稀土转型废水中有机回收的装备及方法

摘要

本发明公开了一种稀土转型废水中有机回收的装备及方法，其中的装备包括：调节池、气浮设备、浮油收集池、过滤器、清水池、污泥浓缩罐；调节池上部通过有机相管路连接浮油收集池，下部通过水相管路连接气浮设备；气浮设备的下部通过水相管路连接过滤器，过滤器通过水相管路连接清水池，上部通过有机相管路连接浮油收集池；调节池、气浮设备的底部分别通过排污管路连接污泥浓缩罐，泥浓缩罐的上部通过有机相管路连接浮油收集池。本发明在不投加任何药剂的前提下，实现废水中有机的高效回收，水中的油含量≤10mg/L，降低了有机单耗，做到废水中油、渣和水的分离。

说明书

技术领域

本发明属于稀土湿法冶金领域，具体涉及一种稀土转型废水中有机回收的装备及方法。

背景技术

在稀土湿法冶金过程中，转型工序是将硫酸稀土转换为氯化稀土的工序，这一工序使用氧化镁或是氨水进行皂化，同时会产出转型废水。转型废水夹带有机，导致系统有机和煤油单耗高，增加生产制造成本。由生产实际统计数据可知，P507单耗为15-18kg/tREO，煤油单耗为20-23kg/tREO。

目前利用废水澄清池和刮泥机进行废水中有机回收，但效率低下，主要原因为转型废水除了夹带有机，还夹带硫酸钙镁固体，而现有澄清池无放渣口，造成硫酸钙镁固体不能及时排出，硫酸钙镁固体在废水池和刮泥机池中堆积，使得有效体积下降，废水澄清效果较差；澄清池中的有机只能采用人工收油的方式，操作困难大，回收量小；硫酸钙镁固体积渣需人工定期停车清理。同时，因废水中的油含量较大，给下游废水处理工序增加了负担。因此，为了有效回收有机，减少系统积渣，需要对转型工序产出的废水进行除油、除渣和有机回收处理，鉴于现有技术工艺方法存在的问题，需要一种废水中油、渣和水分离，高效回收废水中有机，降低有机和煤油单耗的工艺方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土转型废水中有机回收的装备及方法，在不投加任何药剂的前提下，实现废水中有机的高效回收，水中的油含量≤10mg/L，降低了有机单耗，做到废水中油、渣和水的分离。

为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

稀土转型废水中有机回收的装备，包括：调节池、气浮设备、浮油收集池、过滤器、清水池、污泥浓缩罐；调节池上部通过有机相管路连接浮油收集池，下部通过水相管路连接气浮设备；气浮设备的下部通过水相管路连接过滤器，过滤器通过水相管路连接清水池，上部通过有机相管路连接浮油收集池；调节池、气浮设备的底部分别通过排污管路连接污泥浓缩罐，泥浓缩罐的上部通过有机相管路连接浮油收集池。

进一步，调节池、过滤器分别设置有液位计。

进一步，有机相管路、水相管路、污泥管路设置有输送泵。

进一步，调节池内部靠近底部的位置设置有横向隔墙，横向隔墙上设置轨道，轨道上安装有用于吸取池底污泥的移动式吸泥泵，泵出口通过软管延伸到池底。

进一步，调节池内部设置有2道竖隔墙，在三等分的池体上部安装有刮油刮渣机，刮油刮渣机选用三耙式刮油刮渣机；移动式吸泥泵与三耙式刮油刮渣机的移动方向相垂直。

进一步，气浮设备的气浮池体的外壁安装有刮油刮泥机的运行轨道，刮油刮泥机安装在运行轨道上。

进一步，过滤器包括外壳，布水器、滤料层、集水器设置在外壳内部，进水口设置在外壳顶部，输送泵固定在进水口，进水口通过水相管路连接气浮设备；出水口设置在外壳下部，出水口通过水相管路连接清水池；反清洗输入管连接在出水口上，反清洗输出管连接在外壳上部，搅拌器设置在外壳内位于滤料层的位置；外壳侧部设置有检修口，底部设置有排料口，检修口、排料口设置有法兰。

