一种硫酸钠废水的资源化处理系统及其处理方法与流程

专利检索2022-05-10  14



1.本发明专利属于工业废水处理技术领域,具体涉及一种硫酸钠废水的资源化处理系统及其处理方法。


背景技术:

2.化工行业产生大量的硫酸钠废水,由于废水的来源不同,其包括高浓度废水(含盐量≥10万mg/l、cod≥2万mg/l)和低浓度废水(含盐量<10万mg/l、cod<2万mg/l),这些废水如果不经净化处理直接排放到自然环境中,会导致水体和土壤受污染,破坏土壤结构,导致土壤板结,不利于动植物的生长,对环境造成污染。
3.目前关于硫酸钠废水的处理工艺方法主要为:预处理—调节池—气浮池—两级曝气—芬顿氧化—絮凝沉淀—臭氧氧化—活性炭过滤,但是采用上述工艺存在以下问题:1、由于所处理的污水水质比较复杂,其中强酸性、高油性污水占多数,因此在预处理过程中,极易对金属设备以及构筑物产生腐蚀;2、一方面由于废水中的cod浓度较高,含有大量生物毒性大、难以降解的有机物,难以直接进行生物降解,另外一方面高盐废水会影响生化系统的细菌生存,无法直接通过生物法进行彻底处理;3、采用上述工艺无法实现对硫酸钠的回收,进而造成资源的浪费。


技术实现要素:

4.本发明的第一个目的在于提供一种连接关系结构简单的硫酸钠废水的资源化处理系统。
5.本发明的第二个目的在于提供一种提高废水处理效果,且实现了硫酸钠回收的硫酸钠废水的资源化处理方法。
6.本发明的技术方案一方面公开了一种硫酸钠废水的资源化处理系统,其包括收集池、第一ph调节池、芬顿反应池、多功能调节池、平流沉淀池、若干级低温蒸发系统、冷冻结晶装置、硫酸钠储存装置、焚烧炉和尾气处理装置;所述收集池的出液口与所述第一ph调节池的进液口连通,所述第一ph调节池的出液口与所述芬顿反应池的进液口连通,所述芬顿反应池的出液口与所述多功能调节池的进液口连通,所述多功能调节池的出液口与所述平流沉淀池的进液口连通,所述平流沉淀池的上清液出口与第一级所述低温蒸发系统的循环池的进液口连通,所述低温蒸发系统的循环池的出液口与相邻的所述低温蒸发系统的循环池的进液口连通,最后一级所述低温蒸发系统的循环池的出液口与所述冷冻结晶装置的进液口连通,所述冷冻结晶装置的出料口与所述硫酸钠储存装置的进料口连通,所述冷冻结晶装置的出液口与所述焚烧炉的进炉口连通;所述焚烧炉的烟气出口与所述尾气处理装置的进气口连通。
7.进一步的,其还包括铁粉氧化还原装置、第二ph调节池和预冷冻池;所述收集池的出液口与所述铁粉氧化还原装置的进液口连通;所述铁粉氧化还原装置的出液口与所述第二ph调节池的进液口连通,所述第二ph调节池的出液口与所述预冷冻池的进液口连通;所
述预冷冻池的出液口与所述第一ph调节池的进液口连通;所述预冷冻池的出料口与所述焚烧炉的进炉口连通。
8.进一步的,在所述多功能调节池内设置有曝气装置。
9.进一步的,所述平流沉淀池的排泥口与压滤机的进液口连通,所述压滤机的出液口与所述第一ph调节池的进液口连通,所述压滤机的排泥口与所述焚烧炉的进炉口连通。
10.进一步的,在所述芬顿反应池上方设置有尾气收集装置,所述尾气收集装置和所述铁粉氧化还原装置的出气口均与所述焚烧炉的进炉口连通。
11.进一步的,所述低温蒸发系统包括蒸发器、所述循环池、第一换热器、第二换热器、锅炉和除沫器;所述循环池的出液口与所述第一换热器的冷介质入口连通,所述第一换热器的冷介质出口与所述循环池的进液口连通;所述循环池的出液口与所述第二换热器的冷介质入口连通,所述第二换热器的冷介质出口与所述蒸发器的进液口连通,所述蒸发器的出液口与所述循环池的进液口连通;所述焚烧炉的烟气出口与所述第一换热器的热介质入口连通,所述第一换热器的热介质出口与所述尾气处理装置的进气口连通;所述锅炉的热水出口与所述第二换热器的热介质入口连通;所述蒸发器的出气口与所述除沫器的进气口连通;所述除沫器的排液口与所述蒸发器的进液口连通。
12.进一步的,其还包括热风机,所述热风机的热风出口与所述蒸发器的进风口连通。
13.进一步的,其包括第一温度传感器、调节阀、第二温度传感器、风速传感器和控制器;在所述第二换热器的冷介质出口与所述蒸发器的进液口之间的管道上设置有所述第一温度传感器;在所述锅炉的热水出口与所述第二换热器的热介质入口之间的管道上设置有所述调节阀;在所述热风机与所述蒸发器之间的管道上设置有所述第二温度传感器和所述风速传感器;所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述风速传感器的信号输出端均与所述控制器的信号输入端通过信号连接;所述控制器的信号输出端分别与所述调节阀和所述热风机的信号输入端通过信号连接。
14.本发明的另一个方面还公开了一种硫酸钠废水的资源化处理方法,其包括以下步骤:
15.(1)芬顿反应:在第一ph调节池中将低浓度废水调整ph至3

4,然后送至芬顿反应池中,接着向芬顿反应池中的废水中加入硫酸亚铁和双氧水,在温度为20℃

25℃的条件下,反应2

4h,得反应水;
16.(2)曝气除杂:将步骤(1)的所述反应水送至多功能调节池中,通过曝气装置对所述多功能调节池中的所述反应水进行曝气处理,在曝气的过程中,所述反应水中的双氧水分解为氧气和水,所述反应水中的易浮杂质漂浮于所述反应水的水面上,并将其打捞而出,经过1

