申请日2015.07.08
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号C02F9/12
摘要
本发明提供了一种钕铁硼永磁材料废水的零排放系统及方法，所述零排放系统包括依次相连的格删机、磁粉吸附器、砂滤器、碳滤器、PH调节反应槽、重金属捕捉器、微滤器、超滤器、反渗透器、喷雾蒸发器、回收水槽和固体回收槽，本发明可以确保实现钕铁硼永磁材料废水的零排放的效果。
权利要求书
1.一种钕铁硼永磁材料废水的零排放系统，其特征在于，所述系统包括依次相连的格删机(1)、磁粉吸附器(2)、砂滤器(3)、碳滤器(4)、PH调节反应槽(5)、重金属捕捉器(6)、微滤器(7)、超滤器(8)、反渗透器(9)、喷雾蒸发器(10)、回收水槽(11)和固体回收槽(12)，其中，
格删机(1)设置有多个格删，用于粉碎隔离出钕铁硼永磁体废水中的各类纸或者污物，以形成第一废液;
磁粉吸附器(2)设置有电磁场，用于将所述第一废液中的磁粉吸附回收，以形成第二废液;
砂滤器(3)设置有石英砂，用于从所述第二废液中去除固体颗粒，以形成第三废液;
碳滤器(4)设置有活性炭，用于从所述第三废液中去除油脂，以形成第四废液;
PH调节反应槽(5)，用于调节所述第四废液的pH值以便于下一级的重金属吸附并形成第五废液;
重金属捕捉器(6)，用于吸附除去所述第五废液中含有的各种重金属沉淀，以形成第六废液;
微滤器(7)设置有多个微孔，用于去除所述第六废液中的悬浮物，以形成第七废液;
超滤器(8)设置有中空纤维超滤膜，用于去除所述第七废液中的铁锈胶体和少量无机盐，以形成第八废液;
反渗透器(9)的出口分别与喷雾蒸发器(10)和回收水槽(11)相连接，反渗透器(9)用于截留第八废液中的各种无机离子，截留后得到的纯水输送至回收水槽(11)中，反渗透后的高盐水输送至喷雾蒸发器(10)中;
喷雾蒸发器(10)的出口分别与回收水槽(11)和固体回收槽(12)相连接，喷雾蒸发器(10)用于将反渗透后的高盐水分离成蒸馏水和固体盐，并将所述蒸馏水输送至回收水槽(11)，将所述固体盐输送至固体回收槽(12);
回收水槽(11)用于收集容纳反渗透器(9)输送的纯水和喷雾蒸发器(10)输送的蒸馏水;
固体回收槽(12)用于收集容纳喷雾蒸发器(10)输送的固体盐。
2.如权利要求1所述的零排放系统，其特征在于，格删机(1)中的格删间隙为15～25毫米，磁粉吸附器(2)中的电磁场的磁感应强度为1.0～2.0特斯拉，砂滤器(3)中的石英砂的粒径为0.5～1.2毫米，pH调节反应槽(5)中形成的第五废液的pH为8～9。
3.如权利要求1所述的零排放系统，其特征在于，重金属捕捉器(6)包括自上而上并依次相连的污水入口管路(13)、臭氧扩散盘(14)、爆气装置(15)、隔离板组(16)、活性碳吸附装置(17)、二氧化碳扩散盘(18)、石英砂(19)、树脂吸附柱(20)和出水口管路(21)，其中，
污水入口管路(13)的入口与pH调节反应槽(5)的出口相连通，用于接收所述第五废水;
臭氧扩散盘(14)和爆气装置(15)分别用于对所述第五废水进行氧化处理和爆气处理;
隔离板组(16)设置有多个呈S型排布的隔离板，用于延长经氧化处理和爆气处理的废水的流动时间;
活性碳吸附装置(17)用于吸附废液中的有机物;
二氧化碳扩散盘(18)用于将废液中的金属离子转化为碳酸盐沉淀;
石英砂过滤装置(19)用于防止少量碳酸盐沉淀物流入。
树脂吸附柱(20)用于吸附废液中的金属离子，并形成第六废液;
出水口管路(21)的出口与微滤器(7)相连通，用于将所述第六废液输送至微滤器(7)中。
4.如权利要求1所述的零排放系统，其特征在于，喷雾蒸发器(10)设置有一与反渗透器(9)相连通的水泵(22)，水泵的出口(22)与废液加热槽(23)的入口相连接，废液加热槽(23)用于加热水泵(22)输送的所述高盐水;
