申请日2012.10.19
公开(公告)日2013.04.03
IPC分类号C02F9/14; C02F11/12; C02F1/24; B01D53/60; B01D53/62; B01D53/78
摘要
本实用新型公开了一种稀土冶炼废水的处理装置，所述稀土冶炼废水的处理装置与烟气脱硫脱氮装置相结合，所述烟气脱硫脱氮装置包括脱硫除氮主塔和脱硫除氮副塔，所述稀土冶炼废水处理装置包括：隔油池、气浮池、调节池、中和反应池、高效浓密机、一级曝气沉淀池、曝气生物滤池、折点投氯反应塔、二级曝气沉淀池、絮凝沉淀池;所述高效浓密机通过管道与所述脱硫除氮副塔相连，所述一级曝气沉淀池通过管道与所述脱硫除氮副塔相连;所述折点投氯反应塔通过管道与所述脱硫除氮主塔相连，所述二级曝气沉淀池通过管道与所述脱硫除氮主塔相连，所述二级曝气沉淀池与絮凝沉淀池通过管道连接。处理后的废水中重金属离子、COD、氨氮可达标排放。
权利要求书
1.一种稀土冶炼废水的处理装置，所述稀土冶炼废水的处理装置与烟气脱硫脱氮装置相结合，所述烟气脱硫脱氮装置包括脱硫除氮主塔和脱硫除氮副塔，脱硫除氮主塔和脱硫除氮副塔通过管道相连，其特征在于，所述稀土冶炼废水处理装置包括：隔油池、气浮池、用于对稀土冶炼废水进行均质的调节池、用于中和稀土冶炼废水中的重金属和酸性物质的中和反应池、用于进行废渣沉淀的高效浓密机、用于氧化稀土冶炼废水中的亚硫酸根离子和吸附稀土冶炼废水中的有机物的一级曝气沉淀池、用于对稀土冶炼废水中的有机物、氨氮进行吸附和生物降解曝气生物滤池、用于进行折点投氯反应去除稀土冶炼废水中的氨氮的折点投氯反应塔、用于氧化稀土冶炼废水中的亚硫酸根离子和吸附稀土冶炼废水中的有机物的二级曝气沉淀池、用于沉淀稀土冶炼废水中的泥渣的絮凝沉淀池;
所述隔油池、气浮池、调节池、中和反应池、高效浓密机通过管道依次连接;所述高效浓密机通过管道与所述脱硫除氮副塔相连，所述一级曝气沉淀池通过管道与所述脱硫除氮副塔相连;所述一级曝气沉淀池、曝气生物滤池、折点投氯反应塔通过管道依次相连;所述折点投氯反应塔通过管道与所述脱硫除氮主塔相连，所述二级曝气沉淀池通过管道与所述脱硫除氮主塔相连，所述二级曝气沉淀池与絮凝沉淀池通过管道连接。
2.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，所述脱硫除氮主塔内由下至上设置有用于烟气进入的旋流进气装置、用于排出烟气的排气装置和用于喷淋烟气的多层无堵塞螺旋型实心锥形喷嘴装置;所述多层无堵塞螺旋型实心锥形喷嘴装置通过管道与所述折点投氯反应塔相连。
3.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，脱硫除氮副塔内设置有3-5个用于处理烟气的处理单元，每个处理单元内由下至上设置有用于进气的单层布气装置和用于喷淋烟气的单层无堵塞螺旋型空心锥形喷嘴装置;所述单层无堵塞螺旋型空心锥形喷嘴装置通过管道与所述高效浓密机相连。
4.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，所述稀土冶炼废水的处理装置还包括用于脱氯的备用脱氯装置，所述脱氯装置通过管道与所述折点投氯反应塔和絮凝沉淀池相连;所述备用脱氯装置内填充有用于脱氯的活性炭或者焦煤。
5.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，所述稀土冶炼废水的处理装置还包括用于均化水质和稳定水量的一级缓冲池、二级缓冲池和三级缓冲池，所述一级缓冲池设置在高效浓密机和脱硫除氮副塔之间，所述二级缓冲池设置在所述一级曝气沉淀池与曝气生物滤池之间，所述三级缓冲池设置在曝气生物滤池和折点投氯反应塔之间。
6.根据权利要求5所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，所述稀土冶炼废水处理装置还包括石灰水投加装置、第一PAM投加装置、烧碱投加装置、脱氨剂投加装置、第二PAM投加装置、硫酸投加装置、营养物投加装置、次氯酸钠投加装置、焦亚硫酸钠投加装置;所述石灰水投加装置和第一PAM投加装置与所述中和反应池相连，所述烧碱投加装置和脱氨剂投加装置设置在所述一级缓冲池与所述脱硫除氮副塔之间，所述第二PAM投加装置和硫酸投加装置设置在所述脱硫除氮副塔与所述一级曝气沉淀池之间，所述营养物投加装置与所述曝气生物滤池相连，所述次氯酸钠投加装置与所述折点投氯反应塔相连，所述焦亚硫酸钠投加装置与所述备用脱氯装置相连。
7.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，所述气浮池和中和反应池之间还设置一用于混合稀土冶炼废水和生产废水的综合废水收集池。
