CN215627383U - 一种石墨废水处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石墨废水处理***，其包括预处理单元、浓缩单元以及蒸发结晶单元。本申请通过无机膜的设置，能够有效去除废水中的颗粒、悬浮物、胶体等杂质，提高废水的处理效率以及石墨废水杂质的去除率；进一步地，通过在反应池内安装曝气机对反应体系进行曝气，不仅增加了石灰与石墨废水中的H⁺、F^‑等的碰撞频率，提高反应速率以及石灰的使用率，还能够将废液中的Fe、Mn等重金属离子氧化成不溶物，便于Fe、Mn等重金属离子的去除；本申请中的石墨废水处理***工艺流程短、占地面积小、运行成本低。

Description

一种石墨废水处理***

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种石墨废水处理***。

背景技术

石墨生产加工中一般会使用氢氟酸、硝酸以及盐酸等混合酸，产生的石墨废水不仅腐蚀性强、氟离子含量高，而且成分复杂、含盐量高、危害性大。

专利CN201821005427.0公开了一种石墨废水处理***，其包括依次相连的一次沉淀装置、二次沉淀装置和多级过滤装置，其中，一次沉淀装置又包括依次相连的中和反应池、压滤机，二次沉淀装置又包括依次相连的曝气池和二次沉淀池，多级过滤装置又包括与二次沉淀池相连的锰砂过滤器以及超滤过滤器。通过将石墨废水通入中和反应池，然后向中和反应池中加入石灰与废水进行反应，然后对反应后的废水进行压滤去除泥浆，然后向压滤后得到的滤液中加药反应使得悬浮物以及胶体絮凝沉淀，最后进行多介质过滤器和超滤单元去除滤液中的悬浮物以及胶体。此方式处理流程长、药剂投加量大、运行成本高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种石墨废水处理***，能够有效除杂且缩短石墨废水的处理流程。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供一种石墨废水处理***，其包括预处理单元、浓缩单元以及蒸发结晶单元，所述预处理单元包括能够用于通入石墨废水以及石灰的反应池、与所述反应池相连接且用于对反应后的石墨废水进行过滤的膜过滤池、与所述膜过滤池相连接且能够用于对过滤后的滤液进行pH调节的调节池，其中，所述膜过滤池中所使用的过滤膜为无机膜；

所述浓缩单元包括纳滤装置、反渗透装置，所述纳滤装置的进水端与所述调节池相连接，所述纳滤装置的淡水出水端与所述反渗透装置相连接；

所述蒸发结晶单元包括多效蒸发装置，所述多效蒸发装置的进水端与所述纳滤装置的浓水出水端相连接。

优选地，所述无机膜为Al₂O₃膜、ZrO₂膜、TiO₂膜、Si₃N₄膜中的任一种，或者，所述无机膜为含有Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Si₃N₄中至少两种组分的复合膜。

进一步优选地，所述无机膜为管式无机膜和/或平板式无机膜。

优选地，所述反应池内安装有能够用于通入气体并进行曝气的曝气机。

进一步优选地，所述曝气机的曝气端至所述反应池的底面的距离为10~20cm。

优选地，所述反应池的下部设有与所述反应池相连通且能够用于通入石墨废水的进料口，所述反应池的上部设有与所述反应池相连通且能够排出反应后的反应液的出料口，所述出料口与所述膜过滤池相连通。

优选地，所述预处理单元还包括能够对所述石墨废水进行搅拌混合的均质池，所述均质池与所述反应池相连通，所述均质池安装有能够用于搅拌石墨废水的第一搅拌装置，所述第一搅拌装置包括第一搅拌桨、与所述第一搅拌桨相连接的第一搅拌轴、与所述第一搅拌轴相连接且能够驱动所述第一搅拌轴转动的第一动力源，所述第一搅拌桨设置在所述均质池内。

进一步优选地，所述第一搅拌轴穿过所述均质池与所述第一搅拌桨相连接，所述第一动力源设置在所述均质池外。

优选地，所述膜过滤池设有与所述膜过滤池相连通的且能够用于排出泥渣的排渣口、能够用于排出滤液的排液口，所述排渣口上连接有用于对泥渣进行压滤的压滤机，所述压滤机的排液口与所述均质池相连通。

进一步优选地，所述石墨废水处理***还包括能够收集水的回用水池，所述反渗透装置上的淡水出口与所述回用水池相连通，所述反渗透装置上的浓水出口与所述均质池相连通；所述多效蒸发装置上的蒸发液出口与所述回用水池相连通。

优选地，所述调节池上安装有能够用于搅拌的第二搅拌装置，所述第二搅拌装置包括第二搅拌桨、与所述第二搅拌桨相连接的第二搅拌轴、与所述第二搅拌桨相连接且能够驱动所述第二搅拌轴转动的第二动力源，所述第二搅拌桨设置在所述调节池内。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本申请通过无机膜的设置，能够有效去除废水中的颗粒、悬浮物、胶体等杂质，提高废水的处理效率以及石墨废水杂质去除率；