喷雾蒸发器(10)还设置有一气体加热槽(24)，气体加热槽(24)设置有一气体入口(26)，气体加热槽(24)用于加热通过气体入口(26)进入的空气;
废液加热槽(23)的出口和气体加热槽(24)的出口均与雾化喷头(27)的入口相连接，雾化喷头(27)的出口与干燥塔(28)的入口相连接，干燥塔(28)的出口分别与用于收集固体的固体收集箱(29)和用于收集水和气体的冷凝塔(30)相连接;冷凝塔(30)的出口与冷凝水箱(32)相连接。
5.如权利要求4所述的零排放系统，其特征在于，废液加热槽(23)和气体加热槽(24)分别与高压蒸气管(25)并联连接或并联连接。
6.如权利要求4所述的零排放系统，其特征在于，废液加热槽(23)将所述高盐水加热至62～80℃，气体加热槽(24)将气体加热至75～110℃。
7.如权利要求4所述的零排放系统，其特征在于，干燥塔(28)通过冷凝塔(30)连接有真空机组(31)，真空机组(31)用于使干燥塔(28)中的负压维持在35KPa以下。
8.一种应用如权利要求1～7任一所述的零排放系统的零排放方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤a)：钕铁硼永磁体废水经过格删机(1)，在格删作用下，粉碎隔离钕铁硼永磁体废水中的各类纸或者污物，形成第一废液;
步骤b)：第一废液进入磁粉吸附器(2)中，在磁感应强度为1.0～2.0特斯拉的电磁场的作用下，，吸附回收第一废液中的磁粉，形成第二废液;
步骤c)：第二废液经过砂滤器(3)，在中性石英砂的作用下，去除第二废液中的固体颗粒，形成第三废液;
步骤d)：第三废液经过碳滤器(4)，在活性炭的作用下，用于去除第三废液中的油脂并降低COD和氨氮，形成第四废液;
步骤e)：第四废液进入PH调节反应槽(5)，调整第四废液的PH值至碱性，形成第五废液;
步骤f)：第五废液进入重金属捕捉器(6)，吸附除去第五废液中含有的各种重金属沉淀，形成第六废液;
步骤g)：第六废液进入微滤器(7)中，去除第六废液中的悬浮物，形成第七废液;
步骤h)：第七废液进入超滤器(8)中，去除第七废液中的铁锈胶体和少量无机盐，形成第八废液;
步骤i)：第八废液进入反渗透器(9)中，截留后得到的纯水输送至回收水槽(11)中，反渗透后的高盐水输送至喷雾蒸发器(10)中;以及
步骤j)：反渗透后的高盐水分经喷雾蒸发器(10)处理后分离成蒸馏水和固体盐，蒸馏水输送至回收水槽(11)中，固体盐输送至固体回收槽(12)中。
9.如权利要求8所述的零排放方法，其特征在于，在步骤a)中，格删间隙为15～25毫米，在步骤b)中，电磁场的磁感应强度为1.0～2.0特斯拉，在步骤c)中，石英砂的粒径为0.5～1.2毫米，在步骤e)中，第五废液的PH为8～9。
10.如权利要求8所述的零排放方法，其特征在于，在步骤f)中，还包括以下步骤：
步骤f-1)：第五废水通过污水入口管路(13)进入臭氧扩散盘中(14)进行氧化;
步骤f-2)：将步骤f-1)产生的废水经过爆气装置(15)并充分搅拌;
步骤f-3)：将步骤f-2)产生的废水再经过隔离板组(16)，使废水沿S型流动时间加长充分反应;
步骤f-4)：将步骤f-3)产生的废水通过活性碳吸附装置(17)吸附有机物;
步骤f-5)：将步骤f-4)产生的废水再经过二氧化碳扩散盘(18)，将多余金属离子转化为碳酸盐沉淀;以及
步骤f-6)：将步骤f-5)产生的废水通过石英砂(19)，最后通过树脂柱(20)吸附金属离子，最后水通过出水口管路(21)流出至微滤器(7)中。
11.如权利要求8所述的零排放方法，其特征在于，在步骤j)中，还包括以下步骤：
步骤j-1)：高盐水经过水泵(22)进入废液加热槽(23)加热，进入雾化喷头(27);
