申请日2015.09.06
公开(公告)日2015.12.02
IPC分类号C02F9/10; C02F1/28; C02F103/16; B01J20/20; B01D24/20
摘要
本发明涉及环保技术领域，尤其是一种铅锌冶炼制酸废水低渣化处理及回用系统，包括中和池、滤池、沉砂池、填料再生池、三效蒸发器。铅锌冶炼制酸废水由液氨调节pH值至4.5~5.4，经中和、吸附、沉淀后实现回用。吸附饱和的生物质活性炭在盛有8~10%的盐酸溶液的填料再生池中再生。本发明以液氨为中和剂，以城市生活污水处理厂SBR池剩余污泥为生物质活性炭原料。一方面，SBR池剩余污泥得到资源化利用，减少填埋用地和环境污染;另一方面，铅锌冶炼制酸废水得以回用，节约水资源;同时，废水中的重金属转化为易于回收的重金属浓液。该方法工艺简单，投资少，运行方便，占地少，是一种以废治废，资源回收的技术。
摘要附图
权利要求书
1.一种铅锌冶炼制酸废水低渣化处理及回用系统，其特征在于：包括：中和池(1)、滤池(2a)、滤池(2b)、沉砂池(3)、填料再生池(4)、三效蒸发器(5);其中，中和池(1)设有桨式搅拌机(011)、溢流堰(012)，附设有储氨罐(013)、计量泵(0131)、出水管(12)、pH在线监测仪(121)、三通(13)、电磁阀(13a)、电磁阀(13b);滤池(2a)设有反冲洗总管(21)、反冲洗支管(211)、刚性支持座(22)、滤料承托板(23)、滤料层(24)、填料箱(25)、生物质活性炭(251)、填料盖板(252)、出水管(26)、加压泵(27);沉砂池(3)设有溢流堰(30)，进水管(29)，排泥管(31)，附设有出水管(32)、重金属浓度在线监测系统(321)、硫酸铵浓度在线监测系统(322)、三通(36)、电磁阀(331)和电磁阀(332);三效蒸发器(5)设有冷凝水出水管(51)。
2.根据权利要求1所述的三效蒸发器(5)，其特征是：所述的三效蒸发器(5)为低压/负压三效蒸发器，所述的三效蒸发器(5)以铅锌冶炼企业烟气余热进行加热，所述的三效蒸发器(5)底部设有所述的冷凝水出水管(51)，所述的冷凝水出水管(51)接铅锌冶炼厂回用水管网。
3.根据权利要求1所述的填料再生池(4)，其特征是：所述的填料再生池(4)内装有质量浓度为8~10%的盐酸溶液，当所述的生物质活性炭(251)吸附饱和后，在所述的填料再生池(4)中实现再生。
4.如权利要求1所述的滤池(2a)，其特征是：所述的滤池(2a)由下到上依次设置有所述的反冲洗总管(21)，所述的刚性支持座(22)，所述的滤料承托板(23)，所述的滤料层(24)，所述的填料箱(25)，所述的滤池(2a)池壁中心位置预埋有用于连接所述的填料箱(25)的挂钩(28)。
5.如权利要求1、权利要求4所述的滤料承托板(23)，其特征是：所述的滤料承托板(23)为大小相同的聚乙烯预制特型板，预制板特型板两端均设有用于相互铆接的榫头(231)和榫槽(232)，所述的滤料承托板(23)相互铆接后平铺于所述的刚性支承座(22)上。
6.如权利要求1、权利要求4所述的滤料层(24)，其特征是：所述的滤料层(24)由海泡石(粒径0.8~1cm)、沸石(粒径0.8~1cm)、大砂(粒径0.05~0.3cm)按体积2:2:6混配得到，滤料层厚度80~100cm，平铺于所述的滤料承托板(23)上。
7.如权利要求1、权利要求4所述的填料箱(25)，其特征是：所述的填料箱(25)为聚乙烯箱体，箱体厚度0.8~1cm，周边封闭，敞口，底部以100目孔径均匀开孔，孔间距7~8cm;所述的填料箱(25)箱体外壁中心位置均设有环扣(253)，所述的环扣(253)由5个直径8~10cm的圆环相扣制得。
8.进一步的，所述的填料箱(25)内装满生物质活性炭(251)，生物质活性炭(251)顶部覆盖有填料盖板(252)，所述的填料盖板(252)为聚乙烯预制特型板，所述的填料盖板(252)厚度0.3~0.5cm，以100目孔径均匀开孔，孔间距7~8cm。
9.进一步的，所述的填料箱(25)水平放置于所述的滤料层(24)上，所述的填料箱(25)外壁面与所述的滤池(2a)内壁面预留间隔10~15cm，所述的填料箱(25)外壁面与所述的滤池(2a)内壁通过所述的环扣(253)和所述的挂钩(28)以锁扣方式连接。
