公布日：2022.06.28
申請日：2022.03.23
分類(lèi)號：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(kāi)了一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統及工藝；處理系統包括依次用于對廢酸污水進(jìn)行處理的一級處理系統、二級處理系統；所述一級處理系統包括循環(huán)反應裝置，設置在所述循環(huán)反應裝置下方且與循環(huán)反應裝置出水口連通的沉淀反應裝置；所述二級處理系統包括與沉淀反應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)間內的處理廢水量；能夠對廢酸污水進(jìn)行深度處理，提升對廢酸污水的處理質(zhì)量。
權利要求書(shū)
1.一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，包括依次用于對廢酸污水進(jìn)行處理的一級處理系統、二級處理系統；所述一級處理系統包括循環(huán)反應裝置(1)，設置在所述循環(huán)反應裝置(1)下方且與循環(huán)反應裝置(1)出水口連通的沉淀反應裝置(2)；所述循環(huán)反應裝置(1)包括兩個(gè)并排設置的循環(huán)反應腔(10)，活動(dòng)設置在所述循環(huán)反應腔(10)內部的第一攪拌器，設置在所述循環(huán)反應腔(10)上端且連通兩個(gè)循環(huán)反應腔(10)的上端連通器(11)，設置在所述循環(huán)反應腔(10)下端且連通兩個(gè)循環(huán)反應腔(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)反應腔(10)對應的抽氣渦扇(13)，通過(guò)負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)上設置有驅動(dòng)廢酸污水在兩個(gè)循環(huán)反應腔(10)、上端連通器(11)以及下端連通器(12)之間進(jìn)行循環(huán)的負壓裝置(110)；所述下端連通器(12)與沉淀反應裝置(2)連通；所述二級處理系統包括與沉淀反應裝置(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)水口與沉淀反應裝置(2)連通的旋流電解罐(40)，設置在所述旋流電解罐(40)中心的中央轉軸(41)，兩組設置在所述中央轉軸(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)，以及水平設置在所述旋流電解罐(40)側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)設置在中央轉軸(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.根據權利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，所述陽(yáng)極電芯(430)包括套設在所述中央轉軸(41)上的連接軸(432)，設置在所述連接軸(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.根據權利要求2所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，所述陰極電芯(431)包括設置在所述中央轉軸(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)內側壁之間。
4.根據權利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，所述旋流電解罐(40)側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.根據權利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，所述下端連通器(12)包括設置在循環(huán)反應腔(10)下端的連通腔體(120)，設置在所述連通腔體(120)上端中部的連接蓋(121)，設置在所述連通腔體(120)內部且位于連接蓋(121)下方的過(guò)濾攔截組件(122)；所述過(guò)濾攔截組件(122)將連通腔體(120)分成排水腔(123)與濾渣存儲腔(124)；所述連接蓋(121)上傾斜設置有與濾渣存儲腔(124)連通的第一螺旋濾水輸送機(125)。
6.根據權利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，所述沉淀反應裝置(2)包括設置在連通腔體(120)正下方且與排水腔(123)連通的混合反應腔(20)，設置在所述混合反應腔(20)內部的第二攪拌器(21)，設置在混合反應腔(20)側壁的石灰石漿液進(jìn)入口(22)，設置在所述混合反應腔(20)下端的石膏沉淀腔(23)，以及設置在石膏沉淀腔(23)上的壓濾裝置(24)。
