專利名稱：可用于處理含砷廢水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理裝置，尤其涉及一種含砷廢水的連續(xù)處理裝置。
背景技術(shù)：
砷(Arsenic)是一個(gè)知名的化學(xué)元素，元素符號(hào)As，原子序33，它是一種以其毒性著名的類金屬，并有多種同素異形體。砷的化合物是一種具有類金屬特性的原生質(zhì)毒物，具有廣泛的生物效應(yīng)，現(xiàn)已被美國疾病控制中心和國際防癌研究機(jī)構(gòu)確定為第一類致癌物。近年來，隨著礦冶、陶瓷、皮革、農(nóng)藥等行業(yè)的快速發(fā)展，地下水環(huán)境中砷的污染日 益嚴(yán)重。地方性砷中毒引起了世界范圍的廣泛關(guān)注。為此，包含中國、美國、西歐、日本等在內(nèi)的多個(gè)國家把水中的砷作為優(yōu)先控制的污染物之一，在廢水排放和飲用水標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)砷的濃度作了嚴(yán)格地規(guī)定，隨著人們對(duì)生活質(zhì)量及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提到，這對(duì)傳統(tǒng)的廢水脫砷及飲用水除砷技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的含砷重金屬廢水、污酸廢水等主要來源于銅、鉛、鋅、金、銀、鈷、鎳等重金屬的冶煉。目前，處理此類廢水的處理方法主要有常規(guī)硫化法、鐵鹽中和法、石灰中和法、吸附法、離子交換法等?；瘜W(xué)法處理此類廢水技術(shù)比較成熟，處理效果明顯，在工程上有了一定的應(yīng)用，比如常規(guī)硫化法、鐵鹽中和法、石灰中和法等。但目前化學(xué)方法處理此類廢水時(shí)的投資和運(yùn)行成本高，化學(xué)藥劑利用率低，并產(chǎn)生的大量廢渣且成分復(fù)雜，砷渣非但不能回收利用，而且作為危廢處理將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，易造成二次污染。吸附法在處理此類廢水時(shí)由于所用吸附劑與砷的化合物之間有較強(qiáng)地吸附作用，這往往使吸附劑的再生、回收和再利用存在一定的難度。另外，在廢水處理時(shí)還要考慮到共存離子的競爭作用，例如當(dāng)溶液中存在磷酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、氟化物等物質(zhì)時(shí)，這些物質(zhì)容易與砷競爭吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致吸附效果降低。因此，吸附法在處理之前往往需要將這些物質(zhì)去除，增加操作處理的復(fù)雜和繁冗程度。離子交換法只能處理濃度較低、量小、且有較高回收價(jià)值的廢水，其處理工藝比較復(fù)雜，成本較高，所以難以進(jìn)行工程化運(yùn)作。如何在現(xiàn)有的含砷廢水處理技術(shù)基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)工藝或改進(jìn)處理設(shè)備，使處理方法變得更加簡單、高效、低成本和綠色環(huán)保，這成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、投資運(yùn)行成本低、自動(dòng)化程度高、砷去除效率高、處理后砷渣量小且可連續(xù)高效處理含砷廢水的裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種可用于處理含砷廢水的裝置，所述裝置包括輸送泵、管式反應(yīng)器、控制系統(tǒng)和至少一個(gè)加藥裝置，所述管式反應(yīng)器的兩端設(shè)有廢水進(jìn)口和廢水出口，所述輸送泵連接在管式反應(yīng)器上，管式反應(yīng)器的中段設(shè)有至少一個(gè)加藥口，所述加藥裝置通過管道連接在加藥口處，所述管式反應(yīng)器的管道上安裝有至少一個(gè)用于反映酸度以及進(jìn)程節(jié)點(diǎn)的檢測探頭。上述的可用于處理含砷廢水的裝置中，所述加藥裝置、加藥口和檢測探頭的數(shù)量均優(yōu)選為兩個(gè)以上，每一個(gè)加藥裝置對(duì)應(yīng)連接于一個(gè)加藥口處，且每一個(gè)加藥口的管道下游位置至少安裝有一個(gè)檢測探頭(所述檢測探頭可以為PH/0RP電極、電導(dǎo)率儀、便攜或在線監(jiān)測設(shè)備等)。上述的可用于處理含砷廢水的裝置中，優(yōu)選的，所述加藥裝置包括加藥泵和與加藥泵連接的藥劑儲(chǔ)液箱，所述藥劑儲(chǔ)液箱中盛裝有飽和硫化鈉溶液(工業(yè)硫化鈉固體配制)。