可溶性鹽溶液混合得到高鹽廢水，所述高鹽溶液通入雙極膜系統(tǒng)進(jìn)行處理，制備得到回收堿溶液和回收酸溶液，所述回收堿溶液于步驟1和步驟2循環(huán)使用，所述回收酸溶液用于前端的不銹鋼酸洗過程。
2.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述重金屬離子通過以下方法去除：廢水通過與堿進(jìn)行中和，同時(shí)通過機(jī)械混合進(jìn)行充分反應(yīng)，并調(diào)節(jié)pH＞7后過濾沉淀得到所述第一可溶性鹽溶液。
3.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述步驟2中廢氣通過引風(fēng)集氣收集，廢氣捕集率不低于95％。
4.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述步驟2中膜吸收通過以下方法進(jìn)行：將壓力為0-150kPa的待處理廢氣和壓力為0-150kPa的吸收液按照氣液流量比為5:1～500:1進(jìn)行膜吸收處理。
5.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述膜吸收的吸收液為NaOH，所述吸收液的流量為0.5-5m3/h。
6.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述雙極膜系統(tǒng)的電流密度為200-900A/m2，所述高鹽廢水的鹽濃度為10-15wt％。
7.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述雙極膜系統(tǒng)的極液的溶質(zhì)為NaOH、NaSO4或NaCl，優(yōu)選為NaOH，所述雙極膜系統(tǒng)的極液的濃度為2-4wt％。
8.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述雙極膜系統(tǒng)的初始酸池中的酸液和初始堿池中的堿液的濃度均為0-0.1mol/L，所述回收堿溶液中氫氧根的濃度為1.2-2.0mol/L，所述回收酸溶液中氫離子的濃度為1.0-1.5mol/L。
9.一種用于如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的處理方法的設(shè)備，其特征在于，包括廢水處理單元、膜吸收單元和雙極膜單元，所述廢水處理單元包括通過管路連接的反應(yīng)池和沉降池以及污泥濃縮池，所述沉降池和膜吸收單元的出液管道一起連接至所述雙極膜裝置的進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的堿出液口分別連接至反應(yīng)池和膜吸收單元，所述沉降池的沉淀進(jìn)入所述污泥濃縮池處理。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述膜吸收單元包括膜吸收裝置、吸收液儲罐和循環(huán)泵，所述吸收液儲罐的出液口連接至所述循環(huán)泵的進(jìn)液口，所述循環(huán)泵的出液口連接至所述膜吸收裝置的堿液進(jìn)液口，所述膜吸收裝置的出液口連接至所述吸收液儲罐的循環(huán)液進(jìn)液口，所述雙極膜單元的堿池的出液口連接至所述吸收液儲罐的堿進(jìn)液口；所述雙極膜單元包括雙極膜裝置、鹽循環(huán)模塊、堿循環(huán)模塊、酸循環(huán)模塊和極液循環(huán)模塊；所述鹽循環(huán)模塊包括依次通過管路連接的中間水池、鹽循環(huán)泵、鹽熱交換器和鹽過濾器，所述鹽過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的鹽進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的鹽出液口連接至所述中間水池的進(jìn)液口，所述沉降池的出液口和循環(huán)液儲罐的出液口分別連接至所述中間水池的進(jìn)液口；所述堿循環(huán)模塊包括依次通過管路連接的堿池、堿循環(huán)泵、堿熱交換器和堿過濾器，所述堿過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的堿進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的堿出液口連接至所述堿池的進(jìn)液口，所述堿池的出液口分別連接至所述吸收液儲罐的堿進(jìn)液口和反應(yīng)池的堿進(jìn)液口；所述酸循環(huán)模塊包括依次通過管路連接的酸池、酸循環(huán)泵、酸熱交換器和酸過濾器，所述酸過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的酸進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的酸出液口連接至所述酸池的進(jìn)液口；所述極液循環(huán)模塊依次通過管路連接的極液池、極液循環(huán)泵、極液熱交換器和極液過濾器，所述極液過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的極液進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的極液出液口連接至所述極液池的進(jìn)液口。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中不銹鋼酸洗過程中廢氣未得到有效處理，而提供一種不銹鋼酸洗廢水和廢氣同步資源化的處理方法。