2h的曝气除杂处理之后,得到除杂废水;
17.(3)混合沉淀:将步骤(2)中的所述除杂废水调整ph至7.5

8.5,然后在1立方米的所述除杂废水中添加3000

5000g活性炭,25

50g消泡剂充分混合,接着将混合后的废水送至平流沉淀池中充分沉淀2

4h,得到上清液和含水污泥,消泡剂采用cf580消泡剂;
18.(4)低温蒸发:步骤(3)中的所述上清液依次经过串联设置的多级低温蒸发系统的蒸发浓缩之后,得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液;
19.(5)冷冻结晶:将步骤(4)中的所述浓缩液送至冷冻结晶装置中,在温度为
‑5‑
0℃的条件下,冷冻结晶8

12h,得到硫酸钠结晶体和母液;所述硫酸钠结晶体被输送至硫酸钠
储存装置中储存;
20.(6)焚烧处理:将步骤(5)中的所述母液送至焚烧炉中进行焚烧处理,得到废气和灰渣。
21.进一步的,在步骤(1)之前,还包括以下步骤:(a)铁粉氧化还原处理和(b)预冷冻处理;
22.(a)铁粉氧化还原处理:将高浓度废水送至铁粉氧化还原装置中,先调整高浓度废水ph<2;然后再加入活化剂和铁粉,在温度为10

20℃的条件下反应6

8h,ph升至5

6,得到氧化还原处理水,活化剂为硫酸锌、硫酸铜和硫酸镁中的一种或多种,可防止铁碳结合,缓解钝化现象;
23.(b)预冷冻处理:将步骤(a)中的所述氧化还原处理水送至第二ph调节池中调整ph至7

9,然后送至预冷冻池中,在温度为
‑5‑
0℃的条件下,预冷冻8

12h,得到杂盐结晶物和低浓度废水,所述杂盐结晶物被送至所述焚烧炉中燃烧,所述低浓度废水被送至所述第一ph调节池中。
24.进一步的,所述活化剂的投加量为所述高浓度废水质量的0.1%

0.2%,所述铁粉的投加量为所述高浓度废水质量的0.1%

0.2%。
25.进一步的,所述硫酸亚铁的投加量为所述废水中的cod量的4%

5%,所述双氧水的投加量为所述废水中的cod量的3%

4%。
26.进一步的,步骤(3)中的所述含水污泥被送至压滤机中,进行压滤,得到滤液和滤饼,所述滤液被送至所述第一ph调节池中,所述滤饼被送至所述焚烧炉中燃烧。
27.进一步的,步骤(4)中的低温蒸发具体包括如下步骤:将步骤(3)中的所述上清液输送至第一级低温蒸发系统的循环池中,接着所述循环池中的所述上清液经过第一换热器与所述焚烧炉出来的所述废气进行换热后再回到所述循环池中,然后再送至第二换热器中与锅炉的热水进行换热,换热后的上清液被送到蒸发器中,从上清液蒸发而出的蒸汽从蒸发器的出气口排出,蒸发后的上清液回到循环池中,如此循环换热,直到循环池内的上清液中的含盐量大于150000mg/l时,将其送入到第二级低温蒸发系统中,进行上述步骤,当第二级低温蒸发系统的循环池内的上清液中的含盐量大于250000mg/l时,将其送入到第三级低温蒸发系统中,进行上述步骤,最后得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液。
28.进一步的,每次经过每级所述低温蒸发系统的所述第二换热器换热后的上清液的温度为42

48℃,第一温度传感器时刻监测经过所述第二换热器换热后上清液的温度,并将信号传输到控制器上,当所监测到的温度超过上述范围时,控制器控制调整调节阀的开度,使经过所述第二换热器换热后上清液的温度始终保持在上述温度范围内。
29.进一步的,其还包括如下步骤:热风机向每级所述低温蒸发系统的所述蒸发器中通入温度为45

