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氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺及其装置

阅读：1047发布：2021-03-02

IPRDB可以提供氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺及其装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种废水回收工艺及装置，尤其涉及氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺及其装置。其回收工艺包括以下步骤：（1）将工艺废水打入废水调节池，混合均匀后打入初级斜板沉淀池，加入氢氧化钠溶液调节，形成Fe(OH)2沉淀物；（2）初级斜板沉淀池内的沉淀物输送至硫酸亚铁车间，上清液进入中间水池；（3）通过曝气作用，将上清液中的二价铁离子转换为三价铁离子；（4）二级斜板沉淀池的上清液进入清水池，将清水池内的废水再依次经多介质过滤器、超滤装置、高压泵、纳滤浓缩装置深度过滤获得Na2SO4浓缩液；（5）将纳滤产水通过反渗透系统处理，获得生产用纯水。本发明能够有效回收废水中化工原料、回用系统的产水可以用于生产用水。，下面是氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺及其装置专利的具体信息内容。

权利要求

1. 氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将氧化铁着色材料生产线工艺废水打入废水调节池，混合均匀后通过提升泵打入反应池，加入氢氧化钠溶液调节，再进入初级斜板沉淀池，形成Fe(OH)2沉淀物；

（2）初级斜板沉淀池内的Fe(OH)2沉淀物采用管道输送的方式送至硫酸亚铁车间，上清液进入中间水池；

（3）通过曝气作用，将上清液中的二价铁离子转换为三价铁离子，然后加入氢氧化钠溶液形成Fe(OH)3，通过二级斜板沉淀池进行去除；

（4）二级斜板沉淀池的上清液进入清水池，通过原水提升泵将清水池内的废水再依次经过多介质过滤器、超滤装置、纳滤高压泵、纳滤浓缩装置深度过滤获得Na2SO4浓缩液；

从所述纳滤浓缩装置出来的液体有两股，一股是经浓缩的Na2SO4溶液从第一出口收集进入中间水箱，一股是仅含有少量Na2SO4的溶液从第二出口排出处理；所述纳滤浓缩装置由两级纳滤组成，一级纳滤装置的进口与高压泵连接，Na2SO4溶液经浓缩后由第一出口排出，而一级纳滤装置的透过液则与第二中间水箱相连，第二中间水箱与二级高压泵相连，二级高压泵加压后泵入二级纳滤装置进行浓缩，经二级纳滤装置浓缩后的浓缩液由第二出口汇入到一级纳滤装置的进口再进行处理；

（5）将纳滤产水进一步通过反渗透系统处理，获得生产用纯水。

2. 根据权利要求1所述的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺所用装置，其特征在于：它包括与生产线工艺废水相连的废水调节池（1），所述废水调节池依次连接有提升泵（2）、反应池（3）和初级斜板沉淀池（4），所述初级斜板沉淀池（4）的沉淀出口连接有污泥浓缩池（5），污泥浓缩池（5）连接有压滤机（6），所述初级斜板沉淀池（4）的上清液出口连接有中间水池（7），所述中间水池（7）连接有二级斜板沉淀池（8），所述二级斜板沉淀池（8）依次连接有清水池（9）、原水泵（10）、多介质过滤器（11）、超滤装置（13）和超滤产水箱（14），所述超滤产水箱（14）连接有纳滤高压泵（15）和纳滤浓缩装置（16），所述纳滤浓缩装置（16）连接有第一中间水箱（17），所述第一中间水箱（17）连接有反渗透系统（18）；

所述纳滤浓缩装置（16）由两级纳滤组成，一级纳滤装置（161）的进口与所述纳滤高压泵（15）连接，溶液经浓缩后由第一出口（1611）排出，而一级纳滤装置（161）的透过液出口（1612）则与第二中间水箱（162）相连，所述第二中间水箱（162）与二级高压泵（163）相连，二级高压泵（163）加压后泵入二级纳滤装置（164）进行浓缩，经二级纳滤装置（164）浓缩后的浓缩液由第二出口（1641）汇入到一级纳滤装置（161）的进口再进行处理。

3. 根据权利要求2所述的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺所用装置，其特征在于：所述压滤机（6）为板框压滤机。

4. 根据权利要求3所述的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺所用装置，其特征在于：所述多介质过滤器（11）与所述超滤装置（13）之间连接有精密过滤器（12）。

5.根据权利要求4所述的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺所用装置，其特征在于：所述超滤装置（13）为全自动超滤装置。