上述的可用于處理含砷廢水的裝置中，優(yōu)選的，所述裝置還包括至少一個(gè)酸液補(bǔ)充裝置，所述管式反應(yīng)器的中段還設(shè)有至少一個(gè)加酸口，所述酸液補(bǔ)充裝置通過管道連接 在加酸口處。上述的可用于處理含砷廢水的裝置中，優(yōu)選的，所述加酸口的管道上游位置和管道下游位置均至少安裝有一個(gè)檢測探頭，所述檢測探頭可以為PH/0RP電極、電導(dǎo)率儀、便攜或在線監(jiān)測設(shè)備。上述的可用于處理含砷廢水的裝置中，優(yōu)選的，所述酸液補(bǔ)充裝置包括加酸泵和與加酸泵連接的酸液儲(chǔ)液箱，所述酸液儲(chǔ)液箱中盛裝有濃硫酸。上述的可用于處理含砷廢水的裝置中，優(yōu)選的，所述管式反應(yīng)器由S形往返的蛇形管道組成。上述的可用于處理含砷廢水的裝置中，優(yōu)選的，所述裝置還包括有硫化氫報(bào)警器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)本發(fā)明首先采用蛇形管道作為廢水處理的主反應(yīng)場所，這不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水進(jìn)行連續(xù)處理，有效減小場地和空間占用，而且能提聞反應(yīng)速率和藥劑的利用率，從而相應(yīng)減少設(shè)備投資、運(yùn)行和管理成本；
(2)本發(fā)明通過設(shè)置檢測探頭，有效控制反應(yīng)進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)，由于廢水中不同的污染物有不同的沉降系數(shù)，通過對(duì)其精確控制，能得到組分更單一的產(chǎn)物；大大提高砷渣的純度及廢物利用率；
(3)根據(jù)不同重金屬廢物和砷的硫化物的沉降pH值不同，本發(fā)明通過優(yōu)選的酸液補(bǔ)充裝置及檢測探頭進(jìn)行酸度的控制，使處理廢水時(shí)的砷和重金屬能分段沉降，從而得到純度更高的砷渣，以進(jìn)一步提高砷渣的回收利用價(jià)值；
(4)本發(fā)明通過控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)切換控制，操作簡單，維護(hù)方便；
(5)本發(fā)明的處理裝置產(chǎn)生的渣量更少，很大程度地減輕了危廢處理給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。綜上所述，本發(fā)明的可用于處理含砷廢水的裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單、投資運(yùn)行成本低、自動(dòng)化程度高，而且砷去除效率高、處理后砷渣量小，可用于連續(xù)、高效處理含砷廢水，使含砷廢水能夠達(dá)標(biāo)排放。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中管式脫砷連續(xù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(立體圖)。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中管式脫砷連續(xù)處理裝置的主視圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中管式脫砷連續(xù)處理裝置的俯視圖。圖例說明1、管式反應(yīng)器；2、輸送泵；3、第一加藥泵；4、加酸泵；5、第三加藥泵；6、第二加藥泵；7、待處理廢水儲(chǔ)液箱；8、酸液儲(chǔ)液箱；9、藥劑儲(chǔ)液箱；10、出水收集箱；11、第一檢測探頭；12、第二檢測探頭；13、第三檢測探頭；14、第四檢測探頭；15、第五檢測探頭；16、電氣控制系統(tǒng)；17、硫化氫報(bào)警器。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例
一種如圖1 圖3所示本發(fā)明的可用于處理含砷廢水的管式脫砷連續(xù)處理裝置，包括輸送泵2、管式反應(yīng)器1、電氣控制系統(tǒng)16、三個(gè)加藥裝置和一個(gè)酸液補(bǔ)充裝置。
管式反應(yīng)器I的兩端設(shè)有廢水進(jìn)口和廢水出口，輸送泵2用來連接管式反應(yīng)器I的廢水進(jìn)口與待處理廢水儲(chǔ)液箱7，管式反應(yīng)器I的廢水出口則連接至出水收集箱10 ;管式反應(yīng)器I由S形往返的蛇形管道組成，其為含砷廢水處理的主要場所，并能對(duì)含砷廢水進(jìn)行連續(xù)處理；電氣控制系統(tǒng)16用于對(duì)整個(gè)管式脫砷連續(xù)處理裝置的用電設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)切換控制。本實(shí)施例中的管式反應(yīng)器I的中段設(shè)有三個(gè)加藥口，三個(gè)加藥裝置分別通過管道連接在不同的加藥口處，如圖所示，三個(gè)加藥裝置分別為第一加藥裝置、第二加藥裝置和第三加藥裝置，每一個(gè)加藥裝置對(duì)應(yīng)連接于一個(gè)加藥口，三個(gè)加藥裝置沿管式反應(yīng)器I中廢水的流向從上游到下游依次布設(shè)。