55℃,风速为10000

20000m3/h的热风,使热风与所述蒸发器中水溶液对流换热;第二温度传感器和风速传感器时刻检测上述热风的温度和风速,并将信号传输到控制器上,当所监测到的温度和风速超过上述范围时,控制器控制调整热风机的频率,使上述热风的温度和风速始终保持在上述范围内。
30.本发明的优点:
31.1、本发明处理系统连接结构简单,易实现;经过本发明处理系统实现了高浓度废水和低浓度废水的有效处理,同时实现了硫酸钠的有效回收;
32.2、本发明处理方法通过铁粉氧化还原处理将高浓度废水中的难降解难挥发的大分子有机物分解、络合、絮凝沉淀下来。同时通过铁粉的氧化还原反应,除去水中的大量游离酸;然后在经过预冷冻处理将废水中的大量硫酸盐和悬浮有机物沉淀结晶,初步降低了废水中含盐量和有机物浓度,方便后续系统的处理,保证后续系统的处理效果;
33.3、本发明处理方法通过调节废水的ph值以及采用芬顿反应,中和了低浓度废水的酸碱性,同时有效的将废水中的大分子、易挥发的有机物氧化掉,进而有效的降低了废水中的cod,中和了废水的酸性,然后再进行除杂沉淀,避免了废水对金属设备以及构筑物产生腐蚀,保证了系统的使用寿命;
34.4、本发明处理方法通过芬顿反应、曝气除杂和混合沉淀有效的去除了废水中的cod,同时经过低温蒸发和冷冻结晶实现了硫酸钠资源的有效回收,可作为产品售卖,提高了企业的经济效益;
35.5、本发明处理方法中的低温蒸发,有效的利用了无间壁传热方式,即热风直接与废水溶液接触换热,降低了第二换热器的换热量,减缓了在蒸发过程中蒸发器中的结垢,提高设备使用率,传热方式简单,需要热量少,蒸发效率高,成本低;
36.6、本发明处理方法中的低温蒸发,通过第一温度传感器、第二温度传感器和风速传感器来检测废水的温度以及热风机的热风温度及风速,并将信号传输到控制器上,然后来控制调节调节阀和热风机,使进入蒸发器内的废水温度以及进入蒸发器中的热风温度和风速恒定,保证了废水的蒸发浓缩效果,同时保证废水浓缩后的浓度稳定,避免出现突然结晶堵塞低温蒸发系统的问题发生,进而避免易挥发类物质扩散出来污染环境。
附图说明:
37.图1为本发明实施例1的整体结构示意图。
38.图2为本发明实施例2的整体结构示意图。
39.收集池1,第一ph调节池2,芬顿反应池3,多功能调节池4,平流沉淀池5,低温蒸发系统6,蒸发器601,循环池602,第一换热器603,第二换热器604,锅炉605,除沫器606,热风机607,第一温度传感器608,调节阀609,第二温度传感器610,风速传感器611,控制器612,冷冻结晶装置7,硫酸钠储存装置8,焚烧炉9,尾气处理装置10,曝气装置11,压滤机12,尾气收集装置13,铁粉氧化还原装置14,第二ph调节池15,预冷冻池16。
具体实施方式:
40.下面将结合附图通过实施例对本发明作进一步的详细说明。
41.实施例1:如图1所示,一种硫酸钠废水的资源化处理系统,其包括收集池1、第一ph调节池2、芬顿反应池3、多功能调节池4、平流沉淀池5、3级低温蒸发系统6、冷冻结晶装置7、硫酸钠储存装置8、焚烧炉9和尾气处理装置10;收集池1的出液口与第一ph调节池2的进液口连通,第一ph调节池2的出液口与芬顿反应池3的进液口连通,芬顿反应池3的出液口与多功能调节池4的进液口连通,在多功能调节池4内设置有曝气装置11,多功能调节池4的出液口与平流沉淀池5的进液口连通,平流沉淀池5的上清液出口与第一级低温蒸发系统6的循环池602的进液口连通,低温蒸发系统6的循环池602的出液口与相邻的低温蒸发系统6的循环池602的进液口连通,最后一级低温蒸发系统6的循环池602的出液口与冷冻结晶装置7的
进液口连通,冷冻结晶装置7的出料口与硫酸钠储存装置8的进料口连通,冷冻结晶装置7的出液口与焚烧炉9的进炉口连通;焚烧炉9的烟气出口与尾气处理装置10的进气口连通。
42.平流沉淀池5的排泥口与压滤机12的进液口连通,压滤机12的出液口与第一ph调节池2的进液口连通,压滤机12的排泥口与焚烧炉9的进炉口连通。
43.在芬顿反应池3上方设置有尾气收集装置13,尾气收集装置13的出气口与焚烧炉9的进炉口连通。
44.低温蒸发系统6包括蒸发器601、循环池602、第一换热器603、第二换热器604、锅炉605和除沫器606;循环池602的出液口与第一换热器603的冷介质入口连通,第一换热器603的冷介质出口与循环池602的进液口连通;循环池602的出液口与第二换热器604的冷介质入口连通,第二换热器604的冷介质出口与蒸发器601的进液口连通,蒸发器601的出液口与循环池602的进液口连通;焚烧炉9的烟气出口与第一换热器603的热介质入口连通,第一换热器603的热介质出口与尾气处理装置10的进气口连通;锅炉605的热水出口与第二换热器604的热介质入口连通;蒸发器601的出气口与除沫器606的进气口连通;除沫器606的排液口与蒸发器601的进液口连通。
45.在第二换热器604的冷介质出口与蒸发器601的进液口之间的管道上设置有第一温度传感器608;在锅炉605的热水出口与第二换热器604的热介质入口之间的管道上设置有调节阀609;在热风机607与蒸发器601之间的管道上设置有第二温度传感器610和风速传感器611;第一温度传感器608、第二温度传感器610和风速传感器611的信号输出端均与控制器612的信号输入端通过信号连接;控制器612的信号输出端分别与调节阀609和热风机607的信号输入端通过信号连接。
46.本发明处理系统连接结构简单,易实现;经过本发明处理系统实现了低浓度废水的有效处理,同时实现了硫酸钠的有效回收。
47.实施例2:如图2所示,一种硫酸钠废水的资源化处理系统,其包括收集池1、第一ph调节池2、芬顿反应池3、多功能调节池4、平流沉淀池5、3级低温蒸发系统6、冷冻结晶装置7、硫酸钠储存装置8、焚烧炉9和尾气处理装置10;其整体结构与实施例1相同,不同之处在于,其还包括铁粉氧化还原装置14、第二ph调节池15和预冷冻池16;收集池1的出液口与铁粉氧化还原装置14的进液口连通;铁粉氧化还原装置14的出液口与第二ph调节池15的进液口连通,第二ph调节池15的出液口与预冷冻池16的进液口连通;预冷冻池16的出液口与第一ph调节池2的进液口连通;铁粉氧化还原装置14的出气口和预冷冻池16的出料口均与焚烧炉9的进炉口连通。
48.本发明处理系统连接结构简单,易实现;经过本发明处理系统实现了高浓度废水的有效处理,同时实现了硫酸钠的有效回收。
49.实施例3:利用实施例1系统的硫酸钠废水的资源化处理方法,其包括以下步骤:
50.(1)芬顿反应:在第一ph调节池2中将低浓度废水调整ph至3

4,然后送至芬顿反应池3中,接着向芬顿反应池3中的废水中加入硫酸亚铁和双氧水,硫酸亚铁的投加量为废水中的cod量的4%,双氧水的投加量为废水中的cod量的3%,在温度为20℃的条件下,反应4h,得反应水;有效的将废水中的大分子、易挥发的有机物氧化掉,进而有效的降低了废水中的cod,中和了废水的酸性,然后再进行除杂沉淀,避免了废水对金属设备以及构筑物产生腐蚀,保证了系统的使用寿命。
51.(2)曝气除杂:将步骤(1)的反应水送至多功能调节池4中,通过曝气装置11对多功能调节池4中的反应水进行曝气处理,在曝气的过程中,反应水中的双氧水分解为氧气和水,反应水中的易浮杂质漂浮于反应水的水面上,并将其打捞而出,经过1h的曝气除杂处理之后,得到除杂废水。
52.(3)混合沉淀:将步骤(2)中的除杂废水调整ph至7.5