8.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，所述稀土冶炼废水处理装置还包括用于压滤所述高效浓密机产生的废渣的压滤机，所述压滤机与高效浓密机连接。
9.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水的处理装置，其特征在于，所述曝气生物滤池中设置有填料层，所述填料层由从上至下设置的活性炭层和斜发沸石层组成，所述活性炭层占总填料层体积的50-75%，所述斜发沸石层占总填料层体积的25-50%。
说明书
一种稀土冶炼废水的处理装置
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种稀土冶炼废水的处理装置，所述稀土冶炼废水的处理装置适用于处理钠皂法或钙皂法稀土湿法冶炼生产过程中产生的含氨量低的生产废水，也适用于氨皂化生产废水中低浓度含氨废水的处理。
背景技术
我国稀土资源丰富，稀土资源储量约8800万吨，占世界比例为30.7%，稀土资源主要分布在四川、内蒙古、山东、广东、江西、湖南、福建、云南、浙江等地。2005年，我国稀土冶炼分离产品达到10.39万吨，占世界总需求量的90%以上。
稀土冶炼工艺主要有湿法和火法两种，以往湿法冶炼萃取分离过程采用液氨或氨水皂化，作为皂化剂不进入产品，最终以氯化铵废水形式排放。由于浓度高达几万毫克升，采用蒸氨工艺、空气吹脱工艺为代表的资源回收工艺成为众多稀土冶炼厂选用的含氨废水处理工艺。2011年底，国家有关部委下达稀土冶炼行业严格限制采用液氨或氨水作为皂化剂，采用对环境污染较少的烧碱作为皂化剂，生产排放的废水中含氨离子大幅度降低，基本稳定在200-300PPM之间。由于含氨量较低，不具备资源回收的价值。
稀土湿法冶炼废水采用烧碱作为皂化剂的工艺，皂化及其它废水混合后经气浮除油、化学沉淀后的生产废水，其含盐量较氨皂化工艺大幅度提高，高达2.5-3.5%，电导率高达50000-70000μs/cm，COD150-300mg/L，氨氮200-300mg/L。高含盐量，低有机物，高钙离子、高氯离子特点是该类废水处理难点。目前该类污水处理主要采用物化工艺，主要包括：离子交换法、蒸发浓缩法、化学沉淀法、折点投氯法、空气吹脱法、蒸汽气提法。
离子交换法采用斜发沸石对氨具有较强的吸附选择性，由于吸附容量有限，再生复杂，主要适用于低浓度含氨废水处理，氨氮可以达标，但是COD无法达标。蒸发浓缩法氨氮回收率较高，出水容易达标，但是能耗高，运行费用高，设备腐蚀大，投资较高。化学沉淀法为投加磷酸或磷酸氢盐和镁盐生成磷酸氨镁(鸟粪石)的方法，主要问题为处理成本较高，原料供给困难，对低浓度含氨废水去除效果较差，氨氮及COD指标无法达标排放。折点投氯法把废水调节在PH=7左右，按Cl-：NN4+=8:1，主要适用于低浓度含氨废水处理，氨氮可以达标，但是COD无法达标。物化方法不能将氨氮浓度降到足够低(如100 mg/L以下)，而生物脱氮会因为高浓度游离氨或者亚硝酸盐氮而受到抑制，加上有机物较低，含盐量较高，生物处理工艺极少被采用。但生物处理处理具有成本低，出水水质可达标等优点。
目前企业普遍采用隔油预处理，然后加石灰水中和沉淀，上清液排放。大部分中小型企业配套废水量在500-1200m3/d，随废水排放的COD指标在130-500mg/L、氨氮指标为65-200mg/L，均无法达到《稀土工业污染物排放标准》的排放要求。
国内大部分采用湿法稀土冶炼工艺的中小型企业原有配套的空气吹脱除氨塔(蒸氨塔)由于原水中含氨浓度较低，氨的去除率较低，能耗高，再加上基本采用石灰水进行中和处理，结垢严重，设施大多数都处于停用状态。
综上所述，我国目前大部分稀土冶炼企业由于废水处理处理技术水平及运行费用限制，面临着严峻的环保压力，制约着产业的发展。自国家严禁氨皂化工艺而采用钠碱皂化工艺后，废水中的含盐量上升，含氨量下降，采用传统的废水处理工艺已不能满足环保要求，对周边环境造成极大的污染。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种稀土冶炼废水的处理装置，所述稀土冶炼废水的处理装置适用于处理稀土湿法冶炼过程中产生的含氨量低的皂化废水，旨在解决目前由于稀土湿法冶炼企业生产工艺由氨皂化工艺调整为钠碱皂化工艺后引起的皂化废水中含盐量增加及含氨量减少，而原有的污水处理配套的空气吹脱工艺设施、蒸氨工艺设施能耗极高、而且氨资源回收价值不高，导致系统运行成本太高的问题。
本实用新型的技术方案如下：
