申请日2018.09.05
公开(公告)日2018.11.30
IPC分类号C02F1/62; C02F101/20
摘要
本发明的酸性废水强制循环反应装置及方法，装置包括酸性废水输入单元、H2S输入单元和硫化反应单元，酸性废水输入单元与硫化反应单元连接，H2S输入单元与酸性废水输入单元连接，还包括H2S回流管、喷射吸管和强制循环管，强制循环管的两端连接于硫化反应单元形成循环回路，喷射吸管设置在强制循环管上，H2S回流管一端与硫化反应单元连接、另一端与喷射吸管连接，强制循环管进口端设置有强制循环泵，H2S回流管上设置有气相回流调节阀，硫化反应单元上装设有第一压力送变器，第一压力送变器与气相回流调节阀信号联接。方法用上述的酸性废水强制循环反应装置进行。本发明具有结构简单、操作方便、成本低廉、反应效率高、出水指标可控的优点。
权利要求书
1.一种酸性废水强制循环反应装置，包括酸性废水输入单元(1)、H2S输入单元(2)和硫化反应单元(3)，所述酸性废水输入单元(1)与硫化反应单元(3)连接，所述H2S输入单元(2)与酸性废水输入单元(1)连接，其特征在于：还包括H2S回流管(4)、喷射吸管(5)和强制循环管(6)，所述强制循环管(6)的两端连接于硫化反应单元(3)形成循环回路，所述喷射吸管(5)设置在强制循环管(6)上，所述H2S回流管(4)一端与硫化反应单元(3)连接、另一端与喷射吸管(5)连接，所述强制循环管(6)进口端设置有强制循环泵(7)，所述H2S回流管(4)上设置有气相回流调节阀(8)，所述硫化反应单元(3)上装设有第一压力送变器(9)，所述第一压力送变器(9)与气相回流调节阀(8)信号联接。
2.根据权利要求1所述的酸性废水强制循环反应装置，其特征在于：所述酸性废水输入单元(1)包括酸性废水输入管(11)，所述酸性废水输入管(11)一端与酸性废水源连接、另一端与硫化反应单元(3)连接，所述酸性废水输入管(11)上沿水流方向依次设置有进水阀(12)、流量计(13)和气液混合器(14)，所述H2S输入单元(2)与气液混合器(14)连接。
3.根据权利要求2所述的酸性废水强制循环反应装置，其特征在于：所述H2S输入单元(2)包括H2S输入管(21)，所这H2S输入管(21)一端与H2S源连接、另一端与气液混合器(14)连接，所述H2S输入管(21)上沿气流方向依次设置有进气阀(22)、缓冲罐(23)、加气阀(24)和止逆阀(29)，所述缓冲罐(23)上设有第二压力送变器(25)，所述进气阀(22)与第二压力送变器(25)信号联接，所述硫化反应单元(3)上设有ORP变送组(26)，所述加气阀(24)与ORP变送组(26)信号联接。
4.根据权利要求3所述的酸性废水强制循环反应装置，其特征在于：所述ORP变送组(26)包括ORP变送器(261)和ORP现场表(262)，两者均装设在硫化反应单元(3)上，所述ORP变送器(261)与加气阀(24)信号联接。
5.根据权利要求4所述的酸性废水强制循环反应装置，其特征在于：所述缓冲罐(23)上设有第一排废管(27)和安全管(28)，所述安全管(28)与第一排废管(27)连接，所述第一排废管(27)和安全管(28)上分设有第一排废阀(271)和安全阀(281)。
6.根据权利要求5所述的酸性废水强制循环反应装置，其特征在于：所述硫化反应单元(3)包括硫化反应罐(31)和伸至其内腔的搅拌器(32)，所述硫化反应罐(31)上设置有排水管(33)，所述排水管(33)于端部分支为合格水管道(331)和不合水管道(332)，合格水管道(331)和不合水管道(332)均设置有排水阀(333)，所述排水管(33)上设置有试镜(334)，所述ORP变送器(261)和ORP现场表(262)装设有排水管(33)上，所述酸性废水输入管(11)、H2S回流管(4)和强制循环管(6)均与硫化反应罐(31)连接。