8.5,然后在1立方米的除杂废水中添加3000g活性炭,25g消泡剂充分混合,消泡剂采用cf580消泡剂,可将易起泡的物质(包括有机物和无机盐)分散沉积,减少浮泥的产生,增加上清液的清澈程度,活性炭去除15%以上的残留有机物,接着将混合后的废水送至平流沉淀池5中充分沉淀2h,得到上清液和含水污泥;含水污泥被送至压滤机12中,进行压滤,得到滤液和滤饼,滤液被送至第一ph调节池2中,滤饼被送至焚烧炉9中燃烧。
53.(4)低温蒸发:将步骤(3)中的上清液输送至第一级低温蒸发系统6的循环池602中,接着循环池602中的上清液经过第一换热器603与焚烧炉9出来的废气进行换热后再回到循环池602中,然后再送至第二换热器604中与锅炉605的热水进行换热,换热后的上清液被送到蒸发器601中,从上清液蒸发而出的蒸汽从蒸发器601的出气口排出,蒸发后的上清液回到循环池602中,如此循环换热,直到循环池602内的上清液中的含盐量大于150000mg/l时,将其送入到第二级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,当第二级低温蒸发系统6的循环池602内的上清液中的含盐量大于250000mg/l时,将其送入到第三级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,最后得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液;有效的利用了无间壁传热方式,即热风直接与废水溶液接触换热,降低了第二换热器604的换热量,减缓了在蒸发过程中蒸发器601中的结垢,提高设备使用率,传热方式简单,需要热量少,蒸发效率高,成本低。
54.每次经过每级低温蒸发系统6的第二换热器604换热后的上清液的温度为42

48℃,第一温度传感器608时刻监测经过第二换热器604换热后上清液的温度,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度超过上述范围时,控制器612控制调整调节阀609的开度,使经过第二换热器604换热后上清液的温度始终保持在上述温度范围内。
55.热风机607向每级低温蒸发系统6的蒸发器601中通入温度为45

55℃,风速为10000

20000m3/h的热风,使热风与蒸发器601中水溶液对流换热;第二温度传感器610和风速传感器611时刻检测上述热风的温度和风速,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度和风速超过上述范围时,控制器612控制调整热风机607的频率,使上述热风的温度和风速始终保持在上述范围内;使进入蒸发器601内的废水温度以及进入蒸发器601中的热风温度和风速恒定,保证了废水的蒸发浓缩效果,同时保证废水浓缩后的浓度稳定,避免出现突然结晶堵塞低温蒸发系统6的问题发生,进而避免易挥发类物质扩散出来污染环境。
56.(5)冷冻结晶:将步骤(4)中的浓缩液送至冷冻结晶装置7中,在温度为

5℃的条件下,冷冻结晶8h,得到硫酸钠结晶体和母液;硫酸钠结晶体被输送至硫酸钠储存装置8中储存。
57.(6)焚烧处理:将步骤(5)中的母液送至焚烧炉9中进行焚烧处理,得到废气和灰渣。
58.本发明处理方法通过芬顿反应、曝气除杂和混合沉淀有效的去除了废水中的cod,同时经过低温蒸发和冷冻结晶实现了硫酸钠资源的有效回收,可作为产品售卖,提高了企业的经济效益。
59.实施例4:利用实施例1系统的硫酸钠废水的资源化处理方法,其包括以下步骤:
60.(1)芬顿反应:在第一ph调节池2中将低浓度废水调整ph至3

4,然后送至芬顿反应池3中,接着向芬顿反应池3中的废水中加入硫酸亚铁和双氧水,硫酸亚铁的投加量为废水中的cod量的5%,双氧水的投加量为废水中的cod量的4%,在温度为25℃的条件下,反应2h,得反应水;有效的将废水中的大分子、易挥发的有机物氧化掉,进而有效的降低了废水中的cod,中和了废水的酸性,然后再进行除杂沉淀,避免了废水对金属设备以及构筑物产生腐蚀,保证了系统的使用寿命。
61.(2)曝气除杂:将步骤(1)的反应水送至多功能调节池4中,通过曝气装置11对多功能调节池4中的反应水进行曝气处理,在曝气的过程中,反应水中的双氧水分解为氧气和水,反应水中的易浮杂质漂浮于反应水的水面上,并将其打捞而出,经过2h的曝气除杂处理之后,得到除杂废水。
62.(3)混合沉淀:将步骤(2)中的除杂废水调整ph至7.5

8.5,然后在1立方米的除杂废水中添加5000g活性炭,50g消泡剂充分混合,消泡剂采用cf580消泡剂,可将易起泡的物质(包括有机物和无机盐)分散沉积,减少浮泥的产生,增加上清液的清澈程度,活性炭去除15%以上的残留有机物,接着将混合后的废水送至平流沉淀池5中充分沉淀4h,得到上清液和含水污泥;含水污泥被送至压滤机12中,进行压滤,得到滤液和滤饼,滤液被送至第一ph调节池2中,滤饼被送至焚烧炉9中燃烧。
63.(4)低温蒸发:将步骤(3)中的上清液输送至第一级低温蒸发系统6的循环池602中,接着循环池602中的上清液经过第一换热器603与焚烧炉9出来的废气进行换热后再回到循环池602中,然后再送至第二换热器604中与锅炉605的热水进行换热,换热后的上清液被送到蒸发器601中,从上清液蒸发而出的蒸汽从蒸发器601的出气口排出,蒸发后的上清液回到循环池602中,如此循环换热,直到循环池602内的上清液中的含盐量大于150000mg/l时,将其送入到第二级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,当第二级低温蒸发系统6的循环池602内的上清液中的含盐量大于250000mg/l时,将其送入到第三级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,最后得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液;有效的利用了无间壁传热方式,即热风直接与废水溶液接触换热,降低了第二换热器604的换热量,减缓了在蒸发过程中蒸发器601中的结垢,提高设备使用率,传热方式简单,需要热量少,蒸发效率高,成本低。
64.每次经过每级低温蒸发系统6的第二换热器604换热后的上清液的温度为42

