專利名稱：一種五氧化二釩廢水處理及資源循環(huán)利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種エ業(yè)廢水處理及資源循環(huán)利用，尤其是涉及ー種五氧化ニ釩的廢水處理及資源循環(huán)利用裝置。
背景技術(shù)：
五氧化ニ礬(V2O5)用途廣泛，可以用于制造釩鐵合金鋼，在合成氨エ業(yè)中起脫碳、脫硫和催化劑作用，是印染、陶瓷的著色材料，石油化工裝置中設(shè)備防腐的緩蝕劑，也是制備釩化合物的原料。生產(chǎn)五氧化ニ釩的傳統(tǒng)エ藝為采礦一選礦一破碎、粉碎一混料一制球一焙燒一水浸一沉清一離子交換一沉粗釩—過濾一銨沉_鍛燒一廣品生產(chǎn)五氧化ニ釩的廢水主要是沉釩廢水，來源于焙燒熟料浸出過程。生產(chǎn)過程中 采用的浸出方法為普遍適用的鈉化焙燒熟料水浸。在浸出過程中除了釩的可溶性化合物溶解外，鈉化焙燒過程中生成的ー些可溶性雜質(zhì)離子，如Fe2+、Fe3+、Cr3+、Mn2+、Al3+、SiO32IPPO43^等也被溶解。然而這些雜質(zhì)離子在浸出液的pH值(正常情況下為7. 5 9. 0)下，或經(jīng)調(diào)整pH值后，大部分發(fā)生水解反應(yīng)而沉淀進(jìn)入渣中。Si032_和P043_水解后生成可溶性化合物，繼續(xù)留在浸出液中。經(jīng)多次洗浸后的含釩溶液聚集了濃度較高的Na+、SS和有毒重金屬離子，特別是的V5+、Cr6+。Cr6+經(jīng)呼吸道吸人的不溶性鉻鹽長期停留在肺組織內(nèi)，是導(dǎo)致肺癌的主要因素之一 ；V可刺激呼吸、消化及神經(jīng)系統(tǒng)，也可損害皮膚、心臟和腎臟，使皮膚出現(xiàn)炎癥并引起變態(tài)性疾病。同時鈉法焙燒沉釩廢水含有高濃度的氨氮，具有消耗水體的溶解氧，加速底泥中營養(yǎng)物質(zhì)的釋放、影響給水水源，增加給水成本、氮化合物對人體和生物有毒害作用、出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化等危害?？梢姵菱C廢水對環(huán)境及人體的危害極大。因此，促進(jìn)五氧化ニ釩廢水高效處理、無害化與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)具有重大的實際意義。中國專利201010147663. 8公開了ー種五氧化ニ釩提取エ藝中的水循環(huán)利用方法，其步驟為a、把提取后的污水排入污水蓄水池；b、對污水進(jìn)行反滲透濃縮，然后用蒸發(fā)器蒸餾；c、處理后的凈水排入到凈水蓄水池；d、把凈水蓄水池再用于焙燒后的浸泡；e、在提取后的污水再循環(huán)排入污水蓄水池。由于對在提取過程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行了循環(huán)利用，實現(xiàn)了污水零排放，避免了是排放對環(huán)境造成的污染，降低了浸泡的用水量，用水量只有原來的2/3左右。中國專利200610032557.9公開了五氧化ニ釩生產(chǎn)中廢水的處理及其全循環(huán)技木。將樹脂吸附提釩エ段的尾水作為浸取エ段的浸釩用水，以及將銨鹽沉釩廢水在補(bǔ)充氯化鈉后作為解吸エ段的釩鹽解吸用水，在設(shè)定的時間內(nèi)直接循環(huán)使用；然后在尾水中加入硫化鐵礦粉和硫化鈉，在沉釩廢水中加入石灰和硫化鈉，攪拌、靜止沉淀，將清夜按上法繼續(xù)循環(huán)使用；將以上經(jīng)過反復(fù)的處理和循環(huán)，導(dǎo)致積累了高濃度鈉鹽飛廢水排入到加鹽制球エ段鹽水池中，作為加鹽制球エ段的鹽水使用。