申请日2015.09.06
公开(公告)日2015.11.18
IPC分类号C02F1/66
摘要
本发明属于化工设备技术领域，提供一种连续中和酸性废水的固定床及用该固定床连续中和酸性废水的方法。该固定床包括床体(1)，酸性废水进口(2)，排净、除渣、冲洗口(3)，集渣室(4)，中性水出口(5)，多孔支撑板(6)。本发明采用碳酸锂颗粒为原料，设置专用的固定床塔，将碳酸钙颗粒填入其中，酸性废水从塔底进入，与碳酸钙发生反应，生成钙盐和二氧化碳，钙盐溶解在废水中，二氧化碳从塔顶自由排出，塔顶排出的水为pH值约为6.5的中性水，再经过微量氢氧化钠水溶液调节至pH值达到7-9，符合污水管网纳管标准。
摘要附图
权利要求书
1.一种连续中和酸性废水的固定床，其特征在于：该固定床包括床体(1)， 酸性废水进口(2)，排净、除渣、冲洗口(3)，集渣室(4)，中性水出口(5)， 多孔支撑板(6);其中，床体(1)呈倒漏斗型，分为上部床体(1-1)和下部 床体(1-2)，上部床体(1-1)自然开口，与空气连通，下部床体(1-2)与集渣 室(4)连接，二者由多孔支撑板(6)分隔;床体(1)内部填充碳酸钙颗粒(7)， 集渣室(4)填充鹅卵石(12)，多孔支撑板(6)将碳酸钙颗粒(7)与鹅卵石 (12)隔离;位于上部床体(1-1)的碳酸钙颗粒(7)与空气接触面呈中间高、 两端低的山峰型，产生中性水溢出面(9);中性水出口(5)位于中性水溢出面 (9)和碳酸钙颗粒(7)之间。
2.权利要求1所述的连续中和酸性废水的固定床，其特征在于：碳酸钙颗粒 (7)的直径大小为1-5mm，鹅卵石(12)的直径大小为1.5-2.5cm;多孔支撑板 (6)的孔径大小0.5-0.9mm，保证碳酸钙颗粒(7)不会通过多孔支撑板(6) 的孔径进入到集渣室(4)而泥沙可以通过多孔支撑板(6)的孔径。
3.权利要求1所述的连续中和酸性废水的固定床，其特征在于：该固定床还 包括中空渗透管(8)和酸性废水渗透管(11);其中，中空渗透管(8)位于上 部床体(1-1)和下部床体(1-2)，2部分的床体数量分别为1-2个;酸性废水 渗透管(11)连接酸性废水进口(2)，位于下部床体(1-2)，呈倒U型，远离 酸性废水进口(2)的末端闭合，距离床体(1)的底端≥30mm。
4.权利要求3所述的连续中和酸性废水的固定床，其特征在于：中空渗透管 (8)和酸性废水渗透管(11)上均匀分布有孔径，孔径大小为≤0.2mm;酸性 废水进口(2)呈倒U型，与床体(1)的连接口距离床体(1)的底端≥30mm。
5.权利要求4所述的连续中和酸性废水的固定床，其特征在于：上述部床体 (1-1)的底端有一直径为10-15cm的搅动开口(10)，装置使用时，该开口封 闭。
6.权利要求1-5任一项所述的连续中和酸性废水的固定床，其特征在于：床 体(1)的大小根据处理的酸性废水的工程量而定，其中，集渣室(4)的高度A 为下部床体(1-2)的高度B的1/4-1/3，下部床体(1-2)的高度B占整个装置 的高度C的1/3-1/2。
7.根据权利要求1-6任一项所述的固定床进行连续中和酸性废水的方法，其 特征在于：封闭排净、除渣、冲洗口(3)，搅动开口(10)，中性水出口(5)， 以2-3吨/小时的流量通过酸性废水进口(2)向床体(1)内通入中性水直至碳 酸钙颗粒(7)全部浸湿，中性水漫过碳酸钙颗粒(7)与空气接触面的峰顶，打 开中性水出口(5)，继续以0.5-1.5吨/小时的流量通入酸性废水，直至本轮酸 性废水中和结束。