6. 根据权利要求5所述的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺所用装置，其特征在于：所述超滤产水箱（14）的出口连接有与所述超滤装置（13）产水端相通的用于反清洗的反洗泵（19）。

7. 根据权利要求6所述的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺所用装置，其特征在于：所述反渗透系统（18）包括依次相连的反渗透高压泵（181）、反渗透装置（182）和反渗透产水箱（183）。

8. 根据权利要求7所述的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺所用装置，其特征在于：所述纳滤高压泵和反渗透高压泵的操作压力范围为0.5-16MPa。

说明书全文

氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺

及其装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种废水回收工艺及装置，尤其涉及氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺及其装置。

背景技术

[0002] 当前，氧化铁颜料企业对其废水的硫酸亚铁回收不彻底，并且会产生二次污染和废水，同时对其中的硫酸钠也未有报道进行有效回收。

[0003] CN201161959Y(2008-12-10)公开了一种氧化铁颜料生产废水的氨氮处理设备，然而其只涉及对氨氮的处理。

[0004] CN102616997B(2013-10-9)公开了一种氧化铁颜料生产废水处理方法，包括以下步骤：1)调节废水的pH值回收其中的氧化铁颜料；2)利用有机废水作为有机碳源；3)应用厌氧-兼氧-好氧生化系统处理氧化铁颜料生产废水。其主要也是着重于氧化铁颜料生产废水中氨氮的去除，且对亚铁例子回收率有待改进。

[0005] 现有氧化铁着色材料新工艺中的氨氮含量低，符合污水排放标准，然而其中含有较多硫酸钠，生产废水直接处理后排放，未对原材料进行有效回收。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种能够有效回收废水中化工原料、回用系统的产水可以用于生产用水的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4。

[0007] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

[0008] 氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4工艺，其包括以下步骤：

[0009] （1）将氧化铁着色材料生产线工艺废水打入废水调节池，混合均匀后通过提升泵打入初级斜板沉淀池，加入氢氧化钠溶液调节，形成Fe(OH)2沉淀物；

[0010] （2）初级斜板沉淀池内的Fe(OH)2沉淀物采用管道输送的方式送至硫酸亚铁车间，上清液进入中间水池；

[0011] （3）通过曝气作用，将上清液中的二价铁离子转换为三价铁离子，然后加入氢氧化钠溶液形成Fe(OH)3，通过二级斜板沉淀池进行去除；

[0012] （4）二级斜板沉淀池的上清液进入清水池，通过原水提升泵将清水池内的废水再依次经过多介质过滤器、超滤装置、纳滤高压泵、纳滤浓缩装置深度过滤获得Na2SO4浓缩液；

[0013] （5）将纳滤产水进一步通过反渗透系统处理，获得生产用纯水。

[0014] 本发明的优点是：

[0015] 1.氧化铁着色材料生产线工艺产生两种废水，一是含有硫酸钠和硫酸亚铁的废水，一是含有硫酸钠的废水，发明人尝试将两种废水混合后统一处理，获得Fe(OH)2及Na2SO4，成为氧化铁着色材料的重要原料；

[0016] 2.通过曝气作用和碱液处理将剩余未沉淀的二价铁离子去除，进一步回用；

[0017] 3.经过多介质过滤器、超滤装置和纳滤系统进行深度过滤获得Na2SO4浓缩液回用；并且将超滤装置、纳滤高压泵与纳滤浓缩装置组合形成浓缩Na2SO4的系统，使本发明装置对于二价及以上离子的截留率高，对于一价离子截留率低，在去除二价杂质离子后，有效回收具有钠离子的Na2SO4浓缩液；

[0018] 4.纳滤产水进一步通过反渗透系统处理后获得生产用纯水，实现绿色环保需求。

[0019] 作为优选，从所述纳滤浓缩装置出来的液体有两股，一股是经浓缩的Na2SO4溶液从第一出口收集进入中间水箱，一股是仅含有少量Na2SO4的溶液从第二出口排出处理；所述纳滤浓缩装置由两级纳滤组成，一级纳滤装置的进口与高压泵连接，Na2SO4溶液经浓缩后由第一出口排出，而一级纳滤装置的透过液则与第二中间水箱相连，第二中间水箱与二级高压泵相连，二级高压泵加压后泵入二级纳滤装置进行浓缩，经二级纳滤装置浓缩后的浓缩液由第二出口汇入到一级纳滤装置的进口再进行处理。

