一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，包括呈圆筒状的装置本体，所述装置本体上设有澄清剂进液管、废液进料管和速凝液出液管，所述澄清剂进液管和速凝液出液管分别设于装置本体的顶部和底部，所述废液进料管设于装置本体的一侧，所述澄清剂进液管的中心轴线与装置本体的中心轴线重合，所述废液进料管的中心轴线与装置本体的中心轴线垂直。本发明专利技术的装置，结构简单，操作方便，节省了设备投资，降低了生产能耗，实现了白炭黑基本粒子与澄清剂基本粒子羟基之间的快速聚集和附聚，增加了澄清剂与含白炭黑悬浮微粒之间的接触碰撞机会，废液处理能力高效，效果优良，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置及方法
本专利技术涉及废水处理领域，特别是涉及一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置及方法。
技术介绍
在沉淀法白炭黑生产工艺中，其核心反应常用的是盐酸或硫酸与硅酸钠一起进行中和反应，反应结束后，混合体系中存在白炭黑(SiO2·nH2O水合二氧化硅)、氯化钠(盐酸法为NaCl)或硫酸钠(硫酸法为Na2SO4)，以及工艺水(H2O)。对混合体系用固液分离设备进行固液分离，得到滤液(母液)及滤饼，滤液中物质成分为：微量白炭黑，含量约为130mg/L、氯化钠，含量约为50-70g/L，或硫酸钠，含量约为60-90g/L。滤饼中组成物质成分为白炭黑、微量氯化钠，含量约为0.25％，或硫酸钠，含量约为0.3％，其余为工艺水。再用清水(工业用水)对滤饼进行洗涤，洗涤后滤饼中组成成分为白炭黑以及工艺水，将含水白炭黑滤饼输送去继续进行制浆、喷雾干燥、干粉收集、计量包装得到白炭黑产品。洗涤后的含盐(氯化钠5g/L、白炭黑20mg/L或硫酸钠6g/L、白炭黑20mg/L)洗水与前面过滤单元产生的滤液一起，形成生产废水，需经过回收处理后，达标排放或进行资源化利用，得到芒硝或氯化钠，和工业级工艺水；或者，得到硫酸、烧碱或氯化钠和工业级工艺水；或盐酸、烧碱和工业级工艺水。传统的方法是将过滤后的滤液直接输送去蒸发浓缩系统，再过饱和结晶出硫酸钠，冷凝水排放，将含盐(氯化钠或硫酸钠)洗水直接排放。该方法在处理过程中出现的问题是：一、母液直接送去蒸发浓缩，含盐浓度(氯化钠5-7％或硫酸钠6-9％)太低，蒸发浓缩消耗蒸汽量巨大，得到的硫酸钠产品销售价小于浓缩成本，因此亏损；二、母液中含有白炭黑130mg/L，在送入蒸发浓缩系统后，极易造成蒸发器内的管道堵塞，使用一段时间后就要更换或维修蒸发浓缩加热器，增加使用成本，降低了使用效率。而洗水中含盐成分更低，生产企业只能直接排放，导致排放废水不能达标。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置及方法，具有结构简单、操作方便、使用安全、投资节省、生产能耗较低等优点，可快速高效的沉降回收滤液中的白炭黑，降低使用成本，使废水的排放符合要求。本专利技术的技术方案如下：一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，包括呈圆筒状的装置本体，所述装置本体上设有澄清剂进液管、废液进料管和速凝液出液管，所述澄清剂进液管和速凝液出液管分别设于装置本体的顶部和底部，所述废液进料管设于装置本体的一侧，所述澄清剂进液管的中心轴线与装置本体的中心轴线重合，所述废液进料管的中心轴线与装置本体的中心轴线垂直。在进一步的技术方案中，所述澄清剂进液管为锥形管，所述澄清剂进液管的大口径端伸入装置本体内，所述澄清剂进液管伸入装置本体内的一端设有球冠状的喷液面，所述喷液面上设有若干喷嘴。在进一步的技术方案中，若干所述喷嘴处于同一圆周上，每个所述喷嘴的中心轴线与澄清剂进液管的中心轴线之间的夹角均为36°，所述喷嘴的内径为4.2个单位长度，所述喷液面与废液进料管的中心轴线之间的高度差为350个单位长度，所述装置本体的内径为300个单位长度，如此设置，可保证从喷嘴喷出的澄清剂液珠覆盖整个装置本体截面而又不碰撞在装置本体的内壁上。在进一步的技术方案中，所述废液进料管呈喇叭状，所述废液进料管的大口径端与装置本体连接，所述废液进料管的中心轴线的延伸方向与装置本体的切向相同，截面为非对称椭圆面。上述技术方案的工作原理如下：由于含白炭黑微粒废液进入装置本体上废液进料管的特殊结构，以及澄清剂由圆锥管进入球冠状的喷液面上的喷嘴，形成的澄清剂微珠均布于整个装置本体截面，与含白炭黑微粒的废液在装置本体内混合，混合液体形成的既有剪切流，又有湍流，使白炭黑微粒与澄清剂基本粒子有充分机会高速碰撞，将白炭黑微粒附聚成团，然后再由装置本体流入收集池快速沉降下来，再用板框压滤机进行固液分离，滤液即为不含白炭黑悬浮物的硫酸钠(或氯化钠)盐水进入下一生产单元浓缩，滤饼为白炭黑废渣，与生产中其它废渣一起送去制砖厂。本专利技术的装置，结构简单，操作方便，节省了设备投资，降低了生产能耗，实现了白炭黑基本粒子与澄清剂基本粒子羟基之间的快速聚集和附聚，增加了澄清剂与含白炭黑悬浮微粒之间的接触碰撞机会，废液处理能力高效，效果优良，成本低廉。