該技術(shù)既解決的是五氧化ニ釩生產(chǎn)中尾水和沉釩廢水的污染問題，又可使廢水中的鈉鹽得到充分利用。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有五氧化ニ釩廢水成分復(fù)雜、治理難度大、達(dá)標(biāo)排放難、回收利用難等問題，提供一種將反滲透技術(shù)和電滲析技術(shù)相結(jié)合的五氧化ニ釩生產(chǎn)廢水的治理和再生循環(huán)利用裝置，不僅從根本上解決五氧化ニ釩廢水的污染問題，而且通過廢水的再生資源化利用，節(jié)約自來水用水量，減少單位產(chǎn)品的水耗，并通過回收高濃度鈉鹽廢水，從而減少五氧化ニ釩生產(chǎn)原料氯化鈉的消耗，最終實現(xiàn)廢水污染物零排放。本實用新型設(shè)有調(diào)節(jié)池、還原反應(yīng)池、中和反應(yīng)池、沉淀池、過濾裝置、活性炭吸附裝置、中間池、低壓反滲透系統(tǒng)、高壓反滲透系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng)、污泥池和污泥脫水裝置。所述調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口與五氧化ニ釩廢水出ロ連接，調(diào)節(jié)池的出水ロ與還原反應(yīng)池的進(jìn)水ロ連接，還原反應(yīng)池的出水ロ與中和反應(yīng)池的進(jìn)水ロ連接，中和反應(yīng)池的出水ロ與沉淀池的進(jìn)水口連接，沉淀池的出水ロ與過濾裝置的進(jìn)水口連接，沉淀池的污泥出ロ與污泥池連接，污泥池和污泥脫水裝置之間設(shè)有污泥泵，過濾裝置的出水ロ與活性炭吸附裝置的進(jìn)水ロ連接，活性炭吸附裝置的出水ロ與中間池的進(jìn)水ロ連接，中間池的出水ロ與低壓 反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，低壓反滲透系統(tǒng)的透析液的出水ロ與再生水箱的進(jìn)水口連接，低壓反滲透系統(tǒng)的濃縮液的出水ロ與高壓反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，高壓反滲透系統(tǒng)的透析液的出水ロ與再生水箱的進(jìn)水口連接，再生水箱的出水ロ經(jīng)管道與五氧化ニ釩生產(chǎn)中浸提エ段的浸泡池連接，高壓反滲透系統(tǒng)的濃縮液的出水ロ與電滲析系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，電滲析系統(tǒng)的透析液的出水ロ經(jīng)水泵與高壓反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，電滲析系統(tǒng)的濃縮液的出水ロ經(jīng)管道與五氧化ニ釩生產(chǎn)中加鹽制球エ段的鹽水池連接。采用本實用新型進(jìn)行五氧化ニ釩廢水處理及資源循環(huán)利用的方法包括以下步驟步驟⑴還原廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量、均衡水質(zhì)，然后由泵打入還原反應(yīng)池，在還原反應(yīng)池中加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為2 3，經(jīng)充分混合均勻后，在酸性條件下投加還原劑，將廢水中的六價鉻還原為三價鉻，經(jīng)充分反應(yīng)后流入中和反應(yīng)池。