专利名称：高新石英砂酸废水处理装置技术
技术领域：
本发明涉及一种石英砂酸废水处理装置。
背景技术：
石英砂酸处理主要是为了去除镶嵌在石英颗粒表面的细小杂质矿物以及石英颗粒表面沉积的铁的氧化物和氢氧化物，这些杂质因其磁力或浮力不够大，无法通过磁选或浮选等选矿工艺加以去除，酸处理后的石英砂，是生产高纯石英砂的原料保证，而高纯石英砂是生产光纤通讯、电子工业、半导体、太阳能、激光及航空航天等高新技术领域用高品质石英玻璃的唯一原料。研究表明利用HF与HCl的混合酸，在一定的化学处理条件下，去除细小的、镶嵌在石英颗粒表面的杂质矿物以及铁的氧化物和氢氧化物效果最佳。因此在高纯石英砂生产过程中，对石英砂进行酸处理是必不可少的工艺之一，随之而来的是含酸废水的处理问题，废水处理不达标、不符合环保要求，是不可能获得生产许可的。工业生产过程中，会产生大量的废水或污水，为了使生产正常、顺利地进行，科研人员一直在探寻解决各种工业废水或污水的方法以及相关设备。邴占儒申请的CN22^905废酸液中和塔，是在立式容器塔中，利用碳酸钙对含盐酸和硫酸的废酸液进行中和处理的装置。云南铜业(集团)有限公司技术中心申请的CN1330047中和-氧化污水处理方法，是将污水分中和与铁盐氧化两段来处理，在中和过程除去污水中的大部分砷；在铁盐氧化过程，利用砷与铁生成稳定的砷酸铁化合物及氢氧化铁与砷酸铁共同沉淀的性质进一步除砷，使处理后的排放水达到国家排放标准。倪隆申请的C^910914酒糟废水中和装置，是利用碱性溶液在中和桶中对酒糟废水进行中和处理的装置。师守范申请的CN200988775卧式旋转中和过滤罐，是将中和剂与污水置入旋转的罐体内，使两者充分接触，提高了污水处理效率和中和剂的利用效率。赵阳申请的CN2780750蜡染废水中和分离器，是采用加温的中和分离技术，把蜡染废水中的皂化松香较容易地分离提取出来，消除了废水中的泡沫和异味，分离提取出来的松香可进行炼化回用于生产。王涛申请的CN1834038冶金工业冷轧中和站酸性废水的处理方法，是在将酸性废水充分氧化基础上，利用轻烧镁粉和活性石灰的粉体在反应罐中和，并利用离心机进行泥、 水分离，实现中水回用和沉渣综合利用。杭州美亚水处理科技有限公司申请的CN201372221酸性废水中和设备，是利用压缩空气对中和水箱中进行的中和反应进行搅拌，并通过PH在线检测仪控制中和液的加入量，达到对酸性废水中和处理目的。上述发明专利和实用新型专利，都是针对工业生产过程中废水、特别是含酸废水的中和处理方法与装置，但没有涉及到含F_或KSiF6废水的中和处理，而在高纯石英砂生产过程中，对石英砂进行酸处理是必须的工艺，其产生的废水中除含F—或KSiF6外，还含有少量Cl—，为了使生产顺利进行，必须对废水进行综合治理。
发明内容
本发明提供一种石英砂酸处理废水综合治理方法，经综合治理后获得的清水再循环使用于生产，而获得的固态废弃物可作为建筑砂浆或饰面材料的原料。本发明还提供石英砂酸处理废水综合治理装置，用于上述的综合治理。本发明的技术方案是本发明包括地沟、内置碱性物料的中和池，中和池连接有过滤装置，过滤装置包括框架和设置在框架内设滤布，滤布上铺设石英砂，过滤装置下部设一蓄水池。所述中和池、过滤装置和蓄水池至少两组，每组通过阀门隔离。所述中和池内设有搅拌装置。所述滤布的孔径200-300目，石英砂的厚度为15_40cm。本发明还包括石灰浆储罐，石灰浆储罐通过软管和中和池连接。本发明可以连续、高效地对石英砂酸处理废水进行综合治理，酸处理废水经中和、 过滤后，获得的清水循环用于生产，而获得的固态废弃物经干燥后作为其它工业生产的原料，因此可以确保整个生产过程不向环境排放生产废水以及固态废弃物，使石英砂的酸处理生产完全环保。
图1为石英砂酸处理废水中和处理装置平面结构示意2为地沟和中和池剖面结构示意3为石灰浆储罐结构示意4为过滤装置和蓄水池剖面示意中1为地沟、21、22为阀门、31、32为中和池、4为石灰浆储罐、5为污水输送装置、61、62为过滤装置、71、72为蓄水池、81、82为出口。
