專利名稱：一種含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及環(huán)境保護領(lǐng)域，尤其是一種高鹽分含鉻鞣革廢水中鉻的高效回收
>J-U ρ α
裝直。
背景技術(shù)：
鉻是制革廢水中唯一的重金屬污染物。鉻與其化合物是一種致癌、致敏物質(zhì)，通過水、食物等進入人體，危害人類健康。高濃度鞣制廢水中鉻的大量排放不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染同時也是極大的資源浪費。目前國內(nèi)普遍采用堿式絮凝分離法，通過過濾、氣浮、離心等手段將鉻泥與水進行分離回收。以上技術(shù)工藝存在缺陷1)過濾涉及濾材和膜的清洗和更換問題；2)氣浮具有分離速度快，但對氣泡密度和泡徑要求甚高，存在回收的鉻絮凝體含水率高等瓶頸；3)離心分離具有動力消耗大，處理量小等缺陷。泡沫分離技術(shù)作為一項新型高效的固液分離技術(shù)，相對以上分離技術(shù)具有設(shè)備簡單、能耗低、高效率等優(yōu)勢而備受關(guān)注，已經(jīng)應(yīng)用于制藥、微生物、生化、養(yǎng)殖等領(lǐng)域。泡沫分離技術(shù)的關(guān)鍵在于所用的泡沫劑材料，良好的泡沫劑必須具備優(yōu)異的捕集性能和氣泡性能。據(jù)前期大量實驗發(fā)現(xiàn)，化學(xué)合成表面活性劑中的陰離子油酸和蛋白質(zhì)表面活性劑能滿足以上性能要求，其余的化學(xué)合成表面活性劑都沒有捕集性能。但是在高鹽分條件下，所有的化學(xué)合成表面活性劑和蛋白質(zhì)表面活性劑都不能發(fā)揮良好的效果。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實用新型的目的是針對現(xiàn)有含鉻鞣革廢水中鉻回收處理過程中存在的上述技術(shù)瓶頸問題，提供一種含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，對于高鹽分的含鉻鞣革廢水中的鉻基于改性水解蛋白表面活性劑為泡沫劑的泡沫分離回收裝置，可以快速、連續(xù)、高效的回收。本實用新型的技術(shù)方案為一種含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，包括泡沫分離器、破沫器，廢水泵通過進水管道與泡沫分離器連接，泡沫分離器通過泡沫收集管道與破沫器連接，破沫器通過破沫液進料管與設(shè)置在破沫器下方的酸化處理器連接，酸化處理器下方設(shè)置有過濾袋；泡沫分離器的底部設(shè)有進水口、送氣口和排水口，進水口、送氣口和排水口分別與進水管道、送氣管道和排水管道連接，送氣口上設(shè)有氣體分布器；泡沫分離器的上部設(shè)有泡沫收集口與泡沫收集管道連接，進水管道上還設(shè)有加藥口與加藥管道連接；破沫器底部設(shè)有泡沫進口、負(fù)壓抽氣口和破沫液出口，破沫器的頂部設(shè)有排氣口，泡沫進口與泡沫收集管道連接，負(fù)壓抽氣口與風(fēng)機連接，破沫液出口與破沫液進料管連接，破沫器內(nèi)還設(shè)有第一攪拌器；酸化處理器頂部設(shè)有破沫液進口、加酸口，酸化處理器內(nèi)設(shè)有第二攪拌器，酸化處理器底部設(shè)有出液口。氣體分布器的孔徑為O. 05mm^0. 5mm。過濾袋下方設(shè)置有儲液槽。[0011]有益效果I.本實用新型采用的改性水解蛋白表面活性劑為泡沫劑，其中含大量非均勻排列的疏水基和親水基，具有典型的界面活性劑結(jié)構(gòu)，即為頭部帶負(fù)電荷，尾部為不帶電荷疏水基結(jié)構(gòu)的兩性界面劑。具有能快速捕捉吸附重金屬鉻絮凝體污染物并使其疏水化、起泡性能好、在高鹽分或高硬度溶液中不失活、酸性條件下易形成膠束、成本低、無二次污染等特性。蛋白質(zhì)泡沫劑在高鹽分條件下能發(fā)揮良好的捕集性能，對含鉻鞣革廢水中鉻實現(xiàn)高效率回收。解決了目前國內(nèi)所有化學(xué)合成表面活性劑和蛋白質(zhì)表面活性劑，在高鹽分條件下，沒有捕集性能，對含鉻鞣革廢水中鉻不能進行高效回收的最大瓶頸問題。