48℃,第一温度传感器608时刻监测经过第二换热器604换热后上清液的温度,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度超过上述范围时,控制器612控制调整调节阀609的开度,使经过第二换热器604换热后上清液的温度始终保持在上述温度范围内。
65.热风机607向每级低温蒸发系统6的蒸发器601中通入温度为45

55℃,风速为10000

20000m3/h的热风,使热风与蒸发器601中水溶液对流换热;第二温度传感器610和风速传感器611时刻检测上述热风的温度和风速,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度和风速超过上述范围时,控制器612控制调整热风机607的频率,使上述热风的温度和风速始终保持在上述范围内;使进入蒸发器601内的废水温度以及进入蒸发器601中的热风温度和风速恒定,保证了废水的蒸发浓缩效果,同时保证废水浓缩后的浓度稳定,避免出现突然结晶堵塞低温蒸发系统6的问题发生,进而避免易挥发类物质扩散出来污染环境。
66.(5)冷冻结晶:将步骤(4)中的浓缩液送至冷冻结晶装置7中,在温度为0℃的条件
下,冷冻结晶12h,得到硫酸钠结晶体和母液;硫酸钠结晶体被输送至硫酸钠储存装置8中储存。
67.(6)焚烧处理:将步骤(5)中的母液送至焚烧炉9中进行焚烧处理,得到废气和灰渣。
68.本发明处理方法通过芬顿反应、曝气除杂和混合沉淀有效的去除了废水中的cod,同时经过低温蒸发和冷冻结晶实现了硫酸钠资源的有效回收,可作为产品售卖,提高了企业的经济效益。
69.实施例5:利用实施例1系统的硫酸钠废水的资源化处理方法,其包括以下步骤:
70.(1)芬顿反应:在第一ph调节池2中将低浓度废水调整ph至3

4,然后送至芬顿反应池3中,接着向芬顿反应池3中的废水中加入硫酸亚铁和双氧水,硫酸亚铁的投加量为废水中的cod量的4.5%,双氧水的投加量为废水中的cod量的3.5%,在温度为23℃的条件下,反应3h,得反应水;有效的将废水中的大分子、易挥发的有机物氧化掉,进而有效的降低了废水中的cod,中和了废水的酸性,然后再进行除杂沉淀,避免了废水对金属设备以及构筑物产生腐蚀,保证了系统的使用寿命。
71.(2)曝气除杂:将步骤(1)的反应水送至多功能调节池4中,通过曝气装置11对多功能调节池4中的反应水进行曝气处理,在曝气的过程中,反应水中的双氧水分解为氧气和水,反应水中的易浮杂质漂浮于反应水的水面上,并将其打捞而出,经过1.5h的曝气除杂处理之后,得到除杂废水。
72.(3)混合沉淀:将步骤(2)中的除杂废水调整ph至7.5

8.5,然后在1立方米的除杂废水中添加4000g活性炭,33g消泡剂充分混合,消泡剂采用cf580消泡剂,可将易起泡的物质(包括有机物和无机盐)分散沉积,减少浮泥的产生,增加上清液的清澈程度,活性炭去除15%以上的残留有机物,接着将混合后的废水送至平流沉淀池5中充分沉淀3h,得到上清液和含水污泥;含水污泥被送至压滤机12中,进行压滤,得到滤液和滤饼,滤液被送至第一ph调节池2中,滤饼被送至焚烧炉9中燃烧。
73.(4)低温蒸发:将步骤(3)中的上清液输送至第一级低温蒸发系统6的循环池602中,接着循环池602中的上清液经过第一换热器603与焚烧炉9出来的废气进行换热后再回到循环池602中,然后再送至第二换热器604中与锅炉605的热水进行换热,换热后的上清液被送到蒸发器601中,从上清液蒸发而出的蒸汽从蒸发器601的出气口排出,蒸发后的上清液回到循环池602中,如此循环换热,直到循环池602内的上清液中的含盐量大于150000mg/l时,将其送入到第二级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,当第二级低温蒸发系统6的循环池602内的上清液中的含盐量大于250000mg/l时,将其送入到第三级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,最后得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液;有效的利用了无间壁传热方式,即热风直接与废水溶液接触换热,降低了第二换热器604的换热量,减缓了在蒸发过程中蒸发器601中的结垢,提高设备使用率,传热方式简单,需要热量少,蒸发效率高,成本低。
74.每次经过每级低温蒸发系统6的第二换热器604换热后的上清液的温度为42

48℃,第一温度传感器608时刻监测经过第二换热器604换热后上清液的温度,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度超过上述范围时,控制器612控制调整调节阀609的开度,使经过第二换热器604换热后上清液的温度始终保持在上述温度范围内。
75.热风机607向每级低温蒸发系统6的蒸发器601中通入温度为45

55℃,风速为
10000

20000m3/h的热风,使热风与蒸发器601中水溶液对流换热;第二温度传感器610和风速传感器611时刻检测上述热风的温度和风速,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度和风速超过上述范围时,控制器612控制调整热风机607的频率,使上述热风的温度和风速始终保持在上述范围内;使进入蒸发器601内的废水温度以及进入蒸发器601中的热风温度和风速恒定,保证了废水的蒸发浓缩效果,同时保证废水浓缩后的浓度稳定,避免出现突然结晶堵塞低温蒸发系统6的问题发生,进而避免易挥发类物质扩散出来污染环境。
76.(5)冷冻结晶:将步骤(4)中的浓缩液送至冷冻结晶装置7中,在温度为