第一加藥裝置、第二加藥裝置和第三加藥裝置分別包括第一加藥泵3、第二加藥泵6和第三加藥泵5，各加藥泵分別將加藥口與藥劑儲(chǔ)液箱9相連，藥劑儲(chǔ)液箱9中盛裝有飽和硫化鈉溶液。每一個(gè)加藥口的管道下游位置分別安裝有至少一個(gè)檢測探頭。本實(shí)施例的管式反應(yīng)器I的管道上共安裝有三個(gè)用于控制反應(yīng)進(jìn)程節(jié)點(diǎn)的檢測探頭，分別為第一檢測探頭11、第二檢測探頭12和第三檢測探頭13，其中，第一檢測探頭11設(shè)于第一加藥口與第二加藥口之間，第二檢測探頭12設(shè)于第二加藥口與第三加藥口之間，第三檢測探頭13設(shè)于第三加藥口與廢液出口之間。本實(shí)施例的管式反應(yīng)器I的中段還設(shè)有一個(gè)加酸口，酸液補(bǔ)充裝置通過管道連接在加酸口處。酸液補(bǔ)充裝置包括加酸泵4和與加酸泵4連接的酸液儲(chǔ)液箱8，酸液儲(chǔ)液箱8中盛裝有濃硫酸。在加酸口的管道上游位置安裝有第四檢測探頭14，在加酸口的管道下游位置且靠近廢液出口處安裝有第五檢測探頭15。本實(shí)施例的管式脫砷連續(xù)處理裝置還包括有硫化氫報(bào)警器17。本實(shí)施例的管式脫砷連續(xù)處理裝置的運(yùn)行流程如下
(O首先在待處理廢水儲(chǔ)液箱7中將待處理廢水的pH調(diào)節(jié)到O 5，如果含砷廢水的pH值已經(jīng)處于較低水平，則可省去此步驟；
(2 )開啟輸送泵2，將上述步驟(I)后的含砷廢水通過廢水進(jìn)口持續(xù)輸送至蛇形的管式反應(yīng)器I中，同時(shí)啟動(dòng)第一加藥泵3、各檢測探頭及硫化氫報(bào)警器等；
(3)第一加藥泵3將藥劑儲(chǔ)液箱9中的飽和硫化鈉溶液通過第一加藥口輸送至蛇形的管式反應(yīng)器I中，此時(shí)含砷廢水與硫化鈉開始反應(yīng)，反應(yīng)后的廢水通過第一檢測探頭11 ；(4)第一檢測探頭11開始進(jìn)行測量，測量的數(shù)據(jù)作為第一次反應(yīng)進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)，通過此數(shù)據(jù)來決定第二加藥泵6是否開啟，如果測定結(jié)果反映廢水中的砷處理達(dá)到目標(biāo)值，則無需啟動(dòng)第二加藥泵6，否則，開始啟動(dòng)第二加藥泵6 ;
(5)第二加藥泵6將藥劑儲(chǔ)液箱9中的飽和硫化鈉溶液通過第二加藥口輸送至蛇形的管式反應(yīng)器I中，此時(shí)處理不完全的含砷廢水與藥劑硫化鈉進(jìn)行二次反應(yīng)，并開始通過第四檢測探頭14 ；
(6)第四檢測探頭14開始進(jìn)行測量，測量的數(shù)據(jù)用來決定加酸泵4是否開啟，如果廢水的PH值仍保持為O 5 (優(yōu)選I 5)，則無需啟動(dòng)加酸泵4，如果廢水的pH值大于5，則加酸泵4啟動(dòng)；
(7)加酸泵4啟動(dòng)后，加酸泵4將酸液儲(chǔ)液箱8中的濃硫酸通過加酸口輸送至蛇形的管式反應(yīng)器I中，使廢水的pH值始終保持在O 5 (優(yōu)選I 5)的范圍內(nèi)，此時(shí)廢水開始通過第二檢測探頭12 ；
(8)第二檢測探頭12開始進(jìn)行測量，測量的數(shù)據(jù)作為第二次反應(yīng)進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)，通過此數(shù)據(jù)來決定第三加藥泵5是否開啟，如果測定結(jié)果反映廢水中的砷處理達(dá)到目標(biāo)值，則無需啟動(dòng)第三加藥泵5，否則，開始啟動(dòng)第三加藥泵5 ；
(9)第三加藥泵5將藥劑儲(chǔ)液箱9中的飽和硫化鈉溶液通過第三加藥口輸送至蛇形的管式反應(yīng)器I中，此時(shí)處理不完全的含砷廢水與藥劑硫化鈉進(jìn)行第三次反應(yīng)，并開始通過第五檢測探頭15和第三檢測探頭13 ；
(10)上述步驟(9)后的第五檢測探頭15和第三檢測探頭13測量的數(shù)據(jù)為最后出水的PH值和反應(yīng)最后進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)，此時(shí)廢水中的砷去除達(dá)標(biāo)，廢水通過廢水出口進(jìn)入出水收集箱10中。應(yīng)用實(shí)施例1 :
一種待處理的含高濃度砷的重金屬廢水，其中的砷含量為13392. 2mg/L，鎘含量56. 66mg/L，銅含量9. 59mg/L，鉛含量13mg/L，鋅含量386. 67mg/L，廢水的pH=8，采用如下處理方法對(duì)該含砷廢水進(jìn)行處理，采取連續(xù)進(jìn)水方式處理，處理量控制在100L/h，具體包括以下步驟