一种稀土冶炼废水的处理装置，所述稀土冶炼废水的处理装置与烟气脱硫脱氮装置相结合，所述烟气脱硫脱氮装置包括脱硫除氮主塔和脱硫除氮副塔，脱硫除氮主塔和脱硫除氮副塔通过管道相连，其中，所述稀土冶炼废水处理装置包括：隔油池、气浮池、用于对稀土冶炼废水进行均质的调节池、用于中和稀土冶炼废水中的重金属和酸性物质的中和反应池、用于进行废渣沉淀的高效浓密机、用于氧化稀土冶炼废水中的亚硫酸根离子和吸附稀土冶炼废水中的有机物的一级曝气沉淀池、用于对稀土冶炼废水中的有机物、氨氮进行吸附和生物降解曝气生物滤池、用于进行折点投氯反应去除稀土冶炼废水中的氨氮的折点投氯反应塔、用于氧化稀土冶炼废水中的亚硫酸根离子和吸附稀土冶炼废水中的有机物的二级曝气沉淀池、用于沉淀稀土冶炼废水中的泥渣的絮凝沉淀池;
所述隔油池、气浮池、调节池、中和反应池、高效浓密机通过管道依次连接;所述高效浓密机通过管道与所述脱硫除氮副塔相连，所述一级曝气沉淀池通过管道与所述脱硫除氮副塔相连;所述一级曝气沉淀池、曝气生物滤池、折点投氯反应塔通过管道依次相连;所述折点投氯反应塔通过管道与所述脱硫除氮主塔相连，所述二级曝气沉淀池通过管道与所述脱硫除氮主塔相连，所述二级曝气沉淀池与絮凝沉淀池通过管道连接。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，所述脱硫除氮主塔内由下至上设置有用于烟气进入的旋流进气装置、用于排出烟气的排气装置和用于喷淋烟气的多层无堵塞螺旋型实心锥形喷嘴装置;所述多层无堵塞螺旋型实心锥形喷嘴装置通过管道与所述折点投氯反应塔相连。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，脱硫除氮副塔内设置有3-5个用于处理烟气的处理单元，每个处理单元内由下至上设置有用于进气的单层布气装置和用于喷淋烟气的单层无堵塞螺旋型空心锥形喷嘴装置;所述单层无堵塞螺旋型空心锥形喷嘴装置通过管道与所述高效浓密机相连。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，所述稀土冶炼废水的处理装置还包括用于脱氯的备用脱氯装置，所述脱氯装置通过管道与所述折点投氯反应塔和絮凝沉淀池相连;所述备用脱氯装置内填充有用于脱氯的活性炭或者焦煤。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，所述稀土冶炼废水的处理装置还包括用于均化水质和稳定水量的一级缓冲池、二级缓冲池和三级缓冲池，所述一级缓冲池设置在高效浓密机和脱硫除氮副塔之间，所述二级缓冲池设置在所述一级曝气沉淀池与曝气生物滤池之间，所述三级缓冲池设置在曝气生物滤池和折点投氯反应塔之间。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，所述稀土冶炼废水处理装置还包括石灰水投加装置、第一PAM投加装置、烧碱投加装置、脱氨剂投加装置、第二PAM投加装置、硫酸投加装置、营养物投加装置、次氯酸钠投加装置、焦亚硫酸钠投加装置;所述石灰水投加装置和第一PAM投加装置与所述中和反应池相连，所述烧碱投加装置和脱氨剂投加装置设置在所述一级缓冲池与所述脱硫除氮副塔之间，所述第二PAM投加装置和硫酸投加装置设置在所述脱硫除氮副塔与所述一级曝气沉淀池之间，所述营养物投加装置与所述曝气生物滤池相连，所述次氯酸钠投加装置与所述折点投氯反应塔相连，所述焦亚硫酸钠投加装置与所述备用脱氯装置相连。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，所述气浮池和中和反应池之间还设置一用于混合稀土冶炼废水和生产废水的综合废水收集池。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，所述稀土冶炼废水处理装置还包括用于压滤所述高效浓密机产生的废渣的压滤机，所述压滤机与高效浓密机连接。
所述的稀土冶炼废水的处理装置，其中，所述曝气生物滤池中设置有填料层，所述填料层由从上至下设置的活性炭层和斜发沸石层组成，所述活性炭层占总填料层体积的50-75%，所述斜发沸石层占总填料层体积的25-50%。
有益效果：本实用新型根据湿法稀土冶炼企业的实际情况，把锅炉烟气治理和生产废水治理有机结合起来，充分利用锅炉烟气富含煤灰、二氧化碳、二氧化硫及较高烟气温度等特点，同时也利用了废水治理工艺中碱性较高、吹脱脱氨需要加温、折点投氯工艺后余氯较高、需要削减有机物、氨氮等特点。经过本实用新型所提供的废水方法处理后，钠皂(钙皂)法稀土生产废水中重金属离子、COD、氨氮可达标排放，同时燃煤锅炉的烟气黑度、二氧化硫、氮氧化物等指标均能达标排放。本实用新型所提供的废水综合治理的工艺及设备在节能减排、以废治废、达标排放方面都取得了较好的效果。