申请日2017.12.23
公开(公告)日2018.06.08
IPC分类号C02F9/04; C01B32/72; C01B17/04
摘要
本发明公开了一种含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置，所述污水处理及资源回收装置包括：废水收集及反应单元、废水处理及循环单元、CS2回收单元和硫磺回收单元，废水收集及反应单元分别连接废水处理及循环单元和CS2回收单元，CS2回收单元连接硫磺回收单元，硫磺回收单元连接废水处理及循环单元。本发明的污水处理及资源回收装置不仅可满足环境保护的需求，更是回收了资源，实现资源的循环利用，降低生产成本，满足企业自身经营发展的需要。
权利要求书
1.一种含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置，其特征在于，包括：废水收集及反应单元、废水处理及循环单元、CS2回收单元和硫磺回收单元，废水收集及反应单元分别连接废水处理及循环单元和CS2回收单元，CS2回收单元连接硫磺回收单元，硫磺回收单元连接废水处理及循环单元;
废水收集及反应单元包括：集水池、集水池泵和反应釜，集水池通过集水池泵连接反应釜，废水经过集水池的收集，在集水池泵的作用下进入反应釜;
废水处理及循环单元包括：沉淀池、污泥池和出水池，沉淀池连接反应釜的底部，沉淀池的上部连接连接出水池，沉淀池的底部连接污泥池，;
CS2回收单元包括：CS2冷却器和CS2储罐，反应釜的顶部连接CS2冷却器，CS2冷却器连接CS2储罐，在CS2冷却器内CS2气体冷凝成液态，进入CS2储罐储存备用;
硫磺回收单元包括：缓冲罐、引风机、电加热器、空气风机、氧化反应器、硫冷凝器、高效硫分离器、洗涤塔和液硫封，CS2冷却器连接引风机，引风机将气体送入缓冲罐，缓冲罐连接预热的电加热器，电加热器和空气风机分别连接氧化反应器，在氧化反应器内进行化学反应，氧化反应器连接硫冷凝器对反应后过程气进行冷凝，硫冷凝器连接高效硫分离器分离硫磺,高效硫分离器通过激冷罐连接洗涤塔，尾气在洗涤塔内进行洗涤，洗涤塔连接循环池，气体通过循环风机分别输送回洗涤塔和激冷罐，高效硫分离器还连接液硫封，冷凝分离出的硫磺进入液硫封。
2.如权利要求1所述的含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置，其特征在于：所述反应釜内设置搅拌器，用于加快所述反应釜内的反应速度。
3.如权利要求2所述的含硫代碳酸钠污水 处理及资源回收装置，其特征在于：所述电加热器、氧化反应器和硫冷凝器的数量分别为2，所述引风机通过缓冲罐所述连接电加热器，电加热器和空气风机分别连接直接氧化反应器，直接氧化反应器连接硫冷凝器，硫冷凝器冷凝回收硫磺。
4.一种使用如权利要求3所述的含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)废水经过所述集水池的收集，在所述集水池泵的作用下进入所述反应釜，在所述反应釜内配入当量浓硫酸后完全反应，化学反应为：
CS32-+2H+―H2CS3
H2CS3―H2S↑+CS2
(2)经过所述反应釜反应生成的沉淀物进入所述沉淀池进行沉淀处理，经沉淀池沉淀的底部污泥自流进至所述污泥池，并在所述污泥池进行干化后外送填埋处理，经沉淀池沉淀的上清液流至曝气池进行曝气，氧化后进入出水池作为回用水备用;
(3)经过所述反应釜反应生成的H2S气体、CS2气体和气提气通过引风机抽出，进入所述CS2冷却器，将过程气中的绝大部分CS2气体冷凝成液态，从过程气中分离出来，分离处理的CS2进入所述CS2储罐储存备用;