进一步，污泥浓缩罐包括：罐体、搅拌机械，搅拌机械设置在罐体内部，罐体设置有污泥输入管、有机相出口、排污口，污泥输入管伸入到罐体的下部，污泥输入管连接污泥管路；有机相出口位于罐体的上部，有机相出口连接有机相管路，排污口位于罐体的底部；调节池、气浮设备通过污泥管路连接污泥输入管，有机相出口通过有机相管路连接浮油收集池。

稀土转型废水中有机回收的方法，包括：

将稀土含量≤0.3g/L，pH＝3.5-5的转型废水送入调节池中；调节池中经澄清后的废水用输送泵输送到气浮设备中，气浮设备净化后的废水进入过滤器，过滤器的出水进入到清水池；

调节池、气浮设备中的有机相自流至浮油收集池中，调节池、气浮设备中的污泥通过输送泵送至污泥浓缩罐中，经过污泥浓缩罐中的搅拌，使污泥中的有机相上浮，泥浓缩罐中的有机相自流至浮油收集池，泥浓缩罐排出污泥。

优选的，调节池中，漂浮在上层的有机相通过刮油刮渣机移动到池体的侧部，通过自流形式进入机相管路，底部沉淀通过刮油刮渣机移动到池底的侧部，通过移动式吸泥泵输送到污泥管路，并送到污泥浓缩罐进行浓缩；气浮设备中，气浮池体的外壁安装有刮油刮泥机的运行轨道，刮油刮泥机安装在运行轨道上移动，刮油刮泥机将浮油收集到有机相管路中，池底的污泥经刮油刮泥机集中后进入污泥管路，通过输送泵送至污泥浓缩罐；污泥浓缩罐中，在搅拌的作用下，固体物质在重力作用下沉降与压密，污泥在罐体中的停留时间一般为1～12小时，在罐体内浓缩的污泥从排污口排出，污泥通过搅拌使有机相上浮，有机相从有机相出口通过有机相管路进入浮油收集池。

本发明技术效果包括：

本发明在不投加任何药剂的前提下，实现废水中有机的高效回收，且最终实现水中的油含量≤10mg/L，降低有机单耗和减轻下游废水处理工序的负担，做到废水中油、渣和水的分离；实现自动化操作，降低人工成本，改善操作环境，减少停车时间，增加经济效益。

1.较传统工艺，采用池体加高，增加了气浮设备、过滤器及污泥浓缩罐，且配套控制系统，整个生产线实现了自动化操作，降低了工人的劳动强度，改善了操作环境，有效提高劳动生产效率；

2.通过本发明装置实现了转型废水中有机回收的连续化生产，其流量和液位计量装置，可以实现自动开停车；

3.通过新的设备升级及工艺控制方式实现连续转型废水通过调节池-高效气浮-过滤器-污泥浓缩，实现了废水中有机的高效回收，进而降低有机单耗和减轻下游废水处理工序的负担，做到废水中油、渣和水很好的分离。

附图说明

图1是本发明中稀土转型废水中有机回收装备的结构原理图；

图2是本发明中调节池的结构示意图；

图3是本发明中过滤器的结构示意图；

图4是本发明中污泥浓缩罐的结构示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本发明中稀土转型废水中有机回收装备的结构原理图。

稀土转型废水中有机回收装备，包括：调节池1、液位计2、气浮设备3、浮油收集池4、过滤器5、清水池6、污泥浓缩罐7。

调节池1上部通过有机相管路连接浮油收集池4，调节池1中浮油通过有机相管路自流至浮油收集池4，调节池1的下部通过水相管路连接气浮设备3，调节池1的底部通过污泥管路连接污泥浓缩罐7。气浮设备3的下部通过水相管路连接过滤器5，上部通过有机相管路连接浮油收集池4，底部通过污泥管路连接污泥浓缩罐7。过滤器5的下部通过水相管路连接清水池6。泥浓缩罐7通过有机相管路连接浮油收集池4。液位计2设置在调节池1、过滤器5上。