2.本實用新型在泡沫分離器中以泡沫劑為捕集劑和氣泡劑、以液相中鼓氣形成的氣泡為載體，利用表面化學(xué)吸著原理，使得液相中重金屬鉻污染物在泡沫劑作用下疏水化并被捕集吸著于氣泡上，濃縮輸送至液面并形成穩(wěn)定泡沫層，通過除去泡沫層實現(xiàn)液相中重金屬鉻污染物的分離。工藝簡單、操作方便，能耗低、分離容易。3.分離的泡沫經(jīng)過破沫處理后的泡沫液進行收集并酸化，利用在pH為4. (Γ5. 5的環(huán)境中泡沫劑形成沉淀、氫氧化鉻沉淀物溶解的物化性質(zhì)，實現(xiàn)堿式硫酸鉻的高濃度回收和泡沫劑的再生循環(huán)利用，是一種用于制革及其制品行業(yè)含鉻鞣革廢水中鉻的重金屬高效回收的新型綠色清潔生產(chǎn)技術(shù)。4.本實用新型所采用的泡沫劑對高濃度含鉻鞣革廢水中鉻的高效回收發(fā)揮出極佳的效果，對鉻的去除率達(dá)到99%以上，同時回收鉻絮凝物的濃縮比為13以上，結(jié)果證明泡沫劑針對高鹽分的含鉻鞣革廢水能發(fā)揮出良好的泡沫分離效果，完全解決制革生產(chǎn)過程中含鉻鞣革廢水中重金屬鉻污染及鉻資源浪費問題的清潔生產(chǎn)技術(shù)，既能回收含鉻鞣革廢液中的鉻金屬，又避免了含鉻鞣革廢液中鉻對環(huán)境的嚴(yán)重破壞，達(dá)到資源化利用、污水處理和環(huán)境保護的多重日的，同時又創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

圖I為發(fā)明中所用裝置流程圖。其中，I為泡沫分離器，2為破沫器，3為風(fēng)機，4為酸化處理器，5為過濾袋。
具體實施方式
根據(jù)下述實施例，可以更好的理解本實用新型。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實施例所描述的具體物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本實用新型，而不應(yīng)當(dāng)也不會限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本實用新型。本實用新型所使用的改性水解蛋白表面活性劑為購自日本JCK株式會社或江蘇艾特克環(huán)境工程設(shè)計研究院有限公司的LDB。本實用新型所述的基于LDB泡沫劑的泡沫分離技術(shù)回收含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，原理為在泡沫分離裝置中，利用表面化學(xué)吸附原理，以向液相中鼓氣形成的氣泡為載體，在LDB的作用下，使得液相中重金屬鉻污染物疏水化并被捕集吸附于氣泡上，濃縮輸送至液面并形成穩(wěn)定泡沫層，通過除去泡沫層實現(xiàn)液相中重金屬鉻污染物的分離去除，從而達(dá)到水質(zhì)凈化之目的，處理的出水達(dá)標(biāo)排出或回用。所分離的泡沫收集于破沫器中進行破沫處理，破沫處理所產(chǎn)生的氣體直接外排，所剩的富含氫氧化鉻沉淀物和少量LDB及水的破沫液收集到酸化處理裝置中。依據(jù)LDB及氫氧化鉻沉淀物兩物質(zhì)的物性差異，即LDB酸性條件下易形成膠束沉淀而氫氧化鉻沉淀物易酸化水解的性質(zhì)，向收集的破沫液中添加98%濃硫酸進行酸化處理，酸化處理后形成LDB沉淀物和堿式硫酸鉻溶液，通過沉淀過濾分離得到單一的高濃度的堿式硫酸鉻溶液而被直接回用作鉻鞣劑，同時分離所得的LDB再以O(shè). OlN的氫氧化鈉水溶液溶解后重新循環(huán)使用。 一種含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，所述的鉻鞣廢水是一種含有鉻污染的酸性廢水。本實用新型的具體操作步驟為第一步，采用泡沫分離法進行鉻鞣廢水的處理如圖I所示,將鉻鞣廢水通過廢水泵由進水管道進入泡沫分離器內(nèi)進行處理，期間采用管道加藥方式在廢水泵送的進水管道途中通過加藥管道連續(xù)注入堿調(diào)節(jié)PH值為7. (Γ7. 5并形成氫氧化鉻絮凝體，同時添加膠束控制劑、LDB，控制LDB在鉻鞣廢水中濃度為O. 050—0. 