CN210559766U

CN210559766U - 一种湿法钒回收废水资源化利用***

Info

Publication number: CN210559766U
Application number: CN201920998851.8U
Authority: CN
Inventors: 谌戡; 李聪; 何小芬; 周铁梦; 何昀; 贺继林
Original assignee: Sichuan Jiuyuan Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Jiuyuan Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2019-06-29
Filing date: 2019-06-29
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2029-06-29

Abstract

本实用新型公开了一种湿法钒回收废水资源化利用***，涉及化工设备领域，其包括预处理单元、氨回收单元、硫酸钠回收单元；所述预处理单元包括：调节池、加药装置、加药反应池、斜板沉淀池、污泥罐、连续自动过滤***。采用本申请，能够实现对湿法钒回收废水的有效处理，处理后的废水能达到《污水综合排放标准》（GB8978‑1996）一级标准。同时，采用本申请，能够回收副产品氨水和硫酸钠，回收氨水浓度达18%~25%，回收的硫酸钠满足《工业无水硫酸钠》（GB/T 6009‑2014）中Ⅰ类一等品要求，更大限度的实现了废水资源化，具有极大的经济价值。本申请构思巧妙，设计合理，使用方便，操作简单。

Description

一种湿法钒回收废水资源化利用***

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，具体为一种湿法钒回收废水资源化利用***。

背景技术

我国制酸工业每年都会产生大量废催化剂，氧化用V-K-Si系催化剂一般V₂O₅含量为6.3%~8%，采用湿法工艺对废催化剂进行提钒回收处理，具有重要的环境效益和经济效益。在湿法提钒回收处理过程中，将产生大量废水，该废水具有高硬度、高含盐、高氨氮等特征。目前，此类废水通常经简单的混凝沉淀，降低废水中硬度后，直接进行生产回用，或采用吹脱、汽提或蒸馏的方法降低废水中的氨氮后进行回用；当废水回用至过饱和时，进行蒸发结晶，得到杂盐，进行外运处置，冷凝液继续生产回用。目前的处理手段无法有效的处理此类废水，且废水中的钠盐作为固废进行处置。如何有效的进行废水处理，降低运行成本，并最大限度的实现资源化利用，是此类废水处理研究的重点。

为此，本申请提供一种湿法钒回收废水资源化利用***，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有处理设备无法有效处理湿法钒回收废水，且废水中的钠盐作为固废进行处理，造成资源浪费的问题，提供一种湿法钒回收废水资源化利用***。采用本申请，能够实现对湿法钒回收废水的有效处理，处理后的废水能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。同时，采用本申请，能够回收副产品氨水和硫酸钠，回收氨水浓度达18%~25%，回收的硫酸钠满足《工业无水硫酸钠》（GB/T 6009-2014）中Ⅰ类一等品要求，更大限度的实现了废水资源化，具有极大的经济价值。本申请构思巧妙，设计合理，使用方便，操作简单，能够满足工业化、大规模生产和应用的需求，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种湿法钒回收废水资源化利用***，包括预处理单元、氨回收单元、硫酸钠回收单元；

所述预处理单元包括：

调节池，废水能在调节池内进行均质均量处理；

加药装置，其与加药反应池相连，用于向加药反应池内加入碱溶液调节pH值至10.0~10.5、添加混凝剂、添加助凝剂；

加药反应池，其分别与调节池、加药装置相连，通过调节溶液pH、投加混凝剂和助凝剂与废水反应，使废水发生絮凝；

斜板沉淀池，其与加药反应池相连，用于对加药反应池内的物质进行静置沉淀，实现固液分离，分别得到上清液、污泥；

污泥罐，其与斜板沉淀池相连，斜板沉淀池产生的污泥能送入污泥罐内；

连续自动过滤***，其与斜板沉淀池相连，斜板沉淀池产生的上清液加碱调节pH值后进入连续自动过滤***中进一步减低废水的SS；

所述氨回收单元包括：

组合槽，利用氨水循环喷射泵循环喷射回收解吸后氨气，对氨气进行浓缩；

负压亚沸碱析脱氨塔，其上端与组合槽相连，组合槽内的废水经余热回收器预热后通过负压亚沸碱析脱氨塔上部进入负压亚沸碱析脱氨塔内，废水经负压亚沸碱析脱氨塔内的分布器均匀分布，并与塔底部上升的热汽流传质传热，分别在塔底得到解吸氨后的塔底废水、塔顶得到氨气；