7.根据权利要求6所述的酸性废水强制循环反应装置，其特征在于：所述硫化反应罐(31)内腔与排水管(33)进口位置安装有气液隔离板(34)。
8.根据权利要求7所述的酸性废水 强制循环反应装置，其特征在于：所述硫化反应罐(31)顶部装设有第二排废管(35)，所述第二排废管(35)上设置有第二排废阀(351)，所述硫化反应罐(31)底部装设有排净管(36)和设置在排净管(36)上的排净阀(361)，硫化反应罐(31)上还装设有液位送变器(37)。
9.一种酸性废水强制循环反应方法，其特征在于，用权利要求8的酸性废水强制循环反应装置进行，包括以下步骤：
S1：关闭排净管(36)，打开进水阀(12)和不合水管道(332)上的排水阀(333)，通过调节进水阀(12)的开度控制流量计(13)的数值，使液位送变器(37)的数值显示在正常反应状态的范围内;
S2：关闭第一排废阀(271)，检查安全阀(281)使其处于正常状态，打开进气阀(22)并通过第二压力送变器(25)的反馈值自动控制进气阀(22)的启闭;
S3：启动搅拌器(32)，使其处于工作状态;
S4：通过试镜(334)观察到酸性废水溢流时，打开加气阀(24)使ORP变送器(261)的值处于-100 mv至100mv之间;
S5：关闭第二排废阀(351)，启动有强制循环泵(7)，待ORP变送器(261)的值在控制范围内稳定时，将加气阀(24)设定为0mv、并通过ORP变送器(261)的反馈值自动控制加气阀(24)的启闭，打开合格水管道(331)上的排水阀(333)、关闭不合水管道(332)上的排水阀(333);
S6：打开气相回流调节阀(8)并通过第一压力送变器(9)反馈值自动控制气相回流调节阀(8)的启闭。
说明书
一种酸性废水强制循环反应装置及方法
技术领域
本发明主要涉及化学工艺技术领域，尤其涉及一种酸性废水强制循环反应装置及方法。
背景技术
有色金属冶炼烟气在制取硫酸过程中不可避免的会产生大量的酸性废水，该酸性废水具有体系成分复杂、酸浓度高、强腐蚀和高毒性等特点，其组分中主要含有Ni、Cu、Cd、Pb等多种重金属离子、As类金属离子，以及尘和卤族元素化合物等有害物质，是一种难处理的矿冶工业废水。
工业上采用硫化法去除冶炼酸性废水中的重金属离子，即通过向酸性废水中投加硫化剂，使废水中大部分金属离子与硫化剂基于各种硫化物溶度积的不同而生成难溶的金属硫化物而沉淀分离。为提高重金属的去除率，硫化剂需过量，通常为理论值的1.1～1.2倍。传统采用NaS、FeS等作为硫化剂，受传统硫化剂有效成分低的因素限制，近年来行业内开始使用H2S作为硫化剂，虽然H2S纯度可高达99%以上，但高纯度的H2S因受工艺技术水平低的制约，系统的硫化效率较低，仅停留在78%-85%之间，同时部分过量的H2S未与重金属离子反应直接流失进入废气处理装置，造成硫化剂的浪费和水处理成本的增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、成本低廉、反应效率高、出水指标可控的酸性废水强制循环反应装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种酸性废水强制循环反应装置，包括酸性废水输入单元、H2S输入单元和硫化反应单元，所述酸性废水输入单元与硫化反应单元连接，所述H2S输入单元与酸性废水输入单元连接，还包括H2S回流管、喷射吸管和强制循环管，所述强制循环管的两端连接于硫化反应单元形成循环回路，所述喷射吸管设置在强制循环管上，所述H2S回流管一端与硫化反应单元连接、另一端与喷射吸管连接，所述强制循环管进口端设置有强制循环泵，所述H2S回流管上设置有，所述硫化反应单元上装设有第一压力送变器，所述第一压力送变器与气相回流调节阀信号联接。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述酸性废水输入单元包括酸性废水输入管，所述酸性废水输入管一端与酸性废水源连接、另一端与硫化反应单元连接，所述酸性废水输入管上沿水流方向依次设置有进水阀、流量计和气液混合器，所述H2S输入单元与气液混合器连接。