3℃的条件下,冷冻结晶10h,得到硫酸钠结晶体和母液;硫酸钠结晶体被输送至硫酸钠储存装置8中储存。
77.(6)焚烧处理:将步骤(5)中的母液送至焚烧炉9中进行焚烧处理,得到废气和灰渣。
78.本发明处理方法通过芬顿反应、曝气除杂和混合沉淀有效的去除了废水中的cod,同时经过低温蒸发和冷冻结晶实现了硫酸钠资源的有效回收,可作为产品售卖,提高了企业的经济效益。
79.实施例6:利用实施例2系统的硫酸钠废水的资源化处理方法,其包括以下步骤:
80.(a)铁粉氧化还原处理:将高浓度废水送至铁粉氧化还原装置14中,先调整高浓度废水ph<2;然后再加入活化剂和铁粉,活化剂的投加量为高浓度废水质量的0.1%,活化剂为硫酸锌、硫酸铜和硫酸镁中的一种或多种,可防止铁碳结合,缓解钝化现象,铁粉的投加量为高浓度废水质量的0.1%,通过铁粉的氧化还原反应,除去水中的大量游离酸,在温度为10℃的条件下反应8h,ph升至5

6,得到氧化还原处理水,将高浓度废水中的难降解难挥发的大分子有机物分解、络合、絮凝沉淀下来。
81.(b)预冷冻处理:将步骤(a)中的氧化还原处理水送至第二ph调节池15中调整ph至7

9,然后送至预冷冻池16中,在温度为

5℃的条件下,预冷冻8h,得到杂盐结晶物和低浓度废水,杂盐结晶物被送至焚烧炉9中燃烧,低浓度废水被送至第一ph调节池2中;可将废水中的大量硫酸盐和悬浮有机物沉淀结晶,初步降低了废水中含盐量和有机物浓度,方便后续系统的处理,保证后续系统的处理效果。
82.(1)芬顿反应:在第一ph调节池2中将低浓度废水调整ph至3

4,然后送至芬顿反应池3中,接着向芬顿反应池3中的废水中加入硫酸亚铁和双氧水,硫酸亚铁的投加量为废水中的cod量的4%,双氧水的投加量为废水中的cod量的3%,在温度为20℃的条件下,反应4h,得反应水;有效的将废水中的大分子、易挥发的有机物氧化掉,进而有效的降低了废水中的cod,中和了废水的酸性,然后再进行除杂沉淀,避免了废水对金属设备以及构筑物产生腐蚀,保证了系统的使用寿命。
83.(2)曝气除杂:将步骤(1)的反应水送至多功能调节池4中,通过曝气装置11对多功能调节池4中的反应水进行曝气处理,在曝气的过程中,反应水中的双氧水分解为氧气和水,反应水中的易浮杂质漂浮于反应水的水面上,并将其打捞而出,经过1h的曝气除杂处理之后,得到除杂废水。
84.(3)混合沉淀:将步骤(2)中的除杂废水调整ph至7.5

8.5,然后在1立方米的除杂废水中添加3000g活性炭,25g消泡剂充分混合,消泡剂采用cf580消泡剂,可将易起泡的物质(包括有机物和无机盐)分散沉积,减少浮泥的产生,增加上清液的清澈程度,活性炭去除
15%以上的残留有机物,接着将混合后的废水送至平流沉淀池5中充分沉淀2h,得到上清液和含水污泥;含水污泥被送至压滤机12中,进行压滤,得到滤液和滤饼,滤液被送至第一ph调节池2中,滤饼被送至焚烧炉9中燃烧。
85.(4)低温蒸发:将步骤(3)中的上清液输送至第一级低温蒸发系统6的循环池602中,接着循环池602中的上清液经过第一换热器603与焚烧炉9出来的废气进行换热后再回到循环池602中,然后再送至第二换热器604中与锅炉605的热水进行换热,换热后的上清液被送到蒸发器601中,从上清液蒸发而出的蒸汽从蒸发器601的出气口排出,蒸发后的上清液回到循环池602中,如此循环换热,直到循环池602内的上清液中的含盐量大于150000mg/l时,将其送入到第二级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,当第二级低温蒸发系统6的循环池602内的上清液中的含盐量大于250000mg/l时,将其送入到第三级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,最后得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液;有效的利用了无间壁传热方式,即热风直接与废水溶液接触换热,降低了第二换热器604的换热量,减缓了在蒸发过程中蒸发器601中的结垢,提高设备使用率,传热方式简单,需要热量少,蒸发效率高,成本低。
86.每次经过每级低温蒸发系统6的第二换热器604换热后的上清液的温度为42

48℃,第一温度传感器608时刻监测经过第二换热器604换热后上清液的温度,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度超过上述范围时,控制器612控制调整调节阀609的开度,使经过第二换热器604换热后上清液的温度始终保持在上述温度范围内。
87.热风机607向每级低温蒸发系统6的蒸发器601中通入温度为45

55℃,风速为10000

20000m3/h的热风,使热风与蒸发器601中水溶液对流换热;第二温度传感器610和风速传感器611时刻检测上述热风的温度和风速,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度和风速超过上述范围时,控制器612控制调整热风机607的频率,使上述热风的温度和风速始终保持在上述范围内;使进入蒸发器601内的废水温度以及进入蒸发器601中的热风温度和风速恒定,保证了废水的蒸发浓缩效果,同时保证废水浓缩后的浓度稳定,避免出现突然结晶堵塞低温蒸发系统6的问题发生,进而避免易挥发类物质扩散出来污染环境。
88.(5)冷冻结晶:将步骤(4)中的浓缩液送至冷冻结晶装置7中,在温度为

5℃的条件下,冷冻结晶8h,得到硫酸钠结晶体和母液;硫酸钠结晶体被输送至硫酸钠储存装置8中储存。
89.(6)焚烧处理:将步骤(5)中的母液送至焚烧炉9中进行焚烧处理,得到废气和灰渣。
90.本发明处理方法通过铁粉氧化还原、预冷冻、芬顿反应、曝气除杂和混合沉淀有效的去除了废水中的cod以及杂盐,同时经过低温蒸发和冷冻结晶实现了硫酸钠资源的有效回收,可作为产品售卖,提高了企业的经济效益。
91.实施例7:利用实施例2系统的硫酸钠废水的资源化处理方法,其包括以下步骤:
92.(a)铁粉氧化还原处理:将高浓度废水送至铁粉氧化还原装置14中,先调整高浓度废水ph<2;然后再加入活化剂和铁粉,活化剂的投加量为高浓度废水质量的0.2%,活化剂为硫酸锌、硫酸铜和硫酸镁中的一种或多种,可防止铁碳结合,缓解钝化现象;铁粉的投加量为高浓度废水质量的0.2%,通过铁粉的氧化还原反应,除去水中的大量游离酸,在温度为10