本發(fā)明的另一目的，提供一種基于所述處理方法的工藝設(shè)備。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：
一種不銹鋼酸洗廢水和廢氣同步資源化的處理方法，包括以下步驟：
步驟1，廢水預(yù)處理：使用堿溶液去除廢水中的重金屬離子，得到第一可溶性鹽溶液；
步驟2，廢氣預(yù)處理：采用膜吸收的方式，吸收處理待處理廢氣，得到第二可溶性鹽溶液；
步驟3，將第一可溶性鹽溶液和第二可溶性鹽溶液混合得到高鹽廢水，所述高鹽溶液通入雙極膜系統(tǒng)進(jìn)行處理，制備得到回收堿溶液和回收酸溶液，所述回收堿溶液于步驟1和步驟2循環(huán)使用，所述回收酸溶液用于前端的不銹鋼酸洗過程。
在上述技術(shù)方案中，所述重金屬離子通過以下方法去除：
廢水通過與堿進(jìn)行中和，同時(shí)通過機(jī)械混合進(jìn)行充分反應(yīng)，并調(diào)節(jié)pH＞7后過濾沉淀得到所述第一可溶性鹽溶液。
在上述技術(shù)方案中，所述步驟2中廢氣通過引風(fēng)集氣收集，廢氣捕集率不低于95％。
在上述技術(shù)方案中，所述步驟2中膜吸收通過以下方法進(jìn)行：將壓力為0-150kPa的待處理廢氣和壓力為0-150kPa的吸收液按照氣液流量比為5:1～500:1進(jìn)行膜吸收處理。
在上述技術(shù)方案中，所述膜吸收的吸收液為NaOH，所述吸收液的流量為0.5-5m3/h。
在上述技術(shù)方案中，所述雙極膜系統(tǒng)的電流密度為200-900A/m2，所述高鹽廢水的鹽濃度為10-15wt％。
在上述技術(shù)方案中，所述雙極膜系統(tǒng)的極液的溶質(zhì)為NaOH、NaSO4或NaCl，優(yōu)選為NaOH，所述雙極膜系統(tǒng)的極液的濃度為2-4wt％。
在上述技術(shù)方案中，所述雙極膜系統(tǒng)的初始酸池中的酸液和初始堿池中的堿液的濃度均為0-0.1mol/L，所述回收堿溶液中氫氧根的濃度為1.2-2.0mol/L，所述回收酸溶液中氫離子的濃度為1.0-1.5mol/L。
本發(fā)明的另一方面，提供一種用于所述的處理方法的設(shè)備，包括廢水處理單元、膜吸收單元和雙極膜單元，所述廢水處理單元包括通過管路連接的反應(yīng)池和沉降池以及污泥濃縮池，所述沉降池和膜吸收單元的出液管道一起連接至所述雙極膜裝置的進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的堿出液口分別連接至反應(yīng)池和膜吸收單元，所述沉降池的沉淀進(jìn)入所述污泥濃縮池處理。
在上述技術(shù)方案中，所述膜吸收單元包括膜吸收裝置、吸收液儲罐和循環(huán)泵，所述吸收液儲罐的出液口連接至所述循環(huán)泵的進(jìn)液口，所述循環(huán)泵的出液口連接至所述膜吸收裝置的堿液進(jìn)液口，所述膜吸收裝置的出液口連接至所述吸收液儲罐的循環(huán)液進(jìn)液口，所述雙極膜單元的堿池的出液口連接至所述吸收液儲罐的堿進(jìn)液口；
所述雙極膜單元包括雙極膜裝置、鹽循環(huán)模塊、堿循環(huán)模塊、酸循環(huán)模塊和極液循環(huán)模塊；
所述鹽循環(huán)模塊包括依次通過管路連接的中間水池、鹽循環(huán)泵、鹽熱交換器和鹽過濾器，所述鹽過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的鹽進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的鹽出液口連接至所述中間水池的進(jìn)液口，所述沉降池的出液口和循環(huán)液儲罐的出液口分別連接至所述中間水池的進(jìn)液口；
所述堿循環(huán)模塊包括依次通過管路連接的堿池、堿循環(huán)泵、堿熱交換器和堿過濾器，所述堿過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的堿進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的堿出液口連接至所述堿池的進(jìn)液口，所述堿池的出液口分別連接至所述吸收液儲罐的堿進(jìn)液口和反應(yīng)池的堿進(jìn)液口；
所述酸循環(huán)模塊包括依次通過管路連接的酸池、酸循環(huán)泵、酸熱交換器和酸過濾器，所述酸過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的酸進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的酸出液口連接至所述酸池的進(jìn)液口；
所述極液循環(huán)模塊依次通過管路連接的極液池、極液循環(huán)泵、極液熱交換器和極液過濾器，所述極液過濾器的出液口連接至所述雙極膜裝置的極液進(jìn)液口，所述雙極膜裝置的極液出液口連接至所述極液池的進(jìn)液口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
1.本發(fā)明的處理方法可以同時(shí)處理不銹鋼清洗過程中廢水和廢氣，生成的堿可用于廢水和廢氣的預(yù)處理及雙極膜的極液，混酸可用于前期的不銹鋼預(yù)處理過程，實(shí)現(xiàn)廢水和廢氣同時(shí)資源化處理。
2.本發(fā)明的處理裝置可以達(dá)到廢氣處理量100t/a，廢水處理量500m3/d可以滿足現(xiàn)有不銹鋼清洗工藝使用。
（發(fā)明人：徐守疆;侯東艷;趙平易;李國才;張世凱;李浩;劉國昌;范樂）