7.根據權利要求6所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，所述壓濾裝置(24)包括兩個(gè)垂直活動(dòng)設置在石膏沉淀腔(23)內部的石膏壓濾板(240)，設置在所述石膏沉淀腔(23)上用于驅動(dòng)所述石膏壓濾板(240)的動(dòng)力模塊(241)，傾斜設置且與石膏沉淀腔(23)中部空間連通的第二螺旋濾水輸送機(242)。
8.根據權利要求1所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統，其特征在于，所述硫化氫氣體回收裝置(3)包括密封反應罐(30)，設置在所述密封反應罐(30)上端的霧化堿液噴淋盤(pán)(31)，套設在所述密封反應罐(30)外壁上的硫化氫氣體射流環(huán)(32)，通過(guò)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)，以及設置在密封反應罐(30)下端且與循環(huán)反應腔(10)連通的硫化鈉溶液補償管道(34)。
9.根據權利要求1-8任一項所述的一種銅冶煉工程中的廢酸污水高效處理系統的處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、脫砷處理首先向循環(huán)反應腔(10)內通入體積比為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的轉速持續進(jìn)行攪拌，負壓裝置(110)驅動(dòng)廢酸污水與硫化鈉溶液在兩個(gè)循環(huán)反應腔(10)、上端連通器(11)以及下端連通器(12)內循環(huán)，然后對產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行分離、過(guò)濾導排；通過(guò)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；S2、脫氟中和處理然后循環(huán)反應腔內的廢酸污水進(jìn)入沉淀反應裝置(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，使廢酸污水與石灰石反應生成石膏以及氟化鈣沉淀；經(jīng)過(guò)壓濾后導排沉淀物，分離一級濾液；然后向一級濾液中加入氫氧化鈉至pH為6-7，攪拌反應后，經(jīng)過(guò)二次壓濾，導排沉淀物，分離得到二級濾液；S3、電解深度處理將二級濾液從旋流電解罐(40)兩端通入，經(jīng)過(guò)水力渦流扇(42)高速轉動(dòng)，驅動(dòng)二級濾液形成旋轉渦流；陽(yáng)極電芯(430)、陰極電芯(431)進(jìn)行旋轉對二級濾液進(jìn)行電解，形成氫氧化物膠體，對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(cháng)30-60min。
發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)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，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，包括依次用于對廢酸污水進(jìn)行處理的一級處理系統、二級處理系統；
所述一級處理系統包括循環(huán)反應裝置，設置在所述循環(huán)反應裝置下方且與循環(huán)反應裝置出水口連通的沉淀反應裝置；
所述循環(huán)反應裝置包括兩個(gè)并排設置的循環(huán)反應腔，活動(dòng)設置在所述循環(huán)反應腔內部的第一攪拌器，設置在所述循環(huán)反應腔上端且連通兩個(gè)循環(huán)反應腔的上端連通器，設置在所述循環(huán)反應腔下端且連通兩個(gè)循環(huán)反應腔的下端連通器，兩個(gè)安裝在所述上端連通器上且與循環(huán)反應腔對應的抽氣渦扇，通過(guò)負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置有驅動(dòng)廢酸污水在兩個(gè)循環(huán)反應腔、上端連通器以及下端連通器之間進(jìn)行循環(huán)的負壓裝置；所述下端連通器與沉淀反應裝置連通；
所述二級處理系統包括與沉淀反應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)水口與沉淀反應裝置連通的旋流電解罐，設置在所述旋流電解罐中心的中央轉軸，兩組設置在所述中央轉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，以及水平設置在所述旋流電解罐側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)設置在中央轉軸上的陽(yáng)極電芯、陰極電芯；
所述陽(yáng)極電芯靠近中央轉軸；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)極電芯包括套設在所述中央轉軸上的連接軸，設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(guò)設置多個(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,失去穩定性，最終形成沉淀物。