20℃的条件下反应6

8h,ph升至5

6,得到氧化还原处理水,将高浓度废水中的难降解难挥发的大分子有机物分解、络合、絮凝沉淀下来。
93.(b)预冷冻处理:将步骤(a)中的氧化还原处理水送至第二ph调节池15中调整ph至7

9,然后送至预冷冻池16中,在温度为0℃的条件下,预冷冻12h,得到杂盐结晶物和低浓度废水,杂盐结晶物被送至焚烧炉9中燃烧,低浓度废水被送至第一ph调节池2中;可将废水中的大量硫酸盐和悬浮有机物沉淀结晶,初步降低了废水中含盐量和有机物浓度,方便后续系统的处理,保证后续系统的处理效果。
94.(1)芬顿反应:在第一ph调节池2中将低浓度废水调整ph至3

4,然后送至芬顿反应池3中,接着向芬顿反应池3中的废水中加入硫酸亚铁和双氧水,硫酸亚铁的投加量为废水中的cod量的5%,双氧水的投加量为废水中的cod量的4%,在温度为25℃的条件下,反应2h,得反应水;有效的将废水中的大分子、易挥发的有机物氧化掉,进而有效的降低了废水中的cod,中和了废水的酸性,然后再进行除杂沉淀,避免了废水对金属设备以及构筑物产生腐蚀,保证了系统的使用寿命。
95.(2)曝气除杂:将步骤(1)的反应水送至多功能调节池4中,通过曝气装置11对多功能调节池4中的反应水进行曝气处理,在曝气的过程中,反应水中的双氧水分解为氧气和水,反应水中的易浮杂质漂浮于反应水的水面上,并将其打捞而出,经过2h的曝气除杂处理之后,得到除杂废水。
96.(3)混合沉淀:将步骤(2)中的除杂废水调整ph至7.5

8.5,然后在1立方米的除杂废水中添加5000g活性炭,50g消泡剂充分混合,消泡剂采用cf580消泡剂,可将易起泡的物质(包括有机物和无机盐)分散沉积,减少浮泥的产生,增加上清液的清澈程度,活性炭去除15%以上的残留有机物,接着将混合后的废水送至平流沉淀池5中充分沉淀4h,得到上清液和含水污泥;含水污泥被送至压滤机12中,进行压滤,得到滤液和滤饼,滤液被送至第一ph调节池2中,滤饼被送至焚烧炉9中燃烧。
97.(4)低温蒸发:将步骤(3)中的上清液输送至第一级低温蒸发系统6的循环池602中,接着循环池602中的上清液经过第一换热器603与焚烧炉9出来的废气进行换热后再回到循环池602中,然后再送至第二换热器604中与锅炉605的热水进行换热,换热后的上清液被送到蒸发器601中,从上清液蒸发而出的蒸汽从蒸发器601的出气口排出,蒸发后的上清液回到循环池602中,如此循环换热,直到循环池602内的上清液中的含盐量大于150000mg/l时,将其送入到第二级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,当第二级低温蒸发系统6的循环池602内的上清液中的含盐量大于250000mg/l时,将其送入到第三级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,最后得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液;有效的利用了无间壁传热方式,即热风直接与废水溶液接触换热,降低了第二换热器604的换热量,减缓了在蒸发过程中蒸发器601中的结垢,提高设备使用率,传热方式简单,需要热量少,蒸发效率高,成本低。
98.每次经过每级低温蒸发系统6的第二换热器604换热后的上清液的温度为42

48℃,第一温度传感器608时刻监测经过第二换热器604换热后上清液的温度,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度超过上述范围时,控制器612控制调整调节阀609的开度,使经过第二换热器604换热后上清液的温度始终保持在上述温度范围内。
99.热风机607向每级低温蒸发系统6的蒸发器601中通入温度为45

55℃,风速为10000

20000m3/h的热风,使热风与蒸发器601中水溶液对流换热;第二温度传感器610和风速传感器611时刻检测上述热风的温度和风速,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度和风速超过上述范围时,控制器612控制调整热风机607的频率,使上述热风的温度
和风速始终保持在上述范围内;使进入蒸发器601内的废水温度以及进入蒸发器601中的热风温度和风速恒定,保证了废水的蒸发浓缩效果,同时保证废水浓缩后的浓度稳定,避免出现突然结晶堵塞低温蒸发系统6的问题发生,进而避免易挥发类物质扩散出来污染环境。
100.(5)冷冻结晶:将步骤(4)中的浓缩液送至冷冻结晶装置7中,在温度为0℃的条件下,冷冻结晶12h,得到硫酸钠结晶体和母液;硫酸钠结晶体被输送至硫酸钠储存装置8中储存。
101.(6)焚烧处理:将步骤(5)中的母液送至焚烧炉9中进行焚烧处理,得到废气和灰渣。
102.本发明处理方法通过铁粉氧化还原、预冷冻、芬顿反应、曝气除杂和混合沉淀有效的去除了废水中的cod以及杂盐,同时经过低温蒸发和冷冻结晶实现了硫酸钠资源的有效回收,可作为产品售卖,提高了企业的经济效益。
103.实施例8:利用实施例2系统的硫酸钠废水的资源化处理方法,其包括以下步骤:
104.(a)铁粉氧化还原处理:将高浓度废水送至铁粉氧化还原装置14中,先调整高浓度废水ph<2;然后再加入活化剂和铁粉,活化剂的投加量为高浓度废水质量的0.15%,活化剂为硫酸锌、硫酸铜和硫酸镁中的一种或多种,可防止铁碳结合,缓解钝化现象;铁粉的投加量为高浓度废水质量的0.15%,通过铁粉的氧化还原反应,除去水中的大量游离酸,在温度为15℃的条件下反应7h,ph升至5