[0020] 作为优选，所述反渗透系统包括与所述纳滤浓缩装置产水端连接的中间水箱、与所述中间水箱依次连接的反渗透高压泵、反渗透装置和反渗透产水箱。

[0021] 作为优选，所述纳滤高压泵和反渗透高压泵的操作压力范围为0.5-16MPa。

[0022] 氧化铁着色材料废水浓缩系统回收Fe(OH)2及Na2SO4装置，它包括与生产线工艺废水相连的废水调节池，所述废水调节池依次连接有提升泵、反应池和初级斜板沉淀池，所述初级斜板沉淀池的沉淀出口连接有污泥浓缩池，污泥浓缩池连接有压滤机，所述初级斜板沉淀池的上清液出口连接有中间水池，所述中间水池连接有二级斜板沉淀池，所述二级斜板沉淀池依次连接有清水池、原水泵、多介质过滤器、超滤装置和超滤产水箱，所述超滤产水箱连接有纳滤高压泵和纳滤浓缩装置，所述纳滤浓缩装置连接有第一中间水箱，所述第一中间水箱连接有反渗透系统。

[0023] 本发明的优点是：

[0024] 1.氧化铁着色材料生产线工艺产生两种废水，一是含有硫酸钠和硫酸亚铁的废水，一是含有硫酸钠的废水，发明人尝试将两种废水混合后统一处理，可以获得Fe(OH)2及Na2SO4，成为氧化铁着色材料的重要原料；经过多介质过滤器、超滤装置和纳滤系统进行深度过滤获得Na2SO4浓缩液回用；并且将超滤装置、纳滤高压泵与纳滤浓缩装置组合形成浓缩Na2SO4的系统，克服了现有装置对于二价及以上离子的截留率高，对于一价离子截留率低的缺点；

[0025] 2.纳滤产水进一步通过反渗透系统处理后获得生产用纯水，实现绿色环保需求。

[0026] 作为优选，所述压滤机为板框压滤机。

[0027] 作为优选，所述多介质过滤器与所述超滤装置之间连接有精密过滤器。

[0028] 作为优选，所述超滤装置为全自动超滤装置。

[0029] 作为优选，所述超滤产水箱的出口连接有反洗泵，所述反洗泵与所述超滤装置产水端相通。

[0030] 作为优选，所述反渗透系统包括依次相连的反渗透高压泵、反渗透装置和反渗透产水箱。

[0031] 作为优选，所述纳滤浓缩装置由两级纳滤组成，一级纳滤装置的进口与所述纳滤高压泵连接，溶液经浓缩后由第一出口排出，而一级纳滤装置的透过液出口则与第二中间水箱相连，所述第二中间水箱与二级高压泵相连，二级高压泵加压后泵入二级纳滤装置进行浓缩，经二级纳滤装置浓缩后的浓缩液由第二出口汇入到一级纳滤装置的进口再进行处理。

[0032] 综上所述，本发明具有以下有益效果：

[0033] 1、能够有效回收废水中化工原料；

[0034] 2、回用系统的产水可以用于生产用水。

附图说明

[0035] 图1是本发明用于生产用水的氧化铁着色材料废水浓缩系统回收装置示意图；

[0036] 图2是本发明纳滤浓缩装置示意图；

[0037] 图3是本发明氧化铁着色材料废水浓缩系统回收系统实施例流程图。

具体实施方式

[0038] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0039] 如图1和图2所示，一种氧化铁着色材料废水浓缩系统回收装置，它包括与生产线工艺废水相连的废水调节池1，废水调节池依次连接有提升泵2、反应池3和初级斜板沉淀池4，初级斜板沉淀池4的沉淀出口连接有污泥浓缩池5，污泥浓缩池5连接有压滤机6，初级斜板沉淀池4的上清液出口连接有中间水池7，中间水池7连接有二级斜板沉淀池8，二级斜板沉淀池8依次连接有清水池9、原水泵10、多介质过滤器11、超滤装置13和超滤产水箱14，超滤产水箱14连接有纳滤高压泵15和纳滤浓缩装置16，纳滤浓缩装置16连接有第一中间水箱17，第一中间水箱17连接有反渗透系统18。压滤机6为板框压滤机。多介质过滤器11与超滤装置13之间连接有精密过滤器12。超滤装置13为全自动超滤装置。超滤产水箱14的出口连接有反洗泵19，反洗泵19与超滤装置13产水端相通。反渗透系统18包括依次相连的反渗透高压泵181、反渗透装置182和反渗透产水箱183。纳滤浓缩装置
16由两级纳滤组成，一级纳滤装置161的进口与纳滤高压泵15连接，溶液经浓缩后由第一出口1611排出，而一级纳滤装置161的透过液出口1612则与第二中间水箱162相连，第二中间水箱162与二级高压泵163相连，二级高压泵163加压后泵入二级纳滤装置164进行浓缩，经二级纳滤装置164浓缩后的浓缩液由第二出口1641汇入到一级纳滤装置161的进口再进行处理。

