一种含铁废盐酸提纯回收系统及方法技术方案

本发明专利技术属于环境工程水处理技术领域，涉及一种含铁废盐酸提纯回收系统及方法。该系统由H2O2氧化单元、树脂吸附单元、H2O2投药单元和电器自控单元四部分组成，H2O2氧化单元包括依次连接的废酸储槽、废酸输送泵Ⅰ和废酸氧化槽，废酸氧化槽内安装有氧化槽搅拌机；树脂吸附单元包括依次连接的废酸输送泵Ⅱ、预过滤器、树脂吸附塔、树脂捕捉器、回收酸储槽、回收酸输送泵；树脂吸附塔设有两条支路，一条与纯水再生槽相连，另一条与再生水储槽、再生水输送泵依次相连。本发明专利技术的一种含铁废盐酸提纯回收系统，运行成本低廉，管理与维修简单，不产生二次污染，同时满足了较高金属离子去除率和较高酸加收率的双重要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境工程水处理
，涉及一种废酸提纯回收工艺，具体涉及一种含铁废盐酸提纯回收系统及方法。
技术介绍
含铁废盐酸一般是在化工、冶金、机械、电镀等行业表面处理的酸洗工序中产生，铁件酸洗是表面处理工段中必不可少的生产工序。在目前的铁件酸洗工艺中，大多采用盐酸作为酸洗介质。铁件表面的氧化铁皮与盐酸反应后形成FeC12、FeC13溶解在酸液中。酸液中盐酸的质量浓度通常为200g/L，随着酸洗过程的进行，酸液中的铁离子浓度逐步升高，而游离酸的浓度相应降低。当Fe2+的质量浓度达到110～130g/L时，酸液就失去了高效酸洗的能力，成为废酸被连续排出。排出的废酸液不仅量大，Fe2+、Fe3+和Cl-浓度高，腐蚀性强，温度也高达80℃，如不经处理排放，不仅会造成严重的环境污染，也会降低企业的经济效益。含铁废盐酸的回收与利用的方法主要有中和法、直接焙烧法、萃取法、蒸发浓缩法、膜分离法(扩散渗析法，电渗析法，气升式膜过滤法等)等。目前，国内多数工厂采用中和法处理含酸废液，虽然中和法具有工艺简单、对设备要求不高、易操作的特点，但在处理废酸液过程中，会产生氢氧化铁和大量废水，致使污水难以达标排放，带来二次污染。焙烧法适合钢铁酸洗行业产生的废盐酸处理，回收盐酸较多，但是，却存在二次污染，投资大，需要消耗高能燃料，技术难度大，设备体积大，管理、维修困难等缺点。萃取法是使用有机相组成的萃取液进行逆流萃取，萃取相循环使用的方法。投资仍然较高，操作也不方便，不太适用。而蒸发法主要消耗蒸汽，对含盐酸废水(废盐酸)进行加热蒸发，获得盐酸和浓缩液相。优点是投资低，操作方便，但是回收得到的盐酸浓度较低，无法直接使用。另外，由于设备腐蚀严重，一般来讲，设备运行不超过3个月。膜分离法利用膜的离子选择性将铁和酸分离，从而回收酸和铁盐。膜分离法具有有较高的经济和环保价值，能耗低、运转费用省，其投资仅为焙烧法的1/5左右，环境污染小，但该法分离效率低而且由于膜技术的限制，使得该技术的广泛应用受到了限制。综上所述，鉴于目前废水、废酸液治理的严峻形势，开发新型、先进的废酸液工艺与装置势在必行，对加强我国的环境保护具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种H2O2氧化与强碱阴离子交换树脂吸附相结合的含铁废盐酸提纯回收系统，以解决废酸采用中和法、直接焙烧法等常规处理出水难以达标排放、产生二次污染、燃料消耗大、设备体积大、投资大、管理与维修困难等问题，以实现消除废酸对环境的污染，并同步有效回收盐酸。