6,得到氧化还原处理水,将高浓度废水中的难降解难挥发的大分子有机物分解、络合、絮凝沉淀下来。
105.(b)预冷冻处理:将步骤(a)中的氧化还原处理水送至第二ph调节池15中调整ph至7

9,然后送至预冷冻池16中,在温度为

3℃的条件下,预冷冻10h,得到杂盐结晶物和低浓度废水,杂盐结晶物被送至焚烧炉9中燃烧,低浓度废水被送至第一ph调节池2中;可将废水中的大量硫酸盐和悬浮有机物沉淀结晶,初步降低了废水中含盐量和有机物浓度,方便后续系统的处理,保证后续系统的处理效果。
106.(1)芬顿反应:在第一ph调节池2中将低浓度废水调整ph至3

4,然后送至芬顿反应池3中,接着向芬顿反应池3中的废水中加入硫酸亚铁和双氧水,硫酸亚铁的投加量为废水中的cod量的4.5%,双氧水的投加量为废水中的cod量的3.5%,在温度为23℃的条件下,反应3h,得反应水;有效的将废水中的大分子、易挥发的有机物氧化掉,进而有效的降低了废水中的cod,中和了废水的酸性,然后再进行除杂沉淀,避免了废水对金属设备以及构筑物产生腐蚀,保证了系统的使用寿命。
107.(2)曝气除杂:将步骤(1)的反应水送至多功能调节池4中,通过曝气装置11对多功能调节池4中的反应水进行曝气处理,在曝气的过程中,反应水中的双氧水分解为氧气和水,反应水中的易浮杂质漂浮于反应水的水面上,并将其打捞而出,经过1.5h的曝气除杂处理之后,得到除杂废水。
108.(3)混合沉淀:将步骤(2)中的除杂废水调整ph至7.5

8.5,然后在1立方米的除杂废水中添加4000g活性炭,33g消泡剂充分混合,消泡剂采用cf580消泡剂,可将易起泡的物质(包括有机物和无机盐)分散沉积,减少浮泥的产生,增加上清液的清澈程度,活性炭去除15%以上的残留有机物,接着将混合后的废水送至平流沉淀池5中充分沉淀3h,得到上清液和含水污泥;含水污泥被送至压滤机12中,进行压滤,得到滤液和滤饼,滤液被送至第一ph调节池2中,滤饼被送至焚烧炉9中燃烧。
109.(4)低温蒸发:将步骤(3)中的上清液输送至第一级低温蒸发系统6的循环池602中,接着循环池602中的上清液经过第一换热器603与焚烧炉9出来的废气进行换热后再回到循环池602中,然后再送至第二换热器604中与锅炉605的热水进行换热,换热后的上清液被送到蒸发器601中,从上清液蒸发而出的蒸汽从蒸发器601的出气口排出,蒸发后的上清液回到循环池602中,如此循环换热,直到循环池602内的上清液中的含盐量大于150000mg/l时,将其送入到第二级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,当第二级低温蒸发系统6的循环池602内的上清液中的含盐量大于250000mg/l时,将其送入到第三级低温蒸发系统6中,进行上述步骤,最后得到含盐量为300000

350000mg/l的浓缩液;有效的利用了无间壁传热方式,即热风直接与废水溶液接触换热,降低了第二换热器604的换热量,减缓了在蒸发过程中蒸发器601中的结垢,提高设备使用率,传热方式简单,需要热量少,蒸发效率高,成本低。
110.每次经过每级低温蒸发系统6的第二换热器604换热后的上清液的温度为42

48℃,第一温度传感器608时刻监测经过第二换热器604换热后上清液的温度,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度超过上述范围时,控制器612控制调整调节阀609的开度,使经过第二换热器604换热后上清液的温度始终保持在上述温度范围内。
111.热风机607向每级低温蒸发系统6的蒸发器601中通入温度为45

55℃,风速为10000

20000m3/h的热风,使热风与蒸发器601中水溶液对流换热;第二温度传感器610和风速传感器611时刻检测上述热风的温度和风速,并将信号传输到控制器612上,当所监测到的温度和风速超过上述范围时,控制器612控制调整热风机607的频率,使上述热风的温度和风速始终保持在上述范围内;使进入蒸发器601内的废水温度以及进入蒸发器601中的热风温度和风速恒定,保证了废水的蒸发浓缩效果,同时保证废水浓缩后的浓度稳定,避免出现突然结晶堵塞低温蒸发系统6的问题发生,进而避免易挥发类物质扩散出来污染环境。
112.(5)冷冻结晶:将步骤(4)中的浓缩液送至冷冻结晶装置7中,在温度为

3℃的条件下,冷冻结晶10h,得到硫酸钠结晶体和母液;硫酸钠结晶体被输送至硫酸钠储存装置8中储存。
113.(6)焚烧处理:将步骤(5)中的母液送至焚烧炉9中进行焚烧处理,得到废气和灰渣。
114.本发明处理方法通过铁粉氧化还原、预冷冻、芬顿反应、曝气除杂和混合沉淀有效的去除了废水中的cod以及杂盐,同时经过低温蒸发和冷冻结晶实现了硫酸钠资源的有效回收,可作为产品售卖,提高了企业的经济效益。
115.实施例9:采用实施例5处理1000立方米的低浓度污水,回收得到5000

10000kg的硫酸钠,硫酸钠售卖市场价为0.20

0.50元/kg,因此处理1000立方米的低浓度污水,回收的硫酸钠可售卖1000

5000元,为企业增加了收益;同理采用实施例8处理1000立方米的高浓度污水,可回收50000

150000kg的硫酸钠,回收的硫酸钠可售卖10000

75000元,为企业增加了收益。
116.以上是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-150292.html

最新回复(0)