进一步地，通过在反应池内安装曝气机对反应体系进行曝气，不仅增加了石灰与石墨废水中的H⁺、F^-等的碰撞频率，提高反应速率以及石灰的使用率，还能够将废液中的Fe、Mn等重金属离子氧化成不溶物，便于Fe、Mn等重金属离子的去除；

本申请中的石墨废水处理***工艺流程短、占地面积小、运行成本低。

附图说明

附图1为本实用新型中的一种石墨废水处理***的结构简图；

附图2为本实用新型中的一种石墨废水处理***的流程图；

其中，1、均质池；11、第一搅拌装置；2、反应池；21、曝气机；22、石灰加药机；3、膜过滤池；4、调节池；41、第二搅拌装置；42、盐酸加药机；5、纳滤装置、6、反渗透装置；7、多效蒸发装置；8、回用水池；9、压滤机。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

一种石墨废水处理***，其包括预处理单元、浓缩单元以及蒸发结晶单元。

预处理单元包括依次相连接的均质池1、反应池2、膜过滤池3以及调节池4。

均质池1上开设有与均质池1相连通的进液口、出液口。进液口能够用于通入石墨废水，出液口能够用于排出均质后的石墨废水。均质池1还安装有第一搅拌装置11，第一搅拌装置11包括第一搅拌桨、第一搅拌轴以及第一动力源。第一搅拌轴的两端分别与第一动力源以及第一搅拌桨相连接，第一搅拌桨设置在均质池1内。第一动力源为第一搅拌轴提供转动的动力，能够使第一搅拌轴沿着自身轴心线转动从而带动第一搅拌桨转动，进而对均质池1内的石墨废水进行搅拌以对石墨废水起到均质作用，均质后的石墨废水在进行下一步反应时，反应效率更高。作为优选，第一动力源为驱动电机。进一步地，第一动力源设置在均质池1外，第一搅拌轴的一端能够穿过均质池1并与第一动力源相连接。为了保证均质效果，均质池1优选为圆柱体，圆柱体的均质池1的设置能够有效提高均质的均匀性。

反应池2上开设有进料口、出料口。反应池2上的进料口与均质池1的出液口能够通过管路相连通，从而使均质后的石墨废水能够通入反应池2中。反应池2上还连接有石灰加药机22，用于向反应池2内加入石灰。通过向反应池2内加入石灰，一方面能够对石墨废水进行中和，去除石墨废水中的酸，另一方面能够去除石墨废水中的氟离子。

为了增加反应效果，反应池2内还安装了曝气机21。通过对反应池2内的石墨废水进行曝气处理，第一、能够对石墨废水起到搅拌混合作用，保证非溶解物呈悬浮状态，更加利于反应；第二、增加了石灰与石墨废水中的H⁺、F^-等的碰撞频率，提高了反应速率以及石灰的使用率；第三、由于石墨废水中含有Fe、Mn等重金属离子，通过曝气使空气进入石墨废水中，空气中的氧气能够使Fe、Mn等重金属离子氧化形成不溶物，便于Fe、Mn等重金属离子的去除，提高了石墨废水杂质的去除率。

作为优选，进料口开设在反应池2主体的下方，出料口开设在反应池2主体的上方，曝气机21的曝气端至反应池2的底面的距离为10~20cm。石墨废水从反应池2的底部进入反应池2，通过曝气机21的不断曝气，石墨废水在上升的过程中不断反应，当反应后的石墨废水上升至顶部时从上方的出料口排出，新通入的石墨废水又再次从底部经曝气反应，如此可以实现石墨废水的连续化反应。

经反应后的反应液通过反应池2上的出料口排入膜过滤池3。膜过滤池3上设有排渣口以及排液口。反应液在膜过滤池3中实现固液分离，离子、水等小分子物质从膜过滤池3的排液口排出，悬浮物、残渣、胶体等杂质形成泥渣从排渣口排出。膜过滤池3中使用的膜为无机膜，无机膜孔径分布窄、分离效率高、过滤效果稳定，能够有效去除废水中的颗粒、悬浮物、胶体等。无机膜可以为Al₂O₃膜、ZrO₂膜、TiO₂膜、Si₃N₄膜中的任一种，无机膜也可以为含有Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Si₃N₄中至少两种组分的复合膜。在本申请中，管式无机膜和/或平板式无机膜均适用。

进一步地，排渣口还连接有压滤机9。通过压滤机9能够对泥渣进行进一步脱水，脱水后的泥渣外运。压滤机9的排液口与均质池1的进液口相连通，泥渣中脱除的水分回到均质池1。

膜过滤池3的排液口与调节池4相连接。调节池4上连接有盐酸加药机42，盐酸加药机42能够根据实际需求向调节池4通入盐酸。为了充分去除石墨废水中的杂质，在反应阶段投入的石灰是微过量的，通过向调节池4中添加盐酸可以将反应后的石墨废水的pH调节至中性，去除反应后的石墨废水中的石灰。为了充分反应，调节池4还安装有第二搅拌装置41，第二搅拌装置41包括第二搅拌桨、第二搅拌轴以及第二动力源。第二搅拌轴的两端分别与第二动力源以及第二搅拌桨相连接，第二搅拌桨设置在调节池4内。第二搅拌装置41的安装方式可以与第一搅拌装置11的安装方式相同，在此不一一赘述。调节池4内也可以根据实际需求向其中加入阻垢剂、杀菌剂等药剂。