5g/L ;調(diào)節(jié)鼓氣所需的氣體流量為I. 7 5. lml/so輸送至泡沫分離器I中；在LDB和泡沫分離器底部送氣口輸送的氣體協(xié)同作用下與氫氧化鉻絮凝體顆?；旌铣浞?，使得氫氧化鉻絮凝體顆粒物不斷與LDB泡沫劑的親水基團進行吸附并進行疏水化，同時疏水化的氫氧化鉻絮凝體在LDB作用下，發(fā)揮很強的氣液界面吸附性質(zhì)，牢固附著于氣泡表面并由氣泡的上升而帶出水面及形成穩(wěn)定的泡沫層。氫氧化鉻絮凝體在泡沫上升過程中進行良好的氣液分離而實現(xiàn)最大濃縮，通過泡沫回收將氫氧化鉻絮凝體從水中去除，從而凈化水質(zhì)，出水直接從泡沫分離器I底部的排水口排出。為更好地讓LDB的疏水基團與氣泡良好附著，防止較低的CMC (臨界膠束濃度)下LDB泡沫劑形成膠束沉淀，而影響發(fā)揮良好的氣泡效果，通過加入膠束控制劑來防止膠束沉淀。在泡沫分離器中完成氣液分離整個過程，利用除去泡沫層實現(xiàn)液相中重金屬鉻污染物的分離。第二步，廢水中鉻的回收如圖I示，通過風(fēng)機3產(chǎn)生負(fù)壓將泡沫分離器內(nèi)的泡沫層吸入至破沫器2中，由于相連的風(fēng)機使反應(yīng)器內(nèi)壓力保持在_2Kpa -5Kpa，由于氣泡內(nèi)的大氣高于氣泡外的大氣壓，其氣泡雙分子的力學(xué)平衡被打破，再通過破沫器2內(nèi)第一攪拌器的切割，泡沫破碎，破碎后的泡沫積聚一定量后自重力經(jīng)破沫液出口進入酸化處理器4。通過向酸化處理器4內(nèi)添加濃度為98%的硫酸調(diào)節(jié)泡沫液pH為4. 0—5. 5，在酸性條件下形成LDB沉淀物和堿式硫酸鉻水溶液由酸化處理器的底部排入過濾袋5內(nèi)，經(jīng)過沉淀過濾分離過濾袋為LDB泡沫劑沉淀物，儲液槽內(nèi)為高濃度堿式硫酸鉻溶液，被直接回用作鉻鞣劑溶液，同時分離所得的LDB再被收集循環(huán)使用，不會產(chǎn)生二次污染滿足清潔生產(chǎn)要求。破沫后的氣體直接從破沫器上面排氣口排出。其中，所述的泡沫分離器在完成泡沫形成、泡沫分離整個過程的同時，也進行了氣液分離作業(yè)，即隨著泡沫層高度的增加，延長泡沫停留時間，增加了泡沫聚并排液，降低了泡沫的含水量，因而能夠提高鉻絮凝物的富集比；鉻絮凝物富集比=泡沫中鉻絮凝物的濃度/原廢水中鉻絮凝物的濃度；其中，在泡沫分離過程中氣體是經(jīng)過氣體分布器進入泡沫分離器的，所以氣體分布器的孔徑大小對分離結(jié)果有很大的影響，本實用新型中的孔徑最佳取值為O. 05mnT0. 2mmο氣體分布器上的孔徑越小，產(chǎn)生的氣泡越小，為LDB物質(zhì)的吸附提供了更多的界面，提高回收率。如果氣體分布器的孔徑不均，容易造成大小不同的氣泡在液項中的運動情況以及停留時間產(chǎn)生的差別，這樣大小不同的氣泡進入泡沫層，由于氣泡大小和夾帶液濃度的不同易出現(xiàn)“返混”的情況，從而影響鉻絮凝物的回收率及富集比；鉻絮凝物回收率％=泡沫中鉻絮凝物的總量/原廢水中鉻絮凝物的總量其中，-2Kpa _5Kpa負(fù)壓的產(chǎn)生是由與破沫器相連的吸風(fēng)機抽取實現(xiàn)，由于氣泡內(nèi)的大氣壓高于氣泡外的大氣壓，其氣泡雙分子的力學(xué)平衡被打破，再經(jīng)過攪拌器的切割，進行泡沫破碎，氣體直接被抽出，破沫液經(jīng)重力作用被積聚于破沫器底部。其中，LDB沉淀物形成是由于加入的“H+”壓迫疏水基團，使得LDB泡沫劑中疏水基團自發(fā)集聚易形成膠束，CMC降低，因此在pH為4. (Γ5. 5酸性條件下LDB泡沫劑易形成膠束沉淀；其中，氫氧化鉻絮凝體在pH為4. (Γ5. 5酸化條件下，從LDB泡沫劑上脫離，并與硫酸反應(yīng)生成溶解狀態(tài)的堿式硫酸鉻，具體反應(yīng)如下Cr (OH) S04+2Na0H=Na2S04+Cr (OH) 3Cr (OH) 3+H2S04= Cr (OH) S04+2H20所生成的堿式硫酸鉻純度高，可以作為制革及其制品行業(yè)中鉻鞣劑進行直接使用。其中，分離所得的LDB泡沫劑再被收集循環(huán)使用。