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      如何處理稀硫酸廢水

      發布時間:2019-9-16 10:32:46  中國污水處理工程網

        申請日2019.07.10

        公開(公告)日2019.09.06

        IPC分類號C02F1/58; B01J19/18; B01F7/18; B01F15/06; C01F11/46; C02F101/10

        摘要

        本發明公開了處理稀硫酸廢水的石膏轉晶器、處理方法及二水石膏,石膏轉晶器包括罐體和具有上托功能的攪拌槳,罐體內設置有第一筒體,第一筒體內套設有第二筒體,攪拌槳的一端設置于第二筒體內,攪拌槳的另一端貫穿所述罐體且伸出;罐體的頂部開設有兩個進液口,兩個進液口內均設置有進液管,進液管與進液口之間設置有空隙;其中,一根進液管與第二筒體連通且另一根進液管與第一筒體連通;罐體的底部開設有晶粒出口;罐體的上部開設有多個排水口;石膏晶粒粒徑大,污垢易清理;還公布了稀硫酸廢水的處理方法以及得到的二水石膏。

        權利要求書

        1.一種處理稀硫酸廢水的石膏轉晶器,其特征在于,包括罐體(1)和具有上托功能的攪拌槳(7),罐體(1)內設置有第一筒體(3),第一筒體(3)內套設有第二筒體(4),攪拌槳(7)的一端設置于第二筒體(4)內,攪拌槳(7)的另一端貫穿所述罐體(1)且伸出;

        第二筒體(4)內為反應結晶區,第二筒體(4)與第一筒體(3)之間的縫隙區域為晶型成長區,第一筒體(3)與罐體(1)之間的縫隙區為澄清溢流區;

        罐體(1)的頂部開設有兩個進液口,兩個進液口內均設置有進液管,進液管與進液口之間設置有空隙;其中,一根進液管與第二筒體(4)連通且另一根進液管與第一筒體(3)連通;罐體(1)的底部開設有晶粒出口;罐體(1)的上部開設有多個排水口。

        2.根據權利要求1所述的石膏轉晶器,其特征在于,所述罐體(1)的外側壁上固定連接有加熱管(5),加熱管(5)沿著所述罐體(1)的外側壁從上到下蛇形分布。

        3.根據權利要求1所述的石膏轉晶器,其特征在于,所述晶粒出口上設置有調控閥(9)。

        4.根據權利要求1-3任一項所述的石膏轉晶器,其特征在于,所述攪拌槳(7)伸出所述罐體(1)的一端固定連接有變頻調速電機(8)。

        5.根據權利要求4所述的石膏轉晶器,其特征在于,所述第二筒體(4)的下端設置于所述第一筒體(3)下端的下方。

        6.根據權利要求1或2所述的石膏轉晶器,其特征在于,所述第二筒體(4)的頂部設置于第一筒體(3)內。

        7.一種稀硫酸廢水的處理方法,其特征在于,包括以下步驟:

        S1:測定稀硫酸廢水中硫酸的濃度,硫酸和重鈣的摩爾比按照87~92:100計算出所需重鈣的摩爾量和質量且稱取重鈣粉料,重鈣粉料的粒級為80~180目或120目以上;

        S2:啟動變頻調速電機,變頻調速電機轉速為500~1000rpm/min,加熱管內通入加熱介質,使得石膏轉晶器內的溫度控制在50~100℃;

        稀硫酸廢水以1100~1400kg/h的速度通入石膏轉晶器的反應結晶區,重鈣粉料以100~200kg/h通入石膏轉晶器的晶型成長區,且向石膏轉晶器內通入循環水,循環水量為900~2714L/h;

        S3:每間隔一小時將石膏轉晶器底部的調控閥打開,收集生成的石膏晶粒且過濾;過濾得到的石膏晶粒每間隔兩小時進行合并制樣且分析;過濾得到的濾液每間隔兩小時進行合并分析且測其PH值;每間隔半小時檢測從排水口溢出的溢出水的PH值。

        8.根據權利要求1所述的處理方法,其特征在于,所述重鈣粉料在通入石膏轉晶器的晶型成長區之前先將其與水混合調成重鈣漿料。

        9.根據權利要求8所述的處理方法,其特征在于,向所述重鈣漿料中加入晶種。

        10.一種如權利要求7-9中任一項所述的稀硫酸廢水的處理方法處理得到的二水石膏。

        說明書

        處理稀硫酸廢水的石膏轉晶器、處理方法及二水石膏

        技術領域

        本發明屬于稀硫酸廢水處理技術領域,具體涉及處理稀硫酸廢水的石膏轉晶器、稀硫酸廢水的處理方法以及該處理方法得到的二水石膏。

        背景技術

        對于硫酸的質量分數為5%-25%的廢水,因硫酸的回收價值不高,也難以綜合利用,一般是用石灰和廢堿進行中和,使廢水中的硫酸含量達到排放標準或有利于后續的處理。目前用重質碳酸鈣中和處理稀硫酸廢水是最經濟且可行的方案,但是該方法是在化學石膏結晶反應器進行的,而化學石膏結晶反應器在處理稀硫酸廢水的過程中存在容易結垢堵塞、污垢不易清理及生成的石膏產物顆粒細小,該細小的石膏產物導致沉降、過濾過程以及脫水過程很難進行。