步骤j-2)：空气通过气体入口(26)进入气体加热槽(24)，在高压蒸气管加热下(25)的加热作用下，进入雾化喷头(27);以及
步骤j-3)：雾化喷头(27)中的水和空气在干燥塔(28)中进行干燥，形成的固体收集至固体收集箱(29)，水和气体经过冷凝塔(30)冷凝收集至冷凝水箱(32)。
12.如权利要求11所述的零排放方法，其特征在于，在步骤j-1)中，废液加热槽(23)将所述高盐水加热至62～80℃;在步骤j-2)中，气体加热槽(24)将气体加热至75～110℃。
13.如权利要求11所述的零排放方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤j-4)：干燥塔(28)中的水和空气在真空机组(31)的作用下，负压维持在35KPa以下。
说明书
钕铁硼永磁材料废水的零排放系统及方法
技术领域
本发明涉及一种排放系统，具体地说，涉及一种钕铁硼永磁材料废水的零排放系统及方法。
背景技术
近年来钕铁硼(NdFeB)永磁材料的应用和发展十分迅速，对钕铁硼永磁材料的有效防护是关系到钕铁硼永磁材料推广应用的关键技术之一。钕铁硼永磁材料主要是由稀土金属钕、铁和硼等元素通过粉末冶金工艺制备而成。作为目前磁性最强的材料，钕铁硼永磁材料已经广泛应用于电镀器件、机械、医疗、汽车等诸领域，应用前景十分广阔。
钕铁硼永磁体在生产过程中不可避免的会产生一定的污水，尤其是其进行表面处理过程中产生的污水，而且特别是其加工废水中含有切削液，使得其中的氨氮和COD比较高，而这些废水会严重影响环境以及人们的生产生活质量。为了解决上述问题，本发明意欲提供一种新型的钕铁硼永磁体材料废水的零排放和零排放方法。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种钕铁硼永磁材料废水的零排放系统，所述零排放系统包括依次相连的格删机、磁粉吸附器、砂滤器、碳滤器、PH调节反应槽、重金属捕捉器、微滤器、超滤器、反渗透器、喷雾蒸发器、回收水槽和固体回收槽，其中，所述格删机设置有多个格删，用于粉碎隔离出钕铁硼永磁体废水中的各类纸或者污物，以形成第一废液;所述磁粉吸附器设置有电磁场，用于将所述第一废液中的磁粉吸附回收，以形成第二废液;所述砂滤器设置有石英砂，用于从所述第二废液中去除固体颗粒，以形成第三废液;所述碳滤器设置有活性炭，用于从所述第三废液中去除油脂，以形成第四废液;所述PH调节反应槽用于调节所述第四废液的PH值以便于下一级的重金属吸附并形成第五废液;所述重金属捕捉器用于吸附除去所述第五废液中含有的各种重金属沉淀，以形成第六废液;所述微滤器设置有多个微孔，用于去除所述第六废液中的悬浮物，以形成第七废液;所述超滤器中设置有中空纤维超滤膜，用于去除所述第七废液中的铁锈胶体和少量无机盐，以形成第八废液;所述反渗透器的出口分别与所述喷雾蒸发器和所述回收水槽相连接，所述反渗透器用于截留所述第八废液中的各种无机离子，截留后得到的纯水输送至回收水槽中，反渗透后的高盐水输送至喷雾蒸发器中;所述喷雾蒸发器的出口分别与所述回收水槽和所述固体回收槽相连接，所述喷雾蒸发器用于将反渗透后的高盐水分离成蒸馏水和固体盐，并将所述蒸馏水输送至所述回收水槽，将所述固体盐输送至所述固体回收槽;所述回收水槽用于收集容纳所述反渗透器输送的纯水和所述喷雾蒸发器输送的蒸馏水;所述固体回收槽用于收集容纳所述喷雾蒸发器输送的固体盐。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述格删机中的格删间隙为15～25毫米。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述磁粉吸附器中的电磁场的磁感应强度为1.0～2.0特斯拉。