浓缩单元包括纳滤装置5、反渗透装置6。

纳滤装置5可以为单段式纳滤装置或者多段式纳滤装置。作为优选，纳滤装置5为两段式纳滤装置。通过纳滤装置5对废水进行浓缩使其含盐量达到100000mg/L以上，便于下一步高效、快速的蒸发结晶。纳滤装置5的淡水出口与反渗透装置6相连接，经反渗透装置6进一步除盐后可实现除盐水的再次利用。

反渗透装置6可以为一级反渗透装置或者二级反渗透装置。作为优选，反渗透装置6为二级反渗透装置。反渗透装置6上的浓水出口与均质池1的进料口相连接，反渗透装置6上的淡水出口排出的除盐水能够再次利用。

蒸发结晶单元包括多效蒸发装置7，纳滤装置5上的浓水出口与多效蒸发装置7相连接，通过多效蒸发装置7可以将含盐浓水蒸发结晶得到氯化钙、硝酸钙的混盐产品。

本申请还设置了回用水池8，回用水池8分别与反渗透装置6的淡水出口、多效蒸发装置7的蒸发液出口相连接，用于收集处理后的水。

本申请中的纳滤装置5、反渗透装置6、多效蒸发装置7均为市售装置。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨废水处理***，其特征在于：石墨废水处理***包括预处理单元、浓缩单元以及蒸发结晶单元，所述预处理单元包括能够用于通入石墨废水以及石灰的反应池（2）、与所述反应池（2）相连接且用于对反应后的石墨废水进行过滤的膜过滤池（3）、与所述膜过滤池（3）相连接且能够用于对过滤后的滤液进行pH调节的调节池（4），其中，所述膜过滤池（3）中所使用的过滤膜为无机膜；

所述浓缩单元包括纳滤装置（5）、反渗透装置（6），所述纳滤装置（5）的进水端与所述调节池（4）相连接，所述纳滤装置（5）的淡水出水端与所述反渗透装置（6）相连接；

所述蒸发结晶单元包括多效蒸发装置（7），所述多效蒸发装置（7）的进水端与所述纳滤装置（5）的浓水出水端相连接。

2.根据权利要求1所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述无机膜为Al₂O₃膜、ZrO₂膜、TiO₂膜、Si₃N₄膜中的任一种，或者，所述无机膜为含有Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Si₃N₄中至少两种组分的复合膜。

3.根据权利要求1所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述无机膜为管式无机膜和/或平板式无机膜。

4.根据权利要求1所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述反应池（2）内安装有能够用于通入气体并进行曝气的曝气机（21）。

5.根据权利要求4所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述曝气机（21）的曝气端至所述反应池（2）的底面的距离为10~20cm。

6.根据权利要求1或5所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述反应池（2）的下部设有与所述反应池（2）相连通且能够用于通入石墨废水的进料口，所述反应池（2）的上部设有与所述反应池（2）相连通且能够排出反应后的反应液的出料口，所述出料口与所述膜过滤池（3）相连通。

7.根据权利要求1所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述预处理单元还包括能够对所述石墨废水进行搅拌混合的均质池（1），所述均质池（1）与所述反应池（2）相连通，所述均质池（1）安装有能够用于搅拌石墨废水的第一搅拌装置（11），所述第一搅拌装置（11）包括第一搅拌桨、与所述第一搅拌桨相连接的第一搅拌轴、与所述第一搅拌轴相连接且能够驱动所述第一搅拌轴转动的第一动力源，所述第一搅拌桨设置在所述均质池（1）内。

8.根据权利要求7所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述膜过滤池（3）设有与所述膜过滤池（3）相连通且能够用于排出泥渣的排渣口、能够用于排出滤液的排液口，所述排渣口上连接有用于对泥渣进行压滤的压滤机（9），所述压滤机（9）的排液口与所述均质池（1）相连通。

9.根据权利要求7所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述石墨废水处理***还包括能够收集水的回用水池（8），所述反渗透装置（6）上的淡水出口与所述回用水池（8）相连通，所述反渗透装置（6）上的浓水出口与所述均质池（1）相连通；所述多效蒸发装置（7）上的蒸发液出口与所述回用水池（8）相连通。

10.根据权利要求1所述的石墨废水处理***，其特征在于：所述调节池（4）上安装有能够用于搅拌的第二搅拌装置（41），所述第二搅拌装置（41）包括第二搅拌桨、与所述第二搅拌桨相连接的第二搅拌轴、与所述第二搅拌轴相连接且能够驱动所述第二搅拌轴转动的第二动力源，所述第二搅拌桨设置在所述调节池（4）内。

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