10.进一步的，所述的填料箱(25)中所填充的所述的生物质活性炭(251)粒径为60目，装填厚度为3~3.2m。
11.进一步的，所述的生物质活性炭(251)是以城市生活污水处理厂SBR池剩余污泥为原料，首先使用3~5%的稀盐酸对浸泡3~5h，而后在105~120℃温度下干燥制得含水率在5~8%的干污泥，再以氮气为保护气，在380℃~680℃进行无氧热解而制得。
12.如权利1所述的滤池(2b)与所述的滤池(2a)结构、组成完全相同，两滤池一备一用，轮流工作。
说明书
一种铅锌冶炼制酸废水低渣化处理及回用系统
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，属废水处理领域，尤其涉及一种铅锌冶炼制酸废水低渣化处理及回用系统。
背景技术
水质持续恶化和水环境自净能力的持续降低，使我国水资源短缺现象日益严重，重金属废水是一种危害大，具有生物积累性和“三致”性的废水，铅锌冶炼制酸废水因重金属含量高，成分复杂，酸度大，危害大，毒性强而被列为重点防治的污染源之一。目前铅锌冶炼制酸废水处理的典型方法是石灰沉淀法或基于石灰沉淀法改进的水处理工艺，比如石灰中和法(LDS)，高浓度泥浆法(HDS法)等，这些方法都会产生大量的含重金属废渣，且废水中含较高的钙离子，由于重金属以较低的浓度分散于大量的固体废渣中，导致废渣中的重金属难以实现资源回收，且废渣中的重金属在环境中易析出，造成二次污染和潜在生态危害;由于废水中含有大量的钙离子，导致处理后的废水在回用过程中易造成管道的结垢、阻塞、锅炉热利用率下降甚至锅炉的损坏。
生物质活性炭是一种新型吸附剂，采用吸附工艺对废水中的重金属进行吸附处理，可有效避免因石灰沉淀法带来的大量固体废渣和回用水中残留的钙离子的问题。目前制备生物质活性炭的原料多为废弃的植物纤维质农林废弃物(比如椰壳、花生壳、秸秆)等，但是由于所制备的生物质活性炭吸附容量低、活性基团少而限制了生物质活性炭在复杂工业废水处理中的应用。另外还有以城市生活污水处理厂剩余污泥为原料制备生物质活性炭，所使用的城市生活污水处理厂剩余污泥中泥沙含量较高、微生物体含量相对较低，影响了生物质活性炭的性能。
鉴于目前铅锌冶炼制酸废水处理技术中的不足，开发低渣化处理技术、重金属回收、废水回用的处理工艺是铅锌冶炼制酸废水处理亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种铅锌冶炼制酸废水低渣化处理及回用系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明由中和池、滤池、沉砂池、填料再生池、三效蒸发器组成。其中：所述的中和池用于铅锌冶炼制酸废水中酸度的降低，实现废水pH值的调节，中和池设有桨式搅拌机、溢流堰，附设有储氨罐、计量泵、出水管、pH在线监测仪、三通、电磁阀。所述的滤池用于铅锌冶炼制酸废水的吸附处理和过滤，是铅锌冶炼制酸废水低渣化处理中心处理环节，废水中的重金属将在该环节实现达标去除，实现废水的达标回用。所述的滤池设有反冲洗总管、反冲洗支管、刚性支持座、滤料承托板、滤料层、填料箱、生物质活性炭、填料盖板、出水管、加压泵;所述的沉砂池为钟式沉砂池，用于沉淀可能由滤池流失的滤料。所述的沉砂池轴向中心位置设有进水管，底部中心位置设有排泥管，顶部设有溢流堰，附设有出水管、重金属浓度在线监测系统、硫酸铵浓度在线监测系统、三通和电磁阀;所述的填料再生池用于吸附饱和的生物质活性炭的再生，实现生物质活性炭的反复使用;所述的三效蒸发器用于硫酸铵的结晶。
铅锌冶炼制酸废水处理的流程包括如下步骤：
1)中和池中，铅锌冶炼制酸废水在桨式搅拌机的搅拌下与定量投入的液氨中和至pH为4.5~5.4。
2)中和后的废水上溢流至溢流堰中，经管道输送到滤池中所安装的填料箱中进行重金属的吸附。废水穿透填料箱后经滤料层过滤后由底部出水，进入沉砂池进行沉淀。沉淀后的废水上溢流至溢流堰，经重金属浓度在线监测系统和硫酸铵浓度在线监测系统监测后，若重金属离子浓度和硫酸铵浓度均不超标，废水接入铅锌冶炼厂回用水管网后回用于生产。
3)当在重金属浓度在线监测系统测得的重金属离子浓度超标时，填料箱连同生物质活性炭整体送至填料再生池中进行生物质活性炭再生。
4)当硫酸铵浓度在线监测系统测得的硫酸铵浓度超标时，废水送至三效蒸发器中进行硫酸铵的蒸发结晶，蒸发结晶处理后的废水接入铅锌冶炼厂回用水管网后回用于生产。