具体实施例方式本发明包括地沟1、闸门2、中和池3、石灰浆储罐4、污水输送装置5、过滤装置6、 蓄水池7组成；地沟1与中和池3相连，由闸门2控制废水流向中和池31或32，石灰浆储罐4由软管与中和池31或32连接，污水输送装置5 —端连接中和池3，另一端连接过滤装置6，过滤装置6直接架设于蓄水池7之上，使过滤获得的清水直接流入蓄水池7，储存于蓄水池7中的清水由出口 8通过软管与生产设备或干燥设备相连。石英砂酸处理所产生的废水，经地沟1收集到中和池31中，此时闸门21处于开启状态，闸门22处于关闭状态，当中和池31中装满废水后，关闭闸门21，打开闸门22，使地沟 1收集的废水进入中和池32 ；此时，打开石灰浆储罐4的阀门，将石灰浆通过软管加入到中和池31中，开启中和池31中的搅拌设备，当中和池31中的废水pH达到7时，关闭石灰浆储罐4的阀门，关闭中和池31中的搅拌设备，使中和后的废水静置2 4小时。此后，将污水输送装置5的软管一端放入中和池31，另一端连接过滤装置61，启动污水输送装置5的污水泵，将中和池31中经中和、凝絮后的废水(浑浊的悬浮液)，输送到过滤装置61中，对废水(浑浊的悬浮液)进行过滤；废水(浑浊的悬浮液)中的固态物质(主要为CaF2晶质体和SiO2胶质体)被石英砂层阻挡、吸附，滞留在石英砂中，水份通过不锈钢滤布后流入蓄水池71中，储存于蓄水池71中的清水，由软管通过出口 81与生产设备相连，使清水得到循环使用。由于在对中和池31中经中和、凝絮后的废水进行过滤的同时，中和池32在接受石英砂酸处理生产产生的废水，因此过滤速度必须大于废水产生速度，这样才能保证生产废水能得到及时处理，当中和池32中装满废水后，就可以重新使用中和池31来继续收集废水，而将中和池32中的废水进行中和、凝絮，此后，继续利用过滤装置61来对中和池32中的废水进行过滤；利用过滤装置61，不断交替、重复上述对中和池31和32中经中和、凝絮后废水的过滤，直至过滤速度明显降低，不能满足生产需要，或过滤速度低于3吨/小时，此时，就必须将污水输送装置5的软管连接到过滤装置62，使用过滤装置62来进行过滤，对过滤装置61进行清理，更换石英砂层后备用，而将清理出的全部固态物质(包括过滤用石英砂以及过滤获得的CaF2晶质体和S^2胶质体)，利用烘干设备干燥后，作为建筑砂浆或饰面材料的原料。对于储存于蓄水池71中的循环使用水，必须不断监测其CaCl2浓度，当CaCl2浓度超过30%后，该水就成为了高盐度水，不能继续循环使用于生产，石英砂酸处理用水就使用新鲜的自来水，过滤获得的清水储存于蓄水池72中，重新进行水循环。而蓄水池71中的高盐度水，用软管通过出口 81抽出，输送到流化床干燥机中进行蒸发、干燥，获得CaCl2晶质产品加以利用，清理干净的蓄水池71备用。下面对本发明的各个部件的结构做详细的说明，以便更好的理解本发明的创新地沟1可以采用各种公知公用的适于本发明的地沟1，作为优选方案，所述地沟1 在剖面上为一长方形，宽15 25cm，底面为带很小坡度的斜面，越靠近中和池3，地沟1的深度越大，靠近中和池3的地沟1深度25 40cm。所述中和池3为一圆柱体，直径1 細，深度2. 5 細，作为优选方案，中和池3 的底面采用圆弧形，方便清理。作为优选方案，中和池3还包括搅拌设备，使石英砂酸处理废水与石灰浆之间的中和反应均勻、快速。所述石灰浆储罐4，为上部圆弧形、中部圆柱形、下部锥形的立式罐体，在顶部开设带盖的较大物料进口，底部开设一个带阀门的较小的物料出口，储罐选用PVC材质，整个罐体由支架支撑。石灰浆由软管从储罐4中加入中和池3。所述污水输送装置5由软管和污水泵构成，软管一端连接中和池3，另一端连接过滤装置6。所述过滤装置6由底板带孔的塑料框架、不锈钢滤布和石英砂组成，塑料框架为一敞口的长方体，采用15 25mm厚的PVC板材制作，带孔底板的孔隙率30 60% ；不锈钢滤布的孔径选用200 300目。作为优选方案，石英砂为经过酸处理后的高品质石英砂， 其铺设厚度为15 40cm。过滤装置6直接架设于蓄水池7上，过滤获得的清水直接进入蓄水池7，固态产物由干燥设备烘干。所述后续的干燥设备包括干燥固态产物的烘干设备和干燥高盐度水的流化床干燥机。