有机相管路、水相管路、污泥管路设置有输送泵。

控制系统通过设定调节池1输入的转型废水，通过液位计2监控调节池1、过滤器5内转型废水的液面高度，通过输送泵调节的调节池1、过滤器5工作状态；通过监控过滤器5上输送泵的工作状态，控制反冲洗的启动频率，实现过滤器5的连续自动工作；通过上述手段以及有机相管路中浮油的自流，实现整个生产线的自动化操作。

如图2所示，是本发明中调节池1的结构示意图。

本发明中，对调节池1进行结构改进，将池体的外壁整体加高至5m，并在池体内部增加2道竖隔墙11，使调节池1内部池体三等分，保证水中粘性比较强的泥类杂质更好地沉淀，在一定的澄清时间内，水中粘性比较强的泥类杂质沉淀在池底；池体内形成的高低液位差，使水中的浮油更方便上浮并收集。

调节池1内部靠近底部的位置设置有隔墙，隔墙上设置轨道，轨道上安装有用于吸取池底污泥的移动式吸泥泵12，泵出口通过软管延伸到池底，移动式吸泥泵12可以在隔墙内横向来回移动，便于清理池底的沉淀，并将沉淀送到污泥管路。

在三等分的池体内部，池体的上部安装有刮油刮渣机，由于调节池1内部池体三等分，刮油刮渣机选用三耙式刮油刮渣机；漂浮在上层浮油通过三耙式刮油刮渣机移动到池体的侧部，通过自流形式进入机相管路；底部沉淀通过三耙式刮油刮渣机移动到池底的侧部，通过移动式吸泥泵12进入到污泥管路，并送到污泥浓缩罐7进行浓缩。移动式吸泥泵12与三耙式刮油刮渣机的移动方向相垂直。

气浮设备3的溶气系统在水中产生大量的微细气泡，使空气以高度分散的微小气泡形式附着在废水中的悬浮物颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使其浮在液体，从而实现固-液分离。气浮设备3的气浮池体的外壁安装有刮油刮泥机的运行轨道，刮油刮泥机在运行轨道上移动，刮油刮泥机将浮油收集到有机相管路中，有机相管路连接浮油收集池4；池底的污泥经刮油刮泥机集中后进入污泥管路，通过输送泵送至污泥浓缩罐7。

如图3所示，是本发明中过滤器5的结构示意图。

过滤器5是过滤分离设备，布水器、滤料层、集水器设置在外壳51内部，滤料层采用耐油滤材—核桃壳作为过滤介质，利用核桃壳比表面积大、吸附力强、截污量大的特性，去除水中的油和悬浮物。过滤器5的进水口52设置在外壳51顶部，输送泵固定在进水口52，进水口52连接水相管路，通过水相管路连接气浮设备3；出水口53设置在外壳51下部，出水口53连接水相管路，通过水相管路连接清水池6。反清洗输入管54连接在出水口53上，反清洗输出管55连接在外壳51上部。搅拌器设置在外壳51内位于滤料层的位置。外壳51侧部设置有检修口56，底部设置有排料口57，检修口56、排料口57设置有法兰，检修或者更换滤料层时，打开法兰检修操作。

过滤时，废水自上而下从进水口52进入，流经布水器、滤料层、集水器，完成过滤后，从出水口53进入水相管路。

反冲洗时，搅拌器翻转滤料，水流自下而上，从反清洗输入管54、出水口53进入，从反清洗输出管55流出，使滤料层得到彻底清洗再生。

如图4所示，是本发明中污泥浓缩罐7的结构示意图。

污泥浓缩罐7包括：罐体71、搅拌机械72，搅拌机械72设置在罐体71内部，罐体71设置有污泥输入管73、有机相出口74、排污口75，污泥输入管73伸入到罐体71的下部，污泥输入管73连接污泥管路；有机相出口74位于罐体71的上部，有机相出口74连接有机相管路；排污口75位于罐体71的底部。