余热回收器，其分别与组合槽、负压亚沸碱析脱氨塔相连，经负压亚沸碱析脱氨塔得到的塔底废水通过余热回收器与组合槽进入负压亚沸碱析脱氨塔内的废水进行换热；

超重力脱氨分离机，其依次与余热回收器、负压亚沸碱析脱氨塔相连，解吸氨后的塔底废水经余热回收器换热后，被高温泵泵入超重力脱氨分离机中进行残留氨氮脱除；

超级吸氨器，其分别与负压亚沸碱析脱氨塔、超重力脱氨分离机相连，负压亚沸碱析脱氨塔、超重力脱氨分离机产生的氨气能进入超级吸氨器中进行吸收；

氨水储存组件，其与超级吸氨器相连，超级吸氨器内吸收的氨气能送入氨水储存组件中制成氨水；

所述硫酸钠回收单元包括：

中间池，其与超重力脱氨分离机相连，经超重力脱氨分离机处理后的废水能送入至中间池中加酸调节pH值至7~9；

保安过滤器，其与中间池相连；

纳滤设备，其与保安过滤器相连，中间池内的废水经保安过滤器后能进入纳滤设备进行处理，得到的清液进行回用或外排；

冷冻结晶成盐***，其与纳滤设备相连，纳滤设备处理后的溶液能进入冷冻结晶成盐***中进行降温结晶；

离心机，其与冷冻结晶成盐***相连，其能对冷冻结晶成盐***结晶生成的固体进行离心分离，分别得到结晶硫酸钠、母液，母液返回冷冻结晶成盐***中；

烘干机，其与离心机相连，离心机分离得到的结晶硫酸钠经烘干机烘干后，即得硫酸钠成品。

所述预处理单元还包括压滤机，所述污泥罐与压滤机相连且污泥罐内的污泥经压滤机压滤后分别得到第二滤液、泥饼，所述压滤机与调节池相连且压滤机产生的第二滤液能返回调节池进行回用。

所述压滤机产生的泥饼进行污泥外运。

所述氨水储存组件与组合槽相连，所述超级吸氨器内吸收的氨气能送入氨水储存组件中制成氨水；当氨水浓度较低时，部分氨水返回组合槽中进行再次浓缩。

所述氨水储存组件包括与超级吸氨器相连的一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔，所述一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔依次相连，所述一级氨水罐与组合槽相连。

针对前述问题，本申请提供一种湿法钒回收废水资源化利用***，包括预处理单元、氨回收单元、硫酸钠回收单元。

其中，预处理单元主要用于降低废水中的总硬度、SS、重金属离子等。该结构中，废水首先进入调节池；在调节池内均质均量后，调节池的出水进入加药反应池，加入碱将废水pH值调至10~10.5，再加入混凝剂和助凝剂。然后，进入斜板沉淀池进行静置沉淀，实现固液分离。斜板沉淀池下部污泥进入污泥罐，污泥罐内的污泥再经压滤机脱水，脱水产生的滤液返回调节池，污泥外运处置。斜板沉淀池得到的上清液经加碱调pH值至11.5~12后，进入连续自动过滤***，进一步降低废水中的SS。

氨回收单元主要用于降低并回收废水中的氨氮。

经连续自动过滤***处理后进入组合槽，组合槽出口废水利用余热回收器提供的余热进行预热后，泵送至负压亚沸碱析脱氨塔，从塔上部进入，经废水分布器均匀分布与塔底部上升的热汽流传质传热。控制负压亚沸碱析脱氨塔的塔底温度和塔顶温度。解吸氨后的塔底废水被高温泵泵入超重力脱氨分离机，进一步将少量残留氨氮脱出达标后，进入中间池。

超重力脱氨分离机和负压亚沸碱析脱氨塔内上升含氨气体从塔上部排出，送入超级吸氨器回收。一级氨水罐为循环氨水，可回送到组合槽回收水份，同时清洗组合槽上部分填料，确保回收氨水的质量，采用普通循环水冷却。二级氨水罐为产品氨水，采用5℃～10℃循环水冷却。氨水罐中少量的不凝性气体夹带氨气，经尾气吸收塔净化后排至外排。

硫酸钠回收单元主要用于回收废水中的硫酸钠，并使废水达到回用或外排要求。经超重力脱氨分离机处理后的废水送至中间池，加入硫酸将pH值调至7~9后，进入保安过滤器，通过保安过滤器降低废水中的SS等。经保安过滤后的废水进入纳滤***，纳滤清液回用或外排，并得到含Na₂SO₄的浓液。将纳滤***得到的主要含Na₂SO₄的浓液送入冷冻结晶成盐***，冷冻温度控制在1~3℃，后通过离心分离，母液回至冷冻结晶成盐***，结晶硫酸钠进入烘干机，进行烘干后，得到硫酸钠产品。