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述砂滤器中的石英砂的粒径为0.5～1.2毫米。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述PH调节反应槽中形成的第五废液的PH为8～9。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述重金属捕捉器包括自上而上并依次相连的污水入口管路、臭氧扩散盘、爆气装置、隔离板组、活性碳吸附装置、二氧化碳扩散盘、石英砂、树脂吸附柱和出水口管路，其中，所述污水入口管路的入口与所述PH调节反应槽的出口相连通，用于接收所述第五废水;所述臭氧扩散盘和爆气装置分别用于对所述第五废水进行氧化处理和爆气处理;所述隔离板组设置有多个呈S型排布的隔离板，用于加长经氧化处理和爆气处理的废水的流动时间;所述活性碳吸附装置用于吸附废液中的有机物;所述二氧化碳扩散盘用于将废液中的金属离子转化为碳酸盐沉淀;所述石英砂过滤装置用于防止少量碳酸盐沉淀物流入，所述树脂吸附柱用于吸附废液中的金属离子，并形成第六废液;所述出水口管路的出口与所述微滤器相连通，用于将所述第六废液输送至所述微滤器中。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述喷雾蒸发器设置有一与所述反渗透器相连通的水泵，所述水泵的出口与所述废液加热槽的入口相连接，所述废液加热槽用于加热所述水泵输送的所述高盐水;所述喷雾蒸发器还设置有一气体加热槽，所述气体加热槽设置有一气体入口，所述气体加热槽用于加热通过所述气体入口进入的空气;所述废液加热槽的出口和所述气体加热槽的出口均与所述雾化喷头的入口相连接，所述雾化喷头的出口与所述干燥塔的入口相连接，所述干燥塔的出口分别与用于收集固体的固体收集箱和用于收集水和气体的冷凝塔相连接;所述冷凝塔的出口与冷凝水箱相连接。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述废液加热槽和气体加热槽分别与高压蒸气管并联连接或并联连接。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述废液加热槽将所述高盐水加热至62～80℃。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述气体加热槽将气体加热至75～110℃。
作为对本发明的所述零排放系统的进一步说明，优选地，所述干燥塔通过所述冷凝塔连接有真空机组，所述真空机组用于使所述干燥塔中的负压维持在35KPa以下。
本发明的另一个目的在于提供一种应用上述任一中零排放系统的零排放方法，所述方法包括如下步骤：
步骤a)：钕铁硼永磁体废水经过格删机，在格删作用下，粉碎隔离钕铁硼永磁体废水中的各类纸或者污物，形成第一废液;
步骤b)：第一废液进入磁粉吸附器中，在电磁场的作用下，，吸附回收第一废液中的磁粉，形成第二废液;
步骤c)：第二废液经过砂滤器，在中性石英砂的作用下，去除第二废液中的固体颗粒，形成第三废液;
步骤d)：第三废液经过碳滤器，在活性炭的作用下，用于去除第三废液中的油脂并降低COD和氨氮，形成第四废液;
步骤e)：第四废液进入PH调节反应槽，调整第四废液的PH值至碱性，形成第五废液;
步骤f)：第五废液进入重金属捕捉器，吸附除去第五废液中含有的各种重金属沉淀，形成第六废液;
步骤g)：第六废液进入微滤器中，去除第六废液中的悬浮物，形成第七废液;
步骤h)：第七废液进入超滤器中，去除第七废液中的铁锈胶体和少量无机盐，形成第八废液;
步骤i)：第八废液进入反渗透器中，截留后得到的纯水输送至回收水槽中，反渗透后的高盐水输送至喷雾蒸发器中;