本发明的工作原理是将含H2SiF6和极少Cl_废水用石灰浆中和到pH为7，凝絮 2 4小时后进行过滤，获得固态产物和清水。所述固态产物主要为CaF2微晶和胶质SiO2，经烘干处理后，作为建筑砂浆或饰面材料的原料。获得的清水进行循环使用，当循环水中CaCl2含量超过30%后，对这种高盐度水进行干燥，获得CaCl2晶质产品加以利用。下面举例说明本发明的工作过程实施例1使用新鲜自来水用于石英砂酸处理工艺，酸处理产生的废水，经地沟1收集到中和池31中，用软管将石灰浆从储罐4中加入中和池31，启动中和池31中的搅拌设备，当废水PH达到7后，停止加入石灰浆，关闭搅拌设备，立即利用污水输送装置5将中和池31中、 经中和后的废水抽到过滤装置61中进行过滤，过滤装置61中石英砂层厚度为20cm，使用 250目不锈钢滤布；过滤获得的水直接流入蓄水池71，利用软管通过出口 81抽取少量水用于检测，检测项目包括二项一是观察水的颜色和浑浊程度，再静置4小时，观察是否有沉淀；二是对水中相关金属元素含量进行测试，了解水中金属元素去除情况。实施例1获得的水的检测结果见表1。实施例2采用与实施例1相同的原料及酸处理工艺，除将中和池31中、经中和后的废水进行静置、凝絮3小时外，利用与实施例1相同的方法和装置，获得过滤后的水，对该水进行的检测结果见表1。实施例3采用与实施例1相同的原料及酸处理工艺，除将过滤装置61中的石英砂层厚度减为5cm外，利用与实施例2相同的方法和装置，获得过滤后的水，对该水进行的检测结果见表1。实施例4采用与实施例1相同的原料及酸处理工艺，除将过滤装置61中的石英砂层厚度增加到35cm外，利用与实施例2相同的方法和装置，获得过滤后的水，对该水进行的检测结果见表1。表 1
主要元素分析结果(单位ppm)水质观察AlFeCaNaK颜色浑浊度沉淀中和前水414.596126.43463.92388.84591.79微黄不浑浊少量实施例1318.72394.4812638.354.57865.962乳白浑浊较多实施例276.54732.742391.613.58317.442透明不浑浊无实施例3206.14773.5862507.533.47241.954近于透明微浑浊少量实施例460.43833.0622264.212.84716.794透明不浑浊无
权利要求
1.石英砂酸废水处理装置，其特征在于，包括地沟、内置碱性物料的中和池，中和池连接有过滤装置，过滤装置包括框架和设置在框架内设滤布，滤布上铺设石英砂，过滤装置下部设一蓄水池。
2.根据权利要求1所述的石英砂酸废水处理装置，其特征在于，所述中和池、过滤装置和蓄水池至少两组，每组通过阀门隔离。
3.根据权利要求1或2所述的石英砂酸废水处理装置，其特征在于，所述中和池内设有搅拌装置。
4.根据权利要求1或2所述的石英砂酸废水处理装置，其特征在于，所述滤布的孔径 200-300目，石英砂的厚度为15-40cm。
5.根据权利要求1或2所述的石英砂酸废水处理装置，其特征在于，还包括石灰浆储罐，石灰浆储罐通过软管和中和池连接。
全文摘要
本发明涉及一种石英砂酸废水处理装置。包括地沟、内置碱性物料的中和池，中和池连接有过滤装置，过滤装置包括框架和设置在框架内设滤布，滤布上铺设石英砂，过滤装置下部设一蓄水池。本发明可以连续、高效地对石英砂酸处理废水进行综合治理，酸处理废水经中和、过滤后，获得的清水循环用于生产，而获得的固态废弃物经干燥后作为其它工业生产的原料，因此可以确保整个生产过程不向环境排放生产废水以及固态废弃物，使石英砂的酸处理生产完全环保。
文档编号C02F9/04GK102583811SQ20111000717
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者李进, 陈伟, 陈小明 申请人:仪征风日石英科技有限公司