(a)pH調(diào)節(jié)將待處理的廢水輸送到待處理廢水儲(chǔ)液箱7中，向待處理的廢水中加入濃硫酸，調(diào)節(jié)其PH值至5以下；
(b)硫化脫砷將調(diào)pH值后的廢水通入上述本實(shí)施例的管式脫砷連續(xù)處理裝置，通過上述運(yùn)行流程處理后，出水進(jìn)入到出水收集箱10中；
(c)固液分離將管式脫砷連續(xù)處理裝置中反應(yīng)后的出水導(dǎo)入一袋式離心機(jī)(或沉淀池)內(nèi)進(jìn)行離心固液分離，分離出的砷渣(含三硫化二砷)可作為資源回收利用；離心后出水中的砷含量為O. 2mg/L，鎘含量為12. 37 mg/L，銅含量為O. 2 mg/L，鉛含量為5. 8 mg/L，鋅含量為238. 65 mg/L (參見下表I)。表1:應(yīng)用實(shí)施例1中各元素的分析檢測數(shù)據(jù)(檢測方法為原子吸收分光光度法)
權(quán)利要求
1.一種可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述裝置包括輸送泵、管式反應(yīng)器、控制系統(tǒng)和至少一個(gè)加藥裝置，所述管式反應(yīng)器的兩端設(shè)有廢水進(jìn)口和廢水出口，所述輸送泵連接在管式反應(yīng)器上，管式反應(yīng)器的中段設(shè)有至少一個(gè)加藥口，所述加藥裝置通過管道連接在加藥口處，所述管式反應(yīng)器的管道上安裝有至少一個(gè)用于反映酸度以及進(jìn)程節(jié)點(diǎn)的檢測探頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述加藥裝置、力口藥口和檢測探頭的數(shù)量均為兩個(gè)以上，每一個(gè)加藥裝置對(duì)應(yīng)連接于一個(gè)加藥口處，且每一個(gè)加藥口的管道下游位置至少安裝有一個(gè)檢測探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述加藥裝置包括加藥泵和與加藥泵連接的藥劑儲(chǔ)液箱，所述藥劑儲(chǔ)液箱中盛裝有飽和硫化鈉溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述可用于處理含砷廢水的裝置還包括至少一個(gè)酸液補(bǔ)充裝置，所述管式反應(yīng)器的中段還設(shè)有至少一個(gè)加酸口，所述酸液補(bǔ)充裝置通過管道連接在加酸口處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述加酸口的管道上游位置和管道下游位置均至少安裝有一個(gè)檢測探頭，所述檢測探頭為PH/ORP電極、電導(dǎo)率儀、便攜或在線監(jiān)測設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述酸液補(bǔ)充裝置包括加酸泵和與加酸泵連接的酸液儲(chǔ)液箱，所述酸液儲(chǔ)液箱中盛裝有濃硫酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述管式反應(yīng)器由S形往返的蛇形管道組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述管式反應(yīng)器由S形往返的蛇形管道組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述可用于處理含砷廢水的裝置還包括有硫化氫報(bào)警器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可用于處理含砷廢水的裝置，其特征在于所述檢測探頭為PH/0RP電極、電導(dǎo)率儀、便攜或在線監(jiān)測設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于處理含砷廢水的裝置，該裝置包括輸送泵、管式反應(yīng)器、控制系統(tǒng)和至少一個(gè)加藥裝置，管式反應(yīng)器的兩端設(shè)有廢水進(jìn)口和廢水出口，輸送泵連接在管式反應(yīng)器上，管式反應(yīng)器的中段設(shè)有至少一個(gè)加藥口，加藥裝置通過管道連接在加藥口處，管式反應(yīng)器的管道上安裝有至少一個(gè)用于反映酸度以及進(jìn)程節(jié)點(diǎn)的檢測探頭。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、投資運(yùn)行成本低、自動(dòng)化程度高、砷去除效率高、處理后砷渣量小等優(yōu)點(diǎn)，可用于連續(xù)高效地處理含砷廢水。
文檔編號(hào)C02F1/52GK103011369SQ201310022918
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者蔣曉云, 何勁松, 任樹, 譚勇, 毛世超 申請(qǐng)人:長沙創(chuàng)享環(huán)保科技有限公司