[0040] 具体处理工艺包括以下步骤：

[0041] （1）将表1中的氧化铁着色材料生产线工艺废水打入废水调节池，混合均匀后通过提升泵打入初级斜板沉淀池，加入氢氧化钠溶液调节，形成Fe(OH)2沉淀物；

[0042] 表1

[0043]

[0044] （2）初级斜板沉淀池内的Fe(OH)2沉淀物采用管道输送的方式送至硫酸亚铁车间，上清液进入中间水池；

[0045] （3）通过曝气作用，将上清液中的二价铁离子转换为三价铁离子，然后加入氢氧化钠溶液形成Fe(OH)3，通过二级斜板沉淀池进行去除；

[0046] （4）二级斜板沉淀池的上清液进入清水池，通过原水提升泵将清水池内的废水再依次经过多介质过滤器、超滤装置、纳滤高压泵、纳滤浓缩装置深度过滤获得Na2SO4浓缩液，确保水体内的絮状物不会污堵膜浓缩装置；从所述纳滤浓缩装置出来的液体有两股，一股是经浓缩的Na2SO4溶液从第一出口收集进入中间水箱，一股是仅含有少量Na2SO4的溶液从第二出口排出处理；所述纳滤浓缩装置由两级纳滤组成，一级纳滤装置的进口与高压泵连接，Na2SO4溶液经浓缩后由第一出口排出，而一级纳滤装置的透过液则与第二中间水箱相连，第二中间水箱与二级高压泵相连，二级高压泵加压后泵入二级纳滤装置进行浓缩，经二级纳滤装置浓缩后的浓缩液由第二出口汇入到一级纳滤装置的进口再进行处理；

[0047] 在高压泵的作用下，将滤液进行浓缩，确保浓水端的Na2SO4浓度≥8%。进过浓缩装置处理后的产水电导仍然偏高，将浓缩装置的产水进入反渗透装置进行深度脱盐；

[0048] （5）将纳滤产水进一步通过反渗透系统处理，获得生产用纯水。反渗透系统包括与所述纳滤浓缩装置产水端连接的中间水箱、与所述中间水箱依次连接的反渗透高压泵、反渗透装置和反渗透产水箱。最终回用水电导率≤500us/cm，最终产水用于生产。

[0049] 如图3所示，经过回用系统，回收了生产原料：Fe(OH)2、Na2SO4以及大部分的纯水。具体数据见表1：

[0050] 表1

[0051]

[0052] 回用系统的效益：

[0053] 1、社会效益：响应国家号召节能减排，减少排污总量，节约水资源，尽可能提高水资源的重复利用率。

[0054] 2、经济效益：

[0055] 2-1、回用系统运行成本：

[0056] 电费：本系统泵运行实际总功率为40KW.h，以每小时生产纯水21.0m3工艺废水，3 3
电费价格为0.7元，则电费计算如下：40KW.h×0.7元/kw.h÷21m/h =1.33元/m；

[0057] 保安滤芯更换费：保安滤芯更换周期为3-6个月，约0.02元/m3；

[0058] 超滤膜更换费：超滤更换周期为600天，约0.3元/m3；

[0059] 纳膜更换费：纳滤更换周期为600天，约0.45元/m3；

[0060] 反渗透膜更换费：反渗透更换周期为900天，约0.1元/m3；

[0061] 合计回用每吨纯水的运行费用为：合计= 电费+滤芯费+超滤膜费+纳滤膜+反3
渗透膜费=2.2元/m；

[0062] 经济效益分析见表2：（按一天20小时计）

[0063] 表2

[0064]

[0065] 而采用传统方法不仅增加市政污水管网处理污水的负担；还会增加企业运行成本：包括药剂费（NaOH、PAC、PAM等）及污水排放费。

[0066] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

标题	发布/更新时间	阅读量
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