本专利技术还提供了一种应用上述装置的沉淀法白炭黑生产废水快速澄清方法，其技术方案如下：一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清方法，包括以下步骤：S1、将白炭黑生产中和反应后，从固液分离压滤机过滤下来的含盐母液由输送泵直接输送至沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置；S2、将配制完成的澄清剂由计量泵输送至沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，对含盐母液中的白炭黑进行快速沉降；S3、30分钟后，观察到废水池中的水，颜色明显分层，上部清澈透明，下部沉淀变白，1小时后，启动压滤机输送泵，将含沉淀废水输送至板框压滤机进行压滤分离，其中，滤饼与白炭黑生产过程中产生的其它含硅废渣一起送到制砖厂制砖，滤液输送至进入一、二级反渗透进一步脱盐浓缩，一、二级反渗透浓水返回作为工艺水回用至白炭黑洗涤水回用段。S4、电渗析浓缩液浓缩硫酸钠至150g/L后，进入双极膜电渗析制得硫酸和氢氧化钠，双极膜稀盐水返回电渗析系统，硫酸回用于生产系统，氢氧化钠外卖，清水回流至生产系统中或外排。在进一步的技术方案中，步骤S2中，澄清剂为由磷酸铝铁澄清剂配制成的含磷酸铝铁2.8％的液体。本专利技术利用白炭黑基本粒子结构上的硅烷醇键、氢键结合力，选择的澄清剂为磷酸铁铝，利用其羟基化的更高聚合能力具有架桥功能，将微粒白炭黑附聚在一起，将白炭黑附聚体吸附成团，使悬浮的白炭黑微粒聚集吸附成团而沉降下来。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的装置，结构简单，操作方便，节省了设备投资，降低了生产能耗，实现了白炭黑基本粒子与澄清剂基本粒子羟基之间的快速聚集和附聚，增加了澄清剂与含白炭黑悬浮微粒之间的接触碰撞机会，废液处理能力高效，效果优良，成本低廉；2、本专利技术利用白炭黑基本粒子结构上的硅烷醇键、氢键结合力，选择的澄清剂为磷酸铁铝，利用其羟基化的更高聚合能力具有架桥功能，将微粒白炭黑附聚在一起，将白炭黑附聚体吸附成团，使悬浮的白炭黑微粒聚集吸附成团而沉降下来。附图说明图1是本专利技术实施例所述沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置的结构示意图。附图标记说明：10、装置本体；20、澄清剂进液管；30、废液进料管；40、速凝液出液管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步说明。实施例：如图1所示，一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，包括呈圆筒状的装置本体10，装置本体10上设有澄清剂进液管20、废液进料管30和速凝液出液管40，澄清剂进液管20和速凝液出液管40分别设于装置本体10的顶部和底部，废液进料管30设于装置本体10的一侧，澄清剂进液管20的中心轴线与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，其特征在于，包括呈圆筒状的装置本体，所述装置本体上设有澄清剂进液管、废液进料管和速凝液出液管，所述澄清剂进液管和速凝液出液管分别设于装置本体的顶部和底部，所述废液进料管设于装置本体的一侧，所述澄清剂进液管的中心轴线与装置本体的中心轴线重合，所述废液进料管的中心轴线与装置本体的中心轴线垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，其特征在于，包括呈圆筒状的装置本体，所述装置本体上设有澄清剂进液管、废液进料管和速凝液出液管，所述澄清剂进液管和速凝液出液管分别设于装置本体的顶部和底部，所述废液进料管设于装置本体的一侧，所述澄清剂进液管的中心轴线与装置本体的中心轴线重合，所述废液进料管的中心轴线与装置本体的中心轴线垂直。


2.根据权利要求1所述的一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，其特征在于，所述澄清剂进液管为锥形管，所述澄清剂进液管的大口径端伸入装置本体内，所述澄清剂进液管伸入装置本体内的一端设有球冠状的喷液面，所述喷液面上设有若干喷嘴。


3.根据权利要求2所述的一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，其特征在于，若干所述喷嘴处于同一圆周上，每个所述喷嘴的中心轴线与澄清剂进液管的中心轴线之间的夹角均为36°，所述喷嘴的内径为4.2个单位长度，所述喷液面与废液进料管的中心轴线之间的高度差为350个单位长度，所述装置本体的内径为300个单位长度。


4.根据权利要求1所述的一种沉淀法白炭黑生产废水快速澄清装置，其特征在于，所述废液进料管呈喇叭状，所述废液进料管的大口径端与装置本体...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建国，
申请(专利权)人：中昊黑元化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51