主要將收集的LDB泡沫劑膠束沉淀通過加入O. OlN的氫氧化鈉水溶液進行溶解，溶解后的LDB泡沫劑化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變，可以直接作為泡沫劑回用到前段工序中?！N含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，包括泡沫分離器、破沫器，廢水泵通過進水管道與泡沫分離器連接，泡沫分離器通過泡沫收集管道與破沫器連接，破沫器通過破沫液進料管與設(shè)置在破沫器下方的酸化處理器連接，酸化處理器下方設(shè)置有過濾袋；泡沫分離器的底部設(shè)有進水口、送氣口和排水口，進水口、送氣口和排水口分別與進水管道、送氣管道和排水管道連接，送氣口上設(shè)有氣體分布器；泡沫分離器的上部設(shè)有泡沫收集口與泡沫收集管道連接，進水管道上還設(shè)有加藥口與加藥管道連接；破沫器底部設(shè)有泡沫進口、負(fù)壓抽氣口和破沫液出口，破沫器的頂部設(shè)有排氣口，泡沫進口與泡沫收集管道連接，負(fù)壓抽氣口與風(fēng)機連接，破沫液出口與破沫液進料管連接，破沫器內(nèi)還設(shè)有第一攪拌器；酸化處理器頂部設(shè)有破沫液進口、加酸口，酸化處理器內(nèi)設(shè)有第二攪拌器，酸化處理器底部設(shè)有出液口。氣體分布器的孔徑為O. 05mnT0· 5_。過濾袋下方設(shè)置有儲液槽。
權(quán)利要求1.一種含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，包括泡沫分離器、破沫器，其特征在于，廢水泵通過進水管道與泡沫分離器連接，泡沫分離器通過泡沫收集管道與破沫器連接，破沫器通過破沫液進料管與設(shè)置在破沫器下方的酸化處理器連接，酸化處理器下方設(shè)置有過濾袋； 泡沫分離器的底部設(shè)有進水口、送氣口和排水口，進水口、送氣口和排水口分別與進水管道、送氣管道和排水管道連接，送氣口上設(shè)有氣體分布器；泡沫分離器的上部設(shè)有泡沫收集口與泡沫收集管道連接，進水管道上還設(shè)有加藥口與加藥管道連接； 破沫器底部設(shè)有泡沫進口、負(fù)壓抽氣口和破沫液出口，破沫器的頂部設(shè)有排氣口，泡沫進口與泡沫收集管道連接，負(fù)壓抽氣口與風(fēng)機連接，破沫液出口與破沫液進料管連接，破沫器內(nèi)還設(shè)有第一攪拌器； 酸化處理器頂部設(shè)有破沫液進口、加酸口，酸化處理器內(nèi)設(shè)有第二攪拌器，酸化處理器底部設(shè)有出液口。
2.如權(quán)利要求I所述的含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，其特征在于，所述的氣體分布器的孔徑為0. 05mm^0. 5mm。
3.如權(quán)利要求I所述的含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，其特征在于，所述的過濾袋下方設(shè)置有儲液槽。
專利摘要本實用新型公開了一種含鉻鞣革廢水中鉻的回收裝置，廢水泵通過進水管道與泡沫分離器連接，泡沫分離器通過泡沫收集管道與破沫器連接，破沫器通過破沫液進料管與設(shè)置在破沫器下方的酸化處理器連接，酸化處理器下方設(shè)置有過濾袋；泡沫分離器的底部設(shè)有進水口、送氣口和排水口，送氣口上設(shè)有氣體分布器；泡沫分離器的上部設(shè)有泡沫收集口與泡沫收集管道連接，進水管道上還設(shè)有加藥口與加藥管道連接；破沫器底部設(shè)有泡沫進口、負(fù)壓抽氣口和破沫液出口，破沫器的頂部設(shè)有排氣口，泡沫進口與泡沫收集管道連接，負(fù)壓抽氣口與風(fēng)機連接，破沫液出口與破沫液進料管連接；酸化處理器頂部設(shè)有破沫液進口、加酸口，酸化處理器底部設(shè)有出液口。
文檔編號C02F103/24GK202643370SQ201220345669
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者蔣素英, 吳智仁, 徐暢, 徐崗 申請人:江蘇艾特克環(huán)境工程設(shè)計研究院有限公司, 江蘇杰成凱新材料科技有限公司