经实际测定，采用本申请***处理后的废水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准；同时，本申请的装置可回收副产品氨水和硫酸钠，回收氨水浓度为18%~25%，回收的硫酸钠满足《工业无水硫酸钠》（GB/T 6009-2014）中Ⅰ类一等品要求，更大限度的实现了废水资源化，具有极大的经济价值。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

（1）本申请增加了连续自动过滤***，有利于增强钙镁、SS、重金属离子的去除效果，降低设备及管道结垢堵塞的风险，提高硫酸钠产品纯度；

（2）本申请采用负压亚沸碱析脱氨塔、超级吸氨器以及两级氨水吸收罐相配合，可制得浓度为18%~25%的氨水；同时，本申请采用了余热回收器，利用负压亚沸碱析脱氨塔得到的塔底废水与组合槽进入负压亚沸碱析脱氨塔内的废水进行换热，能够有效降低能源消耗，具有较好的节能效果；

（3）本申请采用纳滤对脱氨后的废水进行处理，实现一价盐与二价盐的分离，既能减少后续处理单元负荷，又能提高硫酸钠产品纯度；

（4）本申请采用冷冻结晶的方法回收废水中的硫酸钠，利用硫酸钠在低温时溶解度与氯化钠等盐类变化显著，所得硫酸钠纯度高，且能耗比传统的三效蒸发降低30%以上；

（5）本申请在离心分离硫酸钠的过程中，采用低温水喷淋，进一步提高硫酸钠纯度；

（6）采用本申请处理的废水能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，同时可回收副产品氨水和硫酸钠，回收氨水浓度为18%~25%，回收的硫酸钠满足《工业无水硫酸钠》（GB/T 6009-2014）中Ⅰ类一等品要求，更大限度的实现了废水资源化，具有极大的经济价值。

附图说明

图1实施例1的处理装置结构示意图。

图中标记：1、预处理单元，2、氨回收单元，3、硫酸钠回收单元，10、调节池，11、加药装置，12、加药反应池，13、斜板沉淀池，14、污泥罐，15、连续自动过滤***，16、压滤机，20、组合槽，21、负压亚沸碱析脱氨塔，22、超重力脱氨分离机，23、超级吸氨器，24、一级氨水罐，25、二级氨水罐，26、尾气吸收塔，30、中间池，31、保安过滤器，32、纳滤设备，33、冷冻结晶成盐***，34、离心机，35、烘干机。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例的湿法钒回收废水资源化利用***包括预处理单元、氨回收单元、硫酸钠回收单元。

其中，预处理单元包括调节池、加药装置、加药反应池、斜板沉淀池、污泥罐、连续自动过滤***。该结构中，加药反应池分别与调节池、加药装置相连，加药反应池与斜板沉淀池相连，斜板沉淀池分别与污泥罐、连续自动过滤***相连。

氨回收单元包括组合槽、负压亚沸碱析脱氨塔、超重力脱氨分离机、超级吸氨器、氨水储存组件。其中，利用氨水循环喷射泵循环喷射回收解吸后氨气，对氨气进行浓缩；负压亚沸碱析脱氨塔上端与组合槽相连，组合槽内的废水经负压亚沸碱析脱氨塔上部进入负压亚沸碱析脱氨塔内，废水经负压亚沸碱析脱氨塔内的分布器均匀分布，并与塔底部上升的热汽流传质传热，分别在塔底得到解吸氨后的塔底废水、塔顶得到氨气；超重力脱氨分离机与负压亚沸碱析脱氨塔的下端相连，解吸氨后的塔底废水被高温泵泵入超重力脱氨分离机中进行残留氨氮脱除；超级吸氨器分别与负压亚沸碱析脱氨塔、超重力脱氨分离机相连，负压亚沸碱析脱氨塔、超重力脱氨分离机产生的氨气能进入超级吸氨器中进行吸收；氨水储存组件分别与超级吸氨器、组合槽相连，超级吸氨器内吸收的氨气能送入氨水储存组件中制成氨水，部分氨水能返回组合槽中。本实施例中，氨水储存组件包括与超级吸氨器相连的一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔，一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔依次相连，一级氨水罐与组合槽相连。