進(jìn)一步地，所述陰極電芯包括設置在所述中央轉軸上的第二連接架，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、旋流電解罐內側壁之間。通過(guò)陰極電極板的均勻設置一方面能夠在旋轉過(guò)程中進(jìn)行攪拌，另一方面能夠確保對廢酸的均勻處理。
進(jìn)一步地，所述旋流電解罐側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(guò)環(huán)形氣道的設置能夠能夠使旋流電解罐內增壓，結合微氣泡實(shí)現氣浮，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置在循環(huán)反應腔下端的連通腔體，設置在所述連通腔體上端中部的連接蓋，設置在所述連通腔體內部且位于連接蓋下方的過(guò)濾攔截組件；
所述過(guò)濾攔截組件將連通腔體分成排水腔與濾渣存儲腔；所述連接蓋上傾斜設置有與濾渣存儲腔連通的第一螺旋濾水輸送機。
在循環(huán)反應裝置內設置過(guò)濾攔截組件，能夠對循環(huán)水流中的沉淀物進(jìn)行過(guò)濾，同時(shí)通過(guò)第一螺旋濾水輸送機將沉淀物排出，能夠使的反應更加徹底，有效提高脫砷質(zhì)量。
進(jìn)一步地，所述沉淀反應裝置包括設置在連通腔體正下方且與排水腔連通的混合反應腔，設置在所述混合反應腔內部的第二攪拌器，設置在混合反應腔側壁的石灰石漿液進(jìn)入口，設置在所述混合反應腔下端的石膏沉淀腔，以及設置在石膏沉淀腔上的壓濾裝置。通過(guò)壓濾裝置能夠實(shí)現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)設置在石膏沉淀腔內部的石膏壓濾板，設置在所述石膏沉淀腔上用于驅動(dòng)所述石膏壓濾板的動(dòng)力模塊，傾斜設置且與石膏沉淀腔中部空間連通的第二螺旋濾水輸送機。
通過(guò)第二螺旋濾水輸送機的設置能夠快速將壓濾后的石膏導出。
進(jìn)一步地，所述硫化氫氣體回收裝置包括密封反應罐，設置在所述密封反應罐上端的霧化堿液噴淋盤(pán)，套設在所述密封反應罐外壁上的硫化氫氣體射流環(huán)，通過(guò)高壓管道連接硫化氫氣體射流環(huán)與抽氣渦扇的連接口，以及設置在密封反應罐下端且與循環(huán)反應腔連通的硫化鈉溶液補償管道。
產(chǎn)生的硫化氫氣體與氫氧化鈉能夠生成硫化鈉，實(shí)現對危害氣體的回收利用，并減小硫化鈉的使用量，有利于節約成本。
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)反應腔內通入體積比為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的轉速持續進(jìn)行攪拌，負壓裝置驅動(dòng)廢酸污水與硫化鈉溶液在兩個(gè)循環(huán)反應腔、上端連通器以及下端連通器內循環(huán)，然后對產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行分離、過(guò)濾導排；通過(guò)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；
S2、脫氟中和處理
然后循環(huán)反應腔內的廢酸污水進(jìn)入沉淀反應裝置，加入石灰石漿液，石灰石漿液的添加量為1500-2800g/L，攪拌反應，使廢酸污水與石灰石反應生成石膏以及氟化鈣沉淀；經(jīng)過(guò)壓濾后導排沉淀物，分離一級濾液；然后向一級濾液中加入氫氧化鈉至pH為6-7，攪拌反應后，經(jīng)過(guò)二次壓濾，導排沉淀物，分離得到二級濾液；
S3、電解深度處理
將二級濾液從旋流電解罐兩端通入，經(jīng)過(guò)水力渦流扇高速轉動(dòng)，驅動(dòng)二級濾液形成旋轉渦流；陽(yáng)極電芯、陰極電芯進(jìn)行旋轉對二級濾液進(jìn)行電解，形成氫氧化物膠體，對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(cháng)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，通過(guò)廢酸污水在循環(huán)反應裝置內循環(huán)流動(dòng)，與硫化鈉發(fā)生反應，在循環(huán)過(guò)程中對產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行過(guò)濾導排，在廢酸上液面上方設置的抽氣渦扇能夠將硫化氫氣體迅速導出，通過(guò)反復循環(huán)不僅能夠提高反應速率，還能夠改善處理質(zhì)量。
本發(fā)明通過(guò)旋流電解罐、水力渦流扇、動(dòng)態(tài)電解裝置的設置能夠對廢酸污水進(jìn)行高效的動(dòng)態(tài)電解；由于氫氧化鈉過(guò)量加入，通過(guò)設置的鐵電極板、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)現對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(ài)國;余佳;李菊穎;許靜;豆葉枝;張悅清;曹莉）