所述還原反應(yīng)池上設(shè)有PH調(diào)節(jié)劑加藥裝置和還原劑加藥裝置，中和反應(yīng)池上設(shè)有堿加藥裝置；所述PH調(diào)節(jié)劑為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、碳酸或こ酸的ー種，PH調(diào)節(jié)劑最佳為硫酸；所述還原劑為硫酸亞鐵、亞硫Ife氣納、亞硫Ife納、硫化納或硫代硫Ife納的一種。步驟⑵沉淀在中和反應(yīng)池中投加堿，使得廢水中的大部分重金屬離子生成氫氧化物沉淀，反應(yīng)完全后流入沉淀池進(jìn)行泥水分離，污泥沉淀經(jīng)泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脫水裝置中進(jìn)行過濾分離，上清液經(jīng)管道進(jìn)入過濾裝置。所述堿為石灰、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇或氨水的ー種，堿最佳為石灰。步驟⑶過濾沉淀分離所得的上清液經(jīng)過過濾裝置分離，除去廢水中的大顆粒固體懸浮物。所述過濾裝置為砂濾裝置或多介質(zhì)過濾裝置的ー種；所述多介質(zhì)過濾裝置的濾料為石英砂、無煙煤和卵石，過濾速度為7. 5 20m/h。多介質(zhì)過濾裝置工作壓カ彡0. 6MPa，0. 04MPa彡進(jìn)水水壓彡0. 4MPa，反沖洗進(jìn)水水壓彡0. 15MPa，進(jìn)出ロ壓差為0. 01 0. 015MPa,反沖洗強(qiáng)度為4 25lV(s m)，反沖洗歷時3 7min，反洗膨脹率為40% 50%。[0017]步驟⑷活性炭吸附將過濾所得的廢水經(jīng)過活性炭吸附裝置，進(jìn)ー步去除殘留在廢水中的固體懸浮物和重金屬離子，得到凈化廢水，并流入中間池。步驟(5):低壓反滲透脫鹽將中間池中的浄化廢水泵入低壓反滲透系統(tǒng)脫鹽得透析液A和濃縮液B，透析液A收集到再生水箱，而濃縮液B則進(jìn)入高壓反滲透系統(tǒng)。所述低壓反滲透系統(tǒng)是將含氯化鈉0. 5 2. 0%的凈化廢水經(jīng)過低壓反滲透脫鹽處理，分離成滲析液E和含鹽I. 5 4. 0%的濃縮液B ;所述低壓反滲透系統(tǒng)中反滲透膜為對氯化鈉截留率大于96%的反滲透膜，膜組件卷式膜組件，工作壓カ為15 45bar，工作溫度為20 45°C。步驟(6):高壓反滲透脫鹽 將低壓反滲透系統(tǒng)脫鹽所得的濃縮液B泵入高壓反滲透系統(tǒng)脫鹽得透析液C和濃縮液D，透析液C與透析液A合并進(jìn)入到再生水箱，得到再生水，并作為生產(chǎn)中浸提エ段的浸釩用水，濃縮液D則進(jìn)入電滲析系統(tǒng)。所述高壓反滲透系統(tǒng)是將含氯化鈉I. 5% 4. 0%的低壓反滲透濃縮液B經(jīng)過高壓反滲透脫鹽處理，分離成滲析液F和含鈉鹽4. 5 % 8. 5 %的濃縮液D ;所述高壓反滲透系統(tǒng)中反滲透膜為對氯化鈉截留率大于98%的反滲透復(fù)合膜，膜組件卷式膜組件，工作壓カ為15 65bar，工作溫度為20 45°C。步驟(7)電滲析濃縮高壓反滲透脫鹽所得的濃縮液D通過水泵進(jìn)入電滲析系統(tǒng)濃縮，產(chǎn)生的滲析液3進(jìn)入步驟(6)的高壓反滲透系統(tǒng)中，繼續(xù)循環(huán)處理，而含高濃度鈉鹽的濃縮液3則排入到五氧化ニ釩生產(chǎn)中的加鹽制球エ段鹽水池中，作為加鹽制球エ段的鹽水使用，減少氯化鈉加入量。所述電滲析系統(tǒng)是將高壓反滲透系統(tǒng)所得的含鈉鹽4. 5% 8. 5%的濃縮液D經(jīng)過電滲析分離成滲析液3和含鈉鹽8. 0% 15. 5%的電滲析濃縮液3，電滲析的工作電壓為50 250V，電流強(qiáng)度為I 3A。