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含铁废盐酸提纯回收系统，该系统由H2O2氧化单元、树脂吸附单元、H2O2投药单元和电器自控单元四部分组成，H2O2氧化单元包括依次连接的废酸储槽、废酸输送泵Ⅰ和废酸氧化槽，废酸氧化槽内安装有氧化槽搅拌机；树脂吸附单元包括依次连接的废酸输送泵Ⅱ、预过滤器、树脂吸附塔、树脂捕捉器、回收酸储槽、回收酸输送泵；树脂吸附塔设有两条支路，一条与纯水再生槽相连，该支路上树脂吸附塔和纯水再生槽之间设有纯水输送泵，另一条与再生水储槽、再生水输送泵依次相连；H2O2投药单元由双氧水储槽和双氧水加药泵组成，H2O2投药单元与废酸氧化槽管路连接；PLC和自动阀门组成了模块化的集数据采集和控制与一体的电器自控单元。作为优选，树脂吸附塔共三个进出口，顶部两个，底部一个；顶部中间进出口总管上分出三条支路，分别装有上进阀Ⅰ、上进阀Ⅱ和上排阀；顶部靠边出口为排气口，装有排气阀；底部进出口总管上分出五条支路，分别装有下进阀Ⅰ、下进阀Ⅱ、下排阀Ⅰ、下排阀Ⅱ和下出阀。作为优选，废酸氧化槽、废酸输送泵Ⅱ、预过滤器和上进阀Ⅰ依次由管道相连；上进阀Ⅱ与下进阀Ⅱ汇成一条支路，与纯水输送泵和纯水再生槽依次相连；上排阀和下排阀Ⅰ汇成一条支路，通向再生水储槽；下排阀Ⅱ通向废酸氧化槽；下出阀、树脂捕捉器、回收酸储槽顶进水口依次相连；下进阀Ⅰ与回收酸输送泵出口的一条支路上接。作为优选，纯水再生槽、再生水储槽、双氧水储槽均选用PE立式平底水箱。作为优选，废酸氧化槽内分别设有低液位开关和高液位开关；回收酸储槽、纯水再生槽和再生水储槽均设有高液位开关和低液位开关；预过滤器、树脂吸附塔和树脂捕捉器进出水处均设有压力表。作为优选，预过滤器和树脂捕捉器均选用过滤精度为20μm、耐压5kg/cm2、主体材质为高性能聚丙烯(PPH)、滤网材质是丙纶的过滤器。作为优选，双氧水加药泵和双氧水储槽用U-PVC管道连接，双氧水加药泵的进口装有阀门，双氧水加药泵的出口装有阀门与管道流量计，管路通往废酸氧化槽进口处。作为优选，所述的电器自控单元以PLC为自控中心，采集废酸储槽、废酸氧化槽、回收酸储槽、纯水再生槽、再生水储槽的液位状态信号、废酸输送泵Ⅰ、废酸输送泵Ⅱ、回收酸输送泵、双氧水加药泵、纯水输送泵、再生水输送泵与氧化槽搅拌机的开/停信号、各自控阀门的开/关信号，由PLC发号指令控制上述各泵、氧化槽搅拌机和自控阀门的开/停。一种采用所述系统的含铁废盐酸提纯回收方法，该方法包括如下步骤：废盐酸收集在废酸储槽，经由废酸输送泵Ⅰ打入废酸氧化槽，同时H2O2投药装置连续地往废酸氧化槽中打入H2O2药剂，在氧化槽搅拌机的搅动下，废盐酸与从双氧水投药装置输送过来的H2O2充分混合反应，经氧化后的废盐酸由废酸输送泵Ⅱ从废酸氧化槽打入预过滤器，预过滤器滤去废液中较大的悬浮物，之后自上而下顺流进入树脂吸附塔，纯净后的回收酸经过树脂捕捉器进入回收酸储槽，最终由回收酸输送泵送至车间回收使用。本专利技术的工艺流程图如图3所示。该工艺由H2O2氧化与强碱阴离子交换树脂吸附两部分组成。H2O2氧化是采用H2O2将废盐酸中的Fe2+氧化成Fe3+，以便进入树脂吸附塔的废水中铁以Fe3+为主。强碱阴离子交换树脂吸附工艺是利用强碱阴离子交换树脂对Fe3+的吸附作用，将Fe3+从废水中去除，从而实现废酸除杂并回收利用。树脂再生时使用纯水即可将饱和树脂上的Fe3+洗脱出来。本法解决了废酸采用中和法、直接焙烧法等常规处理出水难以达标排放、产生二次污染、燃料消耗大、设备体积大、投资大、管理与维修困难等问题，能有效地使含铁废酸中铁的去除，以实现消除废酸对环境的污染，并同步有效回收盐酸。废酸储槽、废酸氧化槽及回收酸储槽选用玻璃钢(FRP)材质，耐强酸腐蚀，增加设备使用年限。