        發明內容

        為了解決現有技術存在的上述問題,本發明提供了一種處理稀硫酸廢水的石膏轉晶器。

        本發明所采用的技術方案為:一種處理稀硫酸廢水的石膏轉晶器,包括罐體和具有上托功能的攪拌槳,罐體內設置有第一筒體,第一筒體內套設有第二筒體,攪拌槳的一端設置于第二筒體內,攪拌槳的另一端貫穿所述罐體且伸出;

        第二筒體內為反應結晶區,第二筒體與第一筒體之間的縫隙區域為晶型成長區,第一筒體與罐體之間的縫隙區為澄清溢流區;

        罐體的頂部開設有兩個進液口,其中一個進液口與第二筒體連通,另一個進液口與第一筒體連通;罐體的底部開設有晶粒出口;罐體的上部開設有多個排水口。

        本發明的工作原理為:稀硫酸廢水和循環水通過與第二筒體連通的進液口進入第二筒體內,重鈣粉末和晶種的混合物、重鈣漿料和晶種的混合物、重鈣粉末或重鈣漿料從另一個進液口進入晶型成長區內;

        反應結晶區為硫酸和碳酸鈣的反應提供場所,為細小石膏晶粒的長大提供晶型成長區,稀硫酸通入反應結晶區內,碳酸鈣通入晶型成長區內,在變頻調速電機啟動的情況下帶動攪拌槳旋轉使得反應結晶區內和晶型成長區內的物料形成順時針的循環,即反應結晶區內的物料從下方進入且從上方流出,晶型成長區內的物料從上方進入且從下方流出,形成的大顆粒石膏晶粒在自身重力和溢流水的作用下沉降于罐體底部,反應生成的水和循環水溢流至澄清溢流區且從排水口排出;反應結晶區內發生硫酸與碳酸鈣的反應,得到微溶于水的硫酸鈣,主要化學反應方程式為:CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2↑+H2O,MgCO3+H2SO4=MgSO4+CO2↑+H2O。

        本發明的有益效果為:攪拌槳和變頻調速電機,能夠使得反應生成的細小CaSO4顆粒從反應結晶區進入晶型成長區且覆蓋于較大的石膏顆粒上,使得石膏顆粒的粒徑大,在后續處理過程中不易堵塞、不易產生污垢且易沉降,便于后續的過濾以及脫水過程順利地進行。

        優選地,所述罐體的外側壁上固定連接有加熱管,加熱管沿著所述罐體的外側壁從上到下蛇形分布。

        設置加熱管,向加熱管內通入加熱介質從而使得罐體內的溫度控制在50~100℃之間,不僅能夠加快反應的進行,而且能夠在冬季和寒冷地區使用,擴大了該石膏轉晶器的使用范圍。

        優選地,所述晶粒出口上設置有調控閥。

        優選地,所述攪拌槳伸出所述罐體的一端固定連接有變頻調速電機。

        優選地,所述第二筒體的下端設置于所述第一筒體下端的下方。

        優選地,所述第二筒體的頂部設置于第一筒體內。

        本發明還提供了一種稀硫酸廢水的處理方法,包括以下步驟:

        S1:測定稀硫酸廢水中硫酸的濃度,硫酸和重鈣的摩爾比按照87~92:100計算出所需重鈣的摩爾量和質量且稱取重鈣粉料,重鈣粉料的粒級為80~180目或120目以上;

        S2:啟動變頻調速電機,變頻調速電機轉速為500~1000rpm/min,加熱管內通入加熱介質,使得石膏轉晶器內的溫度控制在50~100℃;

        稀硫酸廢水以1100~1400kg/h的速度通入石膏轉晶器的反應結晶區,重鈣粉料以100~200kg/h通入石膏轉晶器的晶型成長區,且向石膏轉晶器內通入循環水,循環水量為900~2714L/h;

        S3:每間隔一小時將石膏轉晶器底部的調控閥打開,收集生成的石膏晶粒且過濾;過濾得到的石膏晶粒每間隔兩小時進行合并制樣且分析;過濾得到的濾液每間隔兩小時進行合并分析且測其PH值;每間隔半小時檢測從排水口溢出的溢出水的PH值。

        本發明的工作原理/有益效果為:第一、該方法得到的溢流水的PH值在6.0~8.0之間,達到工業的排放標準;第二、得到副產物石膏晶粒,該石膏晶粒為二水石膏,該二水石膏的平均粒徑大于0.1mm,遠遠大于現有技術中的30-60μm,有利于沉降過程、過濾過程以及脫水過程的順利進行;石膏晶粒表面的附著水的質量分數小于25%,遠遠小于現有技術中的35%-45%;石膏晶粒純度大于85%,高于現有技術中的75%-85%;該方法制備出來的石膏晶粒的穩定性好,經過后續的過濾和脫水過程得到的二水石膏可直接使用,不需要二次堆放,避免了堆放帶來環境的二次污染。

        優選地,所述重鈣粉料在通入石膏轉晶器的晶型成長區之前先將其與水混合調成重鈣漿料。

        本發明的工作原理/有益效果為:使得加料過程均勻穩定。

        優選地,向所述重鈣漿料中加入晶種。

        本發明的工作原理/有益效果為:晶種對石膏晶粒的形成具有誘導作用,有利于石膏晶粒的快速形成,縮短了稀硫酸廢水的處理時間。

        本發明還提供一種處理稀硫酸廢水得到的二水石膏。

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