五氧化ニ釩生產(chǎn)エ序為①破碎、粉碎，②制球，③焙燒，④浸提，⑤沉清，⑥離子交換，⑦沉釩，⑧過濾，⑨洗滌、甩干，⑩煅燒等多個エ段。本實用新型是將五氧化ニ釩廢水進(jìn)行深度處理，變廢為寶，在處理五氧化ニ釩廢水的同時充分利用廢水中高濃度的鈉鹽，使得廢水再生循環(huán)利用的裝置。該實用新型設(shè)備簡單，運行成本低，不產(chǎn)生二次污染，而回收的含高濃度鈉鹽的廢水可以排入到制球用鹽水池中，作為加鹽制球的鹽水重新利用，再生回用水可以作為浸提エ段的浸釩用水循環(huán)利用到生產(chǎn)エ藝中去，不僅能夠提高資源利用率，還能徹底解決廢水排放產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，做到廢水污染物零排放，提高經(jīng)濟(jì)效益。特別是采用該裝置可以將五氧化ニ釩廢水中有價值的鈉鹽回收并再利用，不但可以減少對原料的消耗，還可以確保五氧化ニ釩的產(chǎn)品質(zhì)量。

圖I為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實施方式
本實用新型是在對現(xiàn)有五氧化ニ釩生產(chǎn)廢水的成份、性質(zhì)和現(xiàn)有處理方案進(jìn)行深入系統(tǒng)的對比研究之后完成的對五氧化ニ釩廢水處理及再生循環(huán)利用エ藝的設(shè)計，通過還原反應(yīng)池、過濾裝置、反滲透系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng)等エ藝的組合運用，從而形成一種五氧化ニ釩廢水處理及資源循環(huán)利用裝置及方法。下面實施例將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)ー步的說明。參見圖1，本實用新型實施例設(shè)有調(diào)節(jié)池I、還原反應(yīng)池2、中和反應(yīng)池3、沉淀池4、過濾裝置5、活性炭吸附裝置6、中間池7、低壓反滲透系統(tǒng)8、高壓反滲透系統(tǒng)9、電滲析系統(tǒng)10、污泥池11和污泥脫水裝置12。所述調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口與五氧化ニ釩廢水出ロ連接，調(diào)節(jié)池I的出水ロ與還原反應(yīng)池2的進(jìn)水口連接，還原反應(yīng)池2的出水ロ與中和反應(yīng)池3的進(jìn)ロ連接，中和反應(yīng)池3的出水ロ與沉淀池4的進(jìn)水ロ連接，沉淀池4的出水ロ與過濾裝置5的進(jìn)水ロ連接，沉淀池4的污泥出口與污泥池11連接，污泥池11和污泥脫水裝置12之間設(shè)有污泥泵13，過濾裝置5 的出水ロ與活性炭吸附裝置6的進(jìn)水口連接，活性炭吸附裝置6的出水ロ與中間池7的進(jìn) 水口連接，中間池7的出水ロ與低壓反滲透系統(tǒng)8的進(jìn)水口連接，低壓反滲透系統(tǒng)8的透析液A的出水ロ與再生水箱14的進(jìn)水口連接，低壓反滲透系統(tǒng)8濃縮液B的出水ロ與高壓反滲透系統(tǒng)9的進(jìn)水口連接，高壓反滲透系統(tǒng)9透析液C的出水ロ與再生水箱14的進(jìn)水口連接，再生水箱14的出水ロ經(jīng)管道與五氧化ニ釩生產(chǎn)中浸提エ段的浸泡池連接，高壓反滲透系統(tǒng)9濃縮液D的出水ロ與電滲析系統(tǒng)10的進(jìn)水口連接，電滲析系統(tǒng)10透析液3的出水ロ經(jīng)水泵15與高壓反滲透系統(tǒng)9的進(jìn)水口連接，電滲析系統(tǒng)10濃縮液3的出水ロ經(jīng)管道與五氧化ニ釩生產(chǎn)中加鹽制球エ段的鹽水池連接。以下結(jié)合圖I所示，給出五氧化ニ釩廢水處理及資源循環(huán)利用方法的具體實施例。實施例I1200噸/日五氧化ニ釩廢水處理及資源循環(huán)利用工程。所述五氧化ニ釩廢水的水質(zhì)情況如表I所示。表I五氧化ニ釩廢水的水質(zhì)情況