(4)经过冷却分离后的过程气进入所述缓冲罐，通过所述增压风机送至所述电加热器，所述电加热器预热至200℃，通过电加热器的过程气和由空气风机提供的空气混合进入直接氧化反应器反应回收硫磺，直接氧化反应段配入的空气量以稍欠氧为控制目的，化学反应为：
2H2S+O2→2/xSx+2H2O
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的过程气经过硫冷凝器冷凝后，由高效硫分离器分离硫磺，尾气送入洗涤塔洗涤后，气体从洗涤塔顶部超净排放，洗涤塔的洗涤液中加入NaOH药剂，循环使用，排放的少量洗涤液外送，冷凝分离出的硫磺送入液硫封。
5.如权利要求4所述的含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置的方法，其特征在于：在所述反应釜内注入惰性气体氮气进行搅拌和气提，以保证所述反应釜内反应完全，装置停车时氮气吹扫置换，保证装置的安全。
6.如权利要求5所述的含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置的方法，其特征在于：在所述步骤(2)中的回用水中添加NaOH进行PH值调节，使回用水的PH值范围为8-10。
7.如权利要求6所述的含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置的方法，其特征在于：CS2的沸点为45℃，所述步骤(3)中的CS2冷却器利用冷冻水对过程气进行换热冷却。
说明书
一种含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置及其方法
技术领域
本发明涉及环境保护的技术领域，特别是涉及污水处理回用及二硫化碳、硫磺回收装置及其方法。
背景技术
在现在的粘胶纤维工艺生产中一般采用二硫化碳作为溶剂，在制胶中部分二硫化碳和氢氧化钠发生副反应，生成三硫代碳酸钠。另外粘胶在纺丝凝固过程中也会形成丝条，三硫代碳酸钠会和硫酸发生反应，产生硫化氢气体，再与粘胶纤维结合的二硫化碳发生反应时又再次释放出来。
现在大多数的企业都是采用碱性磺化制胶和酸性凝固的成型工艺，在生产中会产生硫化氢等气体，这些产生出来的硫化氢气体为无色剧毒强酸性窒息性气体，比空气重，能在较低处扩散到很远的地方，易溶于水、醇类。当生产车间空气中硫化氢气体的浓度达到10mg/m3以上时，易与空气混合形成爆炸性混合物。
化纤生产过程中产生的污水中含有大量的硫代碳酸钠(Na2CS3)，致使污水的COD高达5万mg/m3左右，且污水的B/C很低，很难通过生物降解技术进行处理，所以，建设方设想将Na2CS3进行加酸反应后，针对生成物进行处理。
由生产排出的废水含有大量可溶性盐及固体小颗粒，如采用普通的废水处理装置来进行处理，在现有的技术条件下很难将废水处理至排放标准。循环使用的水中仍含有大量杂质，对生产过程会产生影响，且循环利用率会大大降低，并且排放的部分也无法满足排放要求，会有污染环境的风险，再者废水中的大量可回收组分流失，造成生产成本的居高不下。
因此希望有一种含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置及其方法能够有效的解决上述现有技术中的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置，实现资源的循环利用，降低生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置包括：废水收集及反应单元、废水处理及循环单元、CS2回收单元和硫磺回收单元，废水收集及反应单元分别连接废水处理及循环单元和CS2回收单元，CS2回收单元连接硫磺回收单元，硫磺回收单元连接废水处理及循环单元;