8.权利要求7所述的方法，其特征在于：中和酸性废水过程中，在通入酸性 废水的同时，以0.5-1.0吨/小时的流量向酸性废水进口(2)中混入中性水，保 证通入到装置中的酸性废水中酸性物质的质量分数≤8%。
9.权利要求7所述的方法，其特征在于：在装置使用过程中，每隔1-2天向 装置内加入碳酸钙颗粒(7)，同时，打开搅动开口(10)通过搅动棒缓慢松动 碳酸钙颗粒(7)使其分布均匀。
10.权利要求7所述的方法，其特征在于：每隔3-5天，停止使用装置，以 8-10吨/小时的流量通过排净、除渣、冲洗口(3)向装置内冲入中性水，将碳酸 钙颗粒(7)中不溶于水的泥沙冲出固定床进入到集渣室(4)中，进而从排净、 除渣、冲洗口(3)冲出。
说明书
一种连续中和酸性废水的固定床及使用方法
技术领域
本发明属于化工设备技术领域，涉及一种连续中和酸性废水的固定床及用该 固定床连续中和酸性废水的方法。
背景技术
工业生产中产生的酸性废水具有腐蚀性，如果直接排放到环境中会极大地破 坏环境，从节水、节能的角度，能够废水再利用是工业酸性废水最好的处理方式。 但由于水质pH值低，如果不经过酸性中和直接输入到循环系统中，会严重损坏 设备，造成巨大的经济损失，因此，对工业生产中产生的酸性废水进行酸性中和 是酸性废水处理的首要任务。
目前，工业生产中产生的酸性废水一般采用氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、 碳酸氢钠等碱性物质间隙中和，该类方法具有中和充分，调节准确等优点，但该 类方法人工用量大，作业环境差，如果用氢氧化钙中和还要配以离心或压滤机械 才能较好地保持排放水的澄清达标，产品操作复杂，设备投入多。
发明内容
本发明的目的是针对现有问题，本发明提供一种新型的连续中和酸性废水的 固定床。
本发明的目的通过以下技术方案实现
1.本发明提供一种连续中和酸性废水的固定床，该固定床包括床体，酸性废 水进口，排净、除渣、冲洗口，集渣室，中性水出口，多孔支撑板;其中，床体 呈倒漏斗型，分为上部床体和下部床体，上部床体自然开口，与空气连通，下部 床体与集渣室连接，二者由多孔支撑板分隔;床体内部填充碳酸钙颗粒，集渣室 填充鹅卵石，多孔支撑板将碳酸钙颗粒与鹅卵石隔离;位于上部床体的碳酸钙颗 粒与空气接触面呈中间高、两端低的山峰型，产生中性水溢出面;中性水出口位 于碳酸钙颗粒的峰顶和峰谷之间。
床体呈倒漏斗型，既可以增加填充碳酸钙颗粒的用量，也可以最大限度的让 产生的气体及时排除装置，并可以增加酸性废水与碳酸钙颗粒的接触面积。上部 床体自然开口，酸性废水与碳酸钙颗粒反应后，产生的无害CO2可以直接扩散 到空气中，避免对装置的压力。上部床体碳酸钙颗粒与空气接触面呈中间高、两 端低，高度差根据酸性废水通入速度而定，高度差≥10cm。
2.上述1提供的连续中和酸性废水的固定床，其中，碳酸钙颗粒的直径大小 为1-5mm，鹅卵石的直径大小为1.5-2.5cm;多孔支撑板的孔径大小0.5-0.9mm， 保证碳酸钙颗粒不会通过多孔支撑板的孔径进入到集渣室而泥沙可以通过多孔 支撑板的孔径。
多孔支撑板的作用是隔离碳酸钙颗粒与鹅卵石，孔径大小的限定是为了保证 碳酸钙颗粒不能进入集渣室而碳酸钙颗粒中的泥沙和杂质可以进入集渣室，方便 在使用过程中清理碳酸钙颗粒中的杂质。
3.上述1提供的连续中和酸性废水的固定床，其中，该固定床还包括中空渗 透管和酸性废水渗透管;其中，中空渗透管位于上部床体和下部床体，2部分的 床体数量分别为1-2个;酸性废水渗透管连接酸性废水进口，位于下部床体，呈 倒U型，远离酸性废水进口的末端闭合，距离床体的底端≥30mm。