權(quán)利要求1.一種五氧化ニ釩廢水處理及資源循環(huán)利用裝置，其特征在于設(shè)有調(diào)節(jié)池、還原反應(yīng)池、中和反應(yīng)池、沉淀池、過濾裝置、活性炭吸附裝置、中間池、低壓反滲透系統(tǒng)、高壓反滲透系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng)、污泥池和污泥脫水裝置； 所述調(diào)節(jié)池的進(jìn)水ロ與五氧化ニ釩廢水出ロ連接，調(diào)節(jié)池的出水ロ與還原反應(yīng)池的進(jìn)水ロ連接，還原反應(yīng)池的出水ロ與中和反應(yīng)池的進(jìn)水ロ連接，中和反應(yīng)池的出水ロ與沉淀池的進(jìn)水口連接，沉淀池的出水ロ與過濾裝置的進(jìn)水口連接，沉淀池的污泥出ロ與污泥池連接，污泥池和污泥脫水裝置之間設(shè)有污泥泵，過濾裝置的出水ロ與活性炭吸附裝置的進(jìn)水ロ連接，活性炭吸附裝置的出水ロ與中間池的進(jìn)水ロ連接，中間池的出水ロ與低壓反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，低壓反滲透系統(tǒng)的透析液的出水ロ與再生水箱的進(jìn)水口連接，低壓反滲透系統(tǒng)的濃縮液的出水ロ與高壓反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，高壓反滲透系統(tǒng)的透析液的出水ロ與再生水箱的進(jìn)水口連接，再生水箱的出水ロ經(jīng)管道與五氧化ニ釩生產(chǎn)中浸提エ段的浸泡池連接，高壓反滲透系統(tǒng)的濃縮液的出水ロ與電滲析系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，電滲析系統(tǒng)的透析液的出水ロ經(jīng)水泵與高壓反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水口連接，電滲析系統(tǒng)的濃縮液的出水口經(jīng)管道與五氧化ニ釩生產(chǎn)中加鹽制球エ段的鹽水池連接。
專利摘要一種五氧化二釩廢水處理及資源循環(huán)利用裝置，涉及一種工業(yè)廢水處理及資源循環(huán)利用。提供一種將反滲透技術(shù)和電滲析技術(shù)相結(jié)合的五氧化二釩生產(chǎn)廢水的治理和再生循環(huán)利用裝置，不僅從根本上解決五氧化二釩廢水的污染問題，而且通過廢水的再生資源化利用，節(jié)約自來水用水量，減少單位產(chǎn)品的水耗，并通過回收高濃度鈉鹽廢水，從而減少五氧化二釩生產(chǎn)原料氯化鈉的消耗，最終實現(xiàn)廢水污染物零排放。設(shè)有調(diào)節(jié)池、還原反應(yīng)池、中和反應(yīng)池、沉淀池、過濾裝置、活性炭吸附裝置、中間池、低壓反滲透系統(tǒng)、高壓反滲透系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng)、污泥池和污泥脫水裝置。
文檔編號C01G31/02GK202542982SQ201220166958
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者張世文, 李 杰, 許雅玲, 趙玉琴 申請人:波鷹(廈門)科技有限公司