硫酸钠回收单元包括中间池、保安过滤器、纳滤设备、冷冻结晶成盐***、离心机、烘干机。其中，超重力脱氨分离机、中间池、保安过滤器、纳滤设备依次相连，中间池内的废水经保安过滤器后能进入纳滤设备进行处理，得到的清液进行回用或外排，同时得到主要含Na₂SO₄的浓液；纳滤设备与冷冻结晶成盐***相连，纳滤设备处理后的溶液能进入冷冻结晶成盐***中进行降温结晶；冷冻结晶成盐***与离心机相连，冷冻结晶成盐***结晶生成的固体经离心机离心分离后，分别得到结晶硫酸钠、母液，母液返回冷冻结晶成盐***中；离心机与烘干机相连，离心机分离得到的结晶硫酸钠进入烘干机内烘干。

本实施例中，预处理单元还包括压滤机，污泥罐与压滤机相连且污泥罐内的污泥经压滤机压滤后分别得到第二滤液、泥饼，压滤机与调节池相连且压滤机产生的第二滤液能返回调节池进行回用，压滤机产生的泥饼进行污泥外运。

本实施例中，氨回收单元还包括余热回收器，其与负压亚沸碱析脱氨塔的下端、组合槽出口相连，经负压亚沸碱析脱氨塔处理后的废水向余热回收器提供余热，用于对组合槽出水进行预热后，进入负压亚沸碱析脱氨塔内。

湿法钒回收废水进入调节池均质均量后，出水进入加药反应池，加入碱将废水pH值调至10.5，再加入PAC、PAM，后进入斜板沉淀池进行静置沉淀，斜板沉淀池下部污泥进入污泥罐，经压滤机脱水后滤液回至调节池，污泥外运处置。

斜板沉淀池上清液加碱调pH值至11.8后进入连续自动过滤***，出水利用余热回收器提供的余热进行预热后进入组合槽，利用解氨剂泵和氨水循环喷射泵循环喷射后回收解吸后氨气的热量，废水经组合槽后泵送至负压亚沸碱析脱氨塔。控制负压亚沸碱析脱氨塔的塔底温度115℃和塔顶温度95℃。解吸氨后的塔底废水被高温泵泵入超重力脱氨分离机进行处理，而后进入中间池。

超重力脱氨分离机和负压亚沸碱析脱氨塔内上升含氨气体从塔上部排出，送入超级吸氨器回收。一级氨水罐为循环氨水，二级氨水罐为产品氨水，氨水浓度21.2%，采用5℃循环水冷却。

向中间池加入硫酸将pH值调至8.6后进入保安过滤，经保安过滤后的废水进入纳滤***，纳滤清液回用或外排。浓液进入冷冻结晶成盐***，冷冻温度控制在2℃，后通过离心分离，母液回至冷冻结晶成盐***，结晶硫酸钠进入烘干机，进行烘干后得到硫酸钠产品，纯度99.2%。

本实施例的废水处理水质测定结果如下表1所示。

表1废水进出水水质

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种湿法钒回收废水资源化利用***，其特征在于，包括预处理单元、氨回收单元、硫酸钠回收单元；

所述预处理单元包括：

调节池，废水能在调节池内进行均质均量处理；

所述氨回收单元包括：

所述硫酸钠回收单元包括：

保安过滤器，其与中间池相连；

2.根据权利要求1所述的湿法钒回收废水资源化利用***，其特征在于，所述预处理单元还包括压滤机，所述污泥罐与压滤机相连且污泥罐内的污泥经压滤机压滤后分别得到第二滤液、泥饼，所述压滤机与调节池相连且压滤机产生的第二滤液能返回调节池进行回用。

3.根据权利要求2所述的湿法钒回收废水资源化利用***，其特征在于，所述压滤机产生的泥饼进行污泥外运。

4.根据权利要求1或2或3所述的湿法钒回收废水资源化利用***，其特征在于，所述氨水储存组件与组合槽相连，所述超级吸氨器内吸收的氨气能送入氨水储存组件中制成氨水；当氨水浓度较低时，部分氨水返回组合槽中进行再次浓缩。

5.根据权利要求1或2或3所述的湿法钒回收废水资源化利用***，其特征在于，所述氨水储存组件包括与超级吸氨器相连的一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔，所述一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔依次相连，所述一级氨水罐与组合槽相连。

6.根据权利要求4所述的湿法钒回收废水资源化利用***，其特征在于，所述氨水储存组件包括与超级吸氨器相连的一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔，所述一级氨水罐、二级氨水罐、尾气吸收塔依次相连，所述一级氨水罐与组合槽相连。