[發明專利]硫酸工業雙循環噴射式除砷的方法及設備

有效

• 申請號: 201210416137.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102897885A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 曹傳東;黎鉉海;高祖玉;李榮勝;杜曉娟;陳勇;蔣書霞
• 申請（專利權）人: 廣西南寧東和新贏環保技術有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/62
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

本發明涉及一種硫酸廠廢酸水雙循環噴射式除重金屬的方法及設備，屬于廢水處理、環境保護領域。

背景技術

硫酸生產過程中，廣泛采用硫鐵礦作為原料焙燒，在水洗凈化爐氣過程中會產生大量的含砷廢水。廢水中的大量砷嚴重污染環境，危害人們的生活健康，并且廢水中含有多種重金屬離子，更加大了其危害。如何經濟而有效地處理硫酸生產廠的含砷廢酸，是眾多硫酸生產廠亟待解決的難題。

目前，國內外處理酸性含砷廢水的方法很多，主要有吸附法、電滲析法、電解法、離子交換樹脂法、膜分離法、微生物處理法、化學沉淀法等。吸附法就是利用活性炭等比表面積大的物質吸附廢水中的重金屬，使其沉淀而達到除去的目的，此法成本高，一般不單獨使用。電滲析法是利用電場的作用，將重金屬離子向電極處吸引，從而達到分離、濃縮的目的。電滲析法處理廢水的特點是不需要消耗化學品，設備簡單，操作方便，但處理時間長，處理量小，不適合大規模處理。電解法就是利用重金屬離子在電解池的陰極、陽極上發生氧化還原反應，使其形態發生改變而使毒性降低或消失的方法，該方法處理重金屬能力強，又能直接回收重金屬，缺點就是耗電大，處理時間長。離子交換樹脂法處理重金屬就是利用離子交換樹脂中的活性基團吸附重金屬離子而達到分離、固定、富集重金屬的目的，但吸附重金屬后的樹脂需要再生，成本相對要高。膜分離法是利用具有一定大小孔徑的膜材料選擇性的透過一定大小分子量的物質，使它們達到分離、純化、濃縮的目的，膜分離重金屬效果好，但膜材料價格貴，膜的清洗、維護比較麻煩。微生物處理重金屬的方法是利用微生物在繁殖過程中，通過自身的氧化、還原作用，把重金屬轉化為低毒甚至無毒的形態，并且微生物繁殖過程中分泌的多糖類化合物、蛋白質等物質可以吸附重金屬而達到富集、轉化重金屬的目的。微生物法處理重金屬的方法簡單，成本低，但處理時間長，影響處理效果的因素很多，處理效果不穩定。相對于以上六種處理方法，沉淀法處理重金屬是一種古老、簡單、范圍廣的方法，它是利用重金屬離子與加入的沉淀劑產生反應，生成難溶物而達到去除的目的。最常用的沉淀劑是堿金屬硫化物。重金屬的硫化物的溶度積都非常小，可以一步處理廢水中多種重金屬，因此目前硫酸工業處理含砷廢水的主要方法是化學沉淀法，其又具體包含石灰法，硫化法。

石灰法：該方法存在渣量大和二次污染問題，對三價砷的處理效果略差，而硫酸生產廢水中的砷主要以三價為主。砷酸鈣在水中的溶解度為130mg/L，相當于砷含量48mg/L，而亞砷酸鈣的溶解度更高，約為900mg/L。因此，普通石灰法直接處理后的出水中，砷含量往往難以達到排放標準。

硫化法:重金屬的硫化物溶度積用硫化鈉等得硫化劑將含砷廢水中的重金屬固定于硫化渣中，達到去除重金屬的目的；而硫化渣中的砷含量一般可以達到30%以上，使得其砷的資源利用和二次污染的消除變為可能。在中性或酸性溶液中硫離子與重金屬離子發生化學反應的方程式為：

但目前硫化法同時又存在一些問題：①硫化后水中砷含量偏高，一般在100mg/L以上，達不到排放或循環標準。②硫化劑用量遠遠大于理論量，硫化氫大量逃逸，不僅增加處理成本，還影響生產車間環境。③大多數硫化法處理前后都需要用石灰處理，不僅浪費原料，還把廢酸中的酸也中和掉，浪費了資源，增加了排放量，且工藝流程都比較繁瑣。

發明內容

本發明的目的是針對現有硫化物沉淀法去除硫酸廠含砷廢水工藝硫化劑用量大、去除率不高，產生大量污染環境的硫化氫、工藝繁雜、資源不能循環利用等問題，提供了一種雙循環噴射式除砷的方法及設備。本發明自動化程度高，重金屬去除率高，成本低。

本發明是這樣實現的：將硫化劑置于硫化氫發生器中，產生的硫化氫通過管道進入雙循環噴射式中的反應釜3，開啟循環泵5使反應釜3內的物料進行內循環反應，循環反應時間為60～90分鐘，反應溫度為30～60℃，反應壓力為0.1～0.3Mpa；同時反應釜3剩余的硫化氫進入反應釜4，開啟循環泵6使反應釜4內的物料進行內循環反應，循環反應時間為60～90分鐘，反應溫度為30～60℃，反應壓力為0.1～0.3Mpa；循環反應結束，通過管道將反應釜3反應后的液體置于儲槽內，靜置30～60min后，將液體進行壓濾，得到的濾渣送到冶煉廠進行重金屬的回收，濾液直接綜合利用，實現零排放；反應釜4循環反應后的廢液則留作為下一輪反應釜3的反應液。砷去除率達99%以上，濾渣砷含量高，有利于深加工。

所述的原液槽，裝有經過一級壓濾的廢水。