树脂吸附塔为碳钢衬胶，衬胶5mm厚。纯水再生槽、再生水储槽、双氧水储槽均选用PE立式平底水箱。所述的H2O2氧化单元中，废酸储槽靠近底部的区域开孔，与废酸输送泵Ⅰ进口通过U-PVC管道连接，废酸输送泵Ⅰ出口安装调节流量的阀门与止回阀，管道接至废酸氧化槽上部。氧化槽搅拌机安装于废酸氧化槽之上，转速一般控制为65rpm，桨叶材料选用碳钢衬PP材质。废酸储槽内设有液位开关，以保护废酸输送泵Ⅰ在废盐酸低液位 时空抽。废酸氧化槽内分别设有低液位开关和高液位开关，当废酸氧化槽处于高液位时，废酸输送泵Ⅰ自动停机；废酸氧化槽在低液位时，废酸输送泵Ⅱ自动停机，直至不再处于低液位。废酸氧化槽中，废本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铁废盐酸提纯回收系统，其特征在于：该系统由H2O2氧化单元、树脂吸附单元、H2O2投药单元和电器自控单元四部分组成，H2O2氧化单元包括依次连接的废酸储槽、废酸输送泵Ⅰ和废酸氧化槽，废酸氧化槽内安装有氧化槽搅拌机；树脂吸附单元包括依次连接的废酸输送泵Ⅱ、预过滤器、树脂吸附塔、树脂捕捉器、回收酸储槽、回收酸输送泵；树脂吸附塔设有两条支路，一条与纯水再生槽相连，该支路上树脂吸附塔和纯水再生槽之间设有纯水输送泵，另一条与再生水储槽、再生水输送泵依次相连；H2O2投药单元由双氧水储槽和双氧水加药泵组成，H2O2投药单元与废酸氧化槽管路连接；PLC和自动阀门组成了模块化的集数据采集和控制与一体的电器自控单元。

【技术特征摘要】
1.一种含铁废盐酸提纯回收系统，其特征在于：该系统由H2O2氧化单元、树脂吸附单元、H2O2投药单元和电器自控单元四部分组成，
H2O2氧化单元包括依次连接的废酸储槽、废酸输送泵Ⅰ和废酸氧化槽，废酸氧化槽内安装有氧化槽搅拌机；
树脂吸附单元包括依次连接的废酸输送泵Ⅱ、预过滤器、树脂吸附塔、树脂捕捉器、回收酸储槽、回收酸输送泵；树脂吸附塔设有两条支路，一条与纯水再生槽相连，该支路上树脂吸附塔和纯水再生槽之间设有纯水输送泵，另一条与再生水储槽、再生水输送泵依次相连；
H2O2投药单元由双氧水储槽和双氧水加药泵组成，H2O2投药单元与废酸氧化槽管路连接；
PLC和自动阀门组成了模块化的集数据采集和控制与一体的电器自控单元。
2.根据权利要求1所述的含铁废盐酸提纯回收系统，其特征在于：树脂吸附塔共三个进出口，顶部两个，底部一个；顶部中间进出口总管上分出三条支路，分别装有上进阀Ⅰ、上进阀Ⅱ和上排阀；顶部靠边出口为排气口，装有排气阀；底部进出口总管上分出五条支路，分别装有下进阀Ⅰ、下进阀Ⅱ、下排阀Ⅰ、下排阀Ⅱ和下出阀。
3.根据权利要求2所述的含铁废盐酸提纯回收系统，其特征在于：废酸氧化槽、废酸输送泵Ⅱ、预过滤器和上进阀Ⅰ依次由管道相连；上进阀Ⅱ与下进阀Ⅱ汇成一条支路，与纯水输送泵和纯水再生槽依次相连；上排阀和下排阀Ⅰ汇成一条支路，通向再生水储槽；下排阀Ⅱ通向废酸氧化槽；下出阀、树脂捕捉器、回收酸储槽顶进水口依次相连；下进阀Ⅰ与回收酸输送泵出口的一条支路上接。
4.根据权利要求1所述的含铁废盐酸提纯回收系统，其特征在于：纯水再生槽、再生水储槽、双氧水储槽均选用PE立式平底水箱。
5.根据权利要求1所述的含铁废盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亮，周如禄，罗伟锋，
申请(专利权)人：煤科集团杭州环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33