所述H2S输入单元包括H2S输入管，所述H2S输入管一端与H2S源连接、另一端与气液混合器连接，所述H2S输入管上沿气流方向依次设置有进气阀、缓冲罐、加气阀和止逆阀，所述缓冲罐上设有第二压力送变器，所述进气阀与第二压力送变器信号联接，所述硫化反应单元上设有ORP变送组，所述加气阀与ORP变送组信号联接。
所述ORP变送组包括ORP变送器和ORP现场表，两者均装设在硫化反应单元上，所述ORP变送器与加气阀信号联接。
所述缓冲罐上设有第一排废管和安全管，所述安全管与第一排废管连接，所述第一排废管和安全管上分设有第一排废阀和安全阀。
所述硫化反应单元包括硫化反应罐和伸至其内腔的搅拌器，所述硫化反应罐上设置有排水管，所述排水管于端部分支为合格水管道和不合水管道，合格水管道和不合水管道均设置有排水阀，所述排水管上设置有试镜，所述ORP变送器和ORP现场表装设在排水管上，所述酸性废水输入管、H2S回流管和强制循环管均与硫化反应罐连接。
所述硫化反应罐内腔与排水管进口位置安装有气液隔离板。
所述硫化反应罐顶部装设有第二排废管，所述第二排废管上设置有第二排废阀，所述硫化反应罐底部装设有排净管和设置在排净管上的排净阀，硫化反应罐上还装设有液位送变器。
一种酸性废水强制循环反应方法，用上述的酸性废水强制循环反应装置进行，包括以下步骤：
S1：关闭排净管，打开进水阀和不合水管道上的排水阀，通过调节进水阀的开度控制流量计的数值，使液位送变器的数值显示在正常反应状态的范围内;
S2：关闭第一排废阀，检查安全阀使其处于正常状态，打开进气阀并通过第二压力送变器的反馈值自动控制进气阀的启闭;
S3：启动搅拌器，使其处于工作状态;
S4： 通过试镜观察到酸性废水溢流时，打开加气阀使ORP变送器的值处于-100 mv至100mv之间;
S5：关闭第二排废阀，启动有强制循环泵，待ORP变送器的值在控制范围内稳定时，将加气阀设定为0mv、并通过ORP变送器的反馈值自动控制加气阀的启闭，打开合格水管道上的排水阀、关闭不合水管道上的排水阀;
S6：打开气相回流调节阀并通过第一压力送变器反馈值自动控制气相回流调节阀的启闭。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的酸性废水强制循环反应装置，运行时，酸性废水由酸性废水输入单元送入，同时H2S输入单元将H2S送入酸性废水输入单元进行混合后一同送至硫化反应单元进行反应，过量的H2S由H2S回流管回流至喷射吸管，由于强制循环泵又将硫化反应单元液相强制抽出从强制循环管输送对喷射吸管形成压力，使得过量的H2S受压从强制循环管最终回流至硫化反应单元进行循环反应，通过第一压力送变器与气相回流调节阀的联控实现回流量的自动控制。该装置操作简便、动力费用低、占地面积小、投资省;利用该装置，其反应停留时间短，反应效率高，H2S回流量自动调节。同时由于从工艺上对过量H2S进行了创新回用，显著降低了企业处置酸性废水的环保成本。本发明的酸性废水强制循环反应方法，用上述的酸性废水强制循环反应装置进行，因此具备上述酸性废水强制循环反应装置相应的技术效果，同时，其ORP变送器测到的值自动控制加气阀的启闭，以保证H2S加入量可随酸性废水中重金属离子含量的变化而自动调节，保证了出水指标的可控性。