步骤j)：反渗透后的高盐水分经喷雾蒸发器处理后分离成蒸馏水和固体盐，蒸馏水输送至回收水槽中，固体盐输送至固体回收槽中。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，在步骤a)中，格删间隙为15～25毫米。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，在步骤b)中，电磁场的磁感应强度为1.0～2.0特斯拉。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，在步骤c)中，石英砂的粒径为0.5～1.2毫米。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，在步骤e)中，第五废液的PH为8～9。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，在步骤f)中，还包括以下步骤：
步骤f-1)：第五废水通过污水入口管路进入臭氧扩散盘中进行氧化;
步骤f-2)：将步骤f-1)产生的废水经过爆气装置并充分搅拌;
步骤f-3)：将步骤f-2)产生的废水再经过隔离板组，使废水沿S型流动时间加长充分反应;
步骤f-4)：将步骤f-3)产生的废水通过活性碳吸附装置吸附有机物;
步骤f-5)：将步骤f-4)产生的废水再经过二氧化碳扩散盘，将多余金属离子转化为碳酸盐沉淀;
步骤f-6)：将步骤f-5)产生的废水通过石英砂，最后通过树脂柱吸附金属离子，最后水通过出水口管路流出至微滤器中。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，在步骤j)中，还包括以下步骤：
步骤j-1)：高盐水经过水泵进入废液加热槽加热，进入雾化喷头;
步骤j-2)：空气通过气体入口进入气体加热槽，在高压蒸气管的加热作用下，进入雾化喷头;
步骤j-3)：雾化喷头中的水和空气在干燥塔中进行干燥，形成的固体收集至固体收集箱，水和气体经过冷凝塔冷凝收集至冷凝水箱。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，在步骤j-1)中，废液加热槽将所述高盐水加热至62～80℃;在步骤j-2)中，气体加热槽将气体加热至75～110℃。
作为对本发明的所述零排放方法的进一步说明，优选地，还包括以下步骤：步骤j-4)：干燥塔中的水和空气在真空机组的作用下，负压维持在35KPa以下。
由此可见，本发明的钕铁硼永磁体废水零排放系统通过如下工艺将其废水综和回收达到零排放：
(1)在格删过程中，废水通过格删将其中的各种塑料纸、大泥或者其它工作杂物排除和粉碎，也便于下一步磁粉进行回收;
(2)在磁粉吸附过程中，通过电磁将磁粉吸附回收;
(3)在砂滤过程中，除去粉尘和沉淀物;
(4)在碳滤过程中，除油降低COD和氨氮;
(5)在PH调节过程中，使得调整PH值后的废液便于下一级重金属吸附;
(6)在重金属捕捉过程中，重金属捕捉器由污水入口、臭氧扩散盘、爆气装置、隔离板、活性碳、二氧化碳扩散盘、石英砂、树脂吸附柱、出水口组成，其通过氧化、暴气等不仅可以再次降低COD和氨氮而且可以将污水中含有各种重金属沉淀吸附除去;
(7)在微滤过程中，除去小颗粒;
(8)在超滤过程中，除去微尘;
(9)在反渗透过程中，制成纯水回用，高盐水进行蒸发;
(10)在喷雾蒸发过程中，采用低压、蒸汽加热、喷雾蒸发三种类型合一的方式，喷雾蒸发装置由废液加热槽、气体加热槽、高压蒸气管、气体入口、雾化喷头、干燥塔、固体收集箱、冷凝塔、真空机组、冷凝水箱、水泵组成，其可以将高盐水分离成蒸馏水和固体盐。
因此，本发明通过利用包括格删、磁粉吸附、重金属捕捉、微滤、超滤、蒸发回收等设备的钕铁硼永磁材料废水零排系统，可以确保实现钕铁硼永磁材料废水的零排放的效果。