废水收集及反应单元包括：集水池、集水池泵和反应釜，集水池通过集水池泵连接反应釜，废水经过集水池的收集，在集水池泵的作用下进入反应釜;
废水处理及循环单元包括：沉淀池、污泥池和出水池，沉淀池连接反应釜的底部，沉淀池的上部连接出水池，沉淀池的底部连接污泥池，;
CS2回收单元包括：CS2冷却器和CS2储罐，反应釜的顶部连接CS2冷却器，CS2冷却器连接CS2储罐，在CS2冷却器内CS2气体冷凝成液态，进入CS2储罐储存备用;
硫磺回收单元包括：缓冲罐、引风机、电加热器、空气风机、氧化反应器、硫冷凝器、高效硫分离器、洗涤塔和液硫封，CS2冷却器连接引风机，通过引风机将过程气送入缓冲罐，缓冲罐连接预热的电加热器，电加热器和空气风机分别连接氧化反应器，在氧化反应器内进行化学反应，氧化反应器连接硫冷凝器对反应后过程气进行冷凝，硫冷凝器连接高效硫分离器分离硫磺,高效硫分离器通过激冷罐连接洗涤塔，尾气在洗涤塔内进行洗涤，洗涤塔连接出水池，气体通过循环风机分别输送回洗涤塔和激冷罐，高效硫分离器还连接液硫封，冷凝分离出的硫磺进入液硫封。
优选地，所述反应釜内设置搅拌器，用于加快所述反应釜内的反应速度。
优选地，所述反应釜内设置加热装置，用于加快所述反应釜内的二硫化碳气化。
优选地，所述电加热器、氧化反应器和硫冷凝器的数量分别为1，所述缓冲罐连接电加热器，电加热器和空气风机分别连接直接氧化反应器，直接氧化反应器连接硫冷凝器，硫冷凝器冷凝回收硫磺。
本发明提供一种使用所述污水处理回用及资源回收装置的方法包括以下步骤：
(1)废水经过所述集水池的收集，在所述集水池泵的作用下进入所述反应釜，在所述反应釜内配入当量浓硫酸后完全反应，化学反应为：
CS32-+2H+―H2CS3
H2CS3―H2S↑+CS2
(2)经过所述反应釜反应生成的沉淀物进入所述沉淀池进行沉淀处理，经沉淀池沉淀的底部污泥自流进至所述污泥池，并在所述污泥池进行干化后外送填埋处理，经沉淀池沉淀的上清液流至曝气池进行曝气，氧化后进入出水池作为回用水备用;
(3)经过所述反应釜反应生成的H2S气体、CS2气体和气提气通过引风机抽出，进入所述CS2冷却器，将过程气中的绝大部分CS2气体冷凝成液态，从过程气中分离出来，分离处理的CS2进入所述CS2储罐储存备用;
(4)经过冷却分离后的过程气进入所述缓冲罐，送至所述电加热器，所述电加热器预热至200℃，通过电加热器的过程气和由空气风机提供的空气混合进入直接氧化反应器反应回收硫磺，直接氧化反应段配入的空气量以稍欠氧为控制目的，化学反应为：
2H2S+O2→2/x Sx+2H2O
2H2S+SO2→3/xSx+2H2O
CS2+2H2O→2H2S+CO2
反应后的过程气通过硫冷凝器冷凝回收硫磺后，由高效硫分离器分离硫磺，尾气送入洗涤塔洗涤后，气体从洗涤塔顶部超净排放，洗涤塔的洗涤液中加入NaOH药剂，循环使用，排放的少量洗涤液送至出水池，冷凝分离出的硫磺送入液硫封。
优选地，在所述反应釜内注入惰性气体氮气进行搅拌和气提，以保证所述反应釜内反应完全。
优选地，在所述反应釜内设置加热装置，以保证所述反应釜内二硫化碳气化。
优选地，在所述步骤(2)中的回用水中添加NaOH进行PH值调节，使回用水的PH值范围为8-10。
优选地，CS2的沸点为45℃，所述步骤(3)中的CS2冷却器利用循环水对过程气进行换热冷却。
本发明提供了一种含硫代碳酸钠污水处理及资源回收装置，所述污水处理及资源回收装置从资源回收的角度出发，结合废水、废气的处理技术，首先对废水进行加酸处理，经过沉淀、曝气后，水分完全满足循环利用的需求，大大提高生产效率。对加酸反应产生的气体组分(CS2和H2S)，首先采用冷凝技术回收CS2，然后将H2S气体送入硫回收单元回收硫磺，不仅可满足环境保护的需求，更是回收了资源，实现资源的循环利用，降低生产成本，满足企业自身经营发展的需要。