中空渗透管的作用是为了疏通碳酸钙颗粒，避免碳酸钙颗粒过于紧密，难以 充分与废水中的酸性物质反应，同时，也可以让产生的CO2可以更快地扩散出 去，减小装置的承压。酸性废水渗透管的作用与中空渗透管的作用类似，能够让 酸性废水在碳酸钙颗粒中更好扩散，废水中的酸性物质能够与碳酸钙颗粒充分接 触反应。
无论是中空渗透管还是酸性渗透管的固定可以采用卡合、嵌套、螺旋等本领 域可以想到的任一方式，只要让渗透管固定在装置上即可。中空渗透管两端闭合。
4.上述3提供的连续中和酸性废水的固定床，其中，中空渗透管和酸性废水 渗透管上均匀分布有孔径，孔径大小为≤0.2mm;酸性废水进口呈倒U型，与床 体的连接口距离床体的底端≥30mm。
对中空渗透管和酸性废水渗透管的孔径进行限制，就是保证液体可以自由穿 透渗透管壁达到交换目的，而碳酸钙颗粒及其中的杂质不至于进入管内。
无论是酸性废水进口还是酸性废水渗透管都要求呈倒U型可以减缓水流对 碳酸钙颗粒的冲击，其中，酸性废水渗透管呈倒U型可以让酸性废水更大面积 得与碳酸钙颗粒接触。
5.上述4提供的连续中和酸性废水的固定床，其中，上述部床体的底端有一 直径为10-15cm的搅动开口，装置使用时，该搅动开口封闭。
6.上述1-5任一项提供的连续中和酸性废水的固定床，其中，床体的大小根 据处理的酸性废水的工程量而定，其中，集渣室的高度A为下部床体的高度B 的1/4-1/3，下部床体的高度B占整个装置的高度C的1/3-1/2。
本发明还提供利用本发明提供的固定床进行酸性废水的连续中和方法。
7.以上述1-6任一项提供的固定床进行连续中和酸性废水的方法，该方法包 括：封闭排净、除渣、冲洗口，搅动开口，中性水出口，以2-3吨/小时的流量 通过酸性废水进口向床体内通入中性水直至碳酸钙颗粒全部浸湿，中性水漫过碳 酸钙颗粒与空气接触面的峰顶，打开中性水出口，继续以0.5-1.5吨/小时的流量 通入酸性废水，直至本轮酸性废水中和结束。
8.上述7提供的方法，其中，中和酸性废水过程中，在通入酸性废水的同时， 以0.5-1.0吨/小时的流量向酸性废水进口中混入中性水，保证通入到装置中的酸 性废水中酸性物质的质量分数≤8%。
9.上述7提供的方法，其中，在装置使用过程中，每隔1-2天向装置内加入 碳酸钙颗粒，同时，打开搅动开口通过搅动棒缓慢松动碳酸钙颗粒使其分布均匀。
10.上述7提供的方法，其中，每隔3-5天，停止使用装置，以8-10吨/小时 的流量通过排净、除渣、冲洗口向装置内冲入中性水，将碳酸钙颗粒中不溶于水 的泥沙冲出固定床进入到集渣室中，进而从排净、除渣、冲洗口冲出。
有益效果：
本专利采用碳酸锂颗粒为原料，设置专用的固定床塔，将碳酸钙颗粒填入其 中，酸性废水从塔底进入，与碳酸钙发生反应，生成钙盐和二氧化碳，钙盐溶解 在废水中，二氧化碳从塔顶自由排出，塔顶排出的水为pH值约为6.5的中性水， 再经过微量氢氧化钠水溶液调节至pH值达到7-9，符合污水管网纳管标准。
本专利装置在废水量30吨/24小时，盐酸含量3%情况下连续运行1年，塔 顶废水保持pH值6.5，在运行过程中，每天添加1吨左右的碳酸钙颗粒，粒径 约3毫米不规则颗粒。运行过程中由于市售碳酸钙颗粒不同程度的含有泥沙，需 每隔3-5天用清水高流量冲洗1-2次，将不溶于水的泥沙冲出固定床，保持固定 床不板结，不短路，确保出水水质符合指标要求。
碳酸钙中的泥沙密度较大，在塔后的沉降池中很容易自由沉降，沉降的淤泥 沉降后比较密实，每2个月清理一次，极大的减少了以前用氢氧化钙的工作量， 中和成本也低于氢氧化钙，清理成本、安全程度均是最佳的。。