调节池1、气浮设备3通过污泥管路连接污泥输入管73，有机相出口74通过有机相管路连接浮油收集池4。

搅拌机械72作缓慢搅拌，在搅拌的作用下，采用重力浓缩法，污泥中的固体物质在重力作用下沉降与压密。污泥在罐体71中的停留时间一般为1～12小时左右，污泥在罐体71内高度浓缩，定期靠压力从排污口75排出。由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入下一道工序，污泥通过搅拌使浮油(有机相3)上浮，有机相3从有机相出口74出来，通过有机相管路进入浮油收集池4。

稀土转型废水中有机回收方法，步骤如下：

步骤1：将稀土含量≤0.3g/L，pH＝3.5-5的转型废水，按照设备处理能力设定给入量，转型废水通过流量控制系统控制流量进入调节池1中；

步骤2：调节池1中经澄清后的废水(水相1)用输送泵输送到气浮设备3中，为了保证废水达到工艺指标，气浮设备3净化后的废水(水相2)进入到过滤器5，过滤器5的出水(水相3)进入到清水池6，清水池6中的水进入到下一道生产工序；

步骤3：调节池1、气浮设备3中浮油(有机相2)通过有机相管路自流至浮油收集池4；

步骤4：调节池1、气浮设备3中的污泥通过输送泵打至污泥浓缩罐7中，经过污泥浓缩罐7中的搅拌，使污泥中的浮油(有机相3)上浮，污泥浓缩罐7中浮油(有机相3)自流至浮油收集池4，污泥浓缩罐7中的污泥输送到下一工序。

实施例1

转型废水REO＜0.3g/L，pH＝3.5，废水温度40℃，总油：169.3mg/L，SS：1355mg/L。调节池1有效体积1400m

首先，转型废水进入调节池1，停留时间约8min，澄清后的水相1进入气浮设备3，有机相1经三耙式的刮泥机收集后自流到浮油收集池4；气浮设备3中，气浮作用后的水相2经输送泵送至过滤器5中，经过滤处理后的水相3进入清水池6中(供下一道工序使用)；气浮设备3中有机相2经刮泥机收集后自流到浮油收集池4；调节池1中的污泥及气浮设备3中的污泥经过输送泵送至污泥浓缩罐7中，在污泥浓缩罐7的搅拌作用下，有机相3自流至浮油收集池4。该条件控制运行产出的废水中油含量8mg/L，SS：32mg/L，有机回收率为82.4％。

实施例2

转型废水REO＜0.3g/L，pH＝4，废水温度42℃，总油：173.5mg/L，SS：1546mg/L。调节池有效体积1400m

废水由流量控制系统给料，首先进入调节池1，停留时间约9min，澄清后的水相1进入气浮设备3，调节池1中有机相1经三耙式的刮泥机收集后自流到浮油收集池4，气浮设备3中气浮作用后的水相2经输送泵送至过滤器5中，经过滤处理后的水相3进入清水池6中(供下一道工序使用)；气浮设备3中有机相2经刮泥机收集后自流到浮油收集池4，调节池1及气浮设备3中的污泥经过输送泵送至污泥浓缩罐7中，在污泥浓缩罐7的搅拌作用下，有机相3自流至浮油收集池4。该条件控制运行产出的废水中油含量10mg/L，SS：36mg/L，有机回收率为87.2％。

实施例3

转型废水REO＜0.3g/L，pH＝4.4，废水温度48℃，总油：158.9mg/L，SS：1375mg/L。调节池有效体积1400m

废水由流量控制系统给料，首先进入调节池1，停留时间约7.5min，澄清后的水相1进入气浮设备3，有机相1经三耙式的刮泥机收集后自流到浮油收集池4，气浮作用后的水相2经输送泵送至过滤器5中，经过滤处理后的水相3进入清水池6中(供下一道工序使用)；有机相2经刮泥机收集后自流到浮油收集池4，调节池1及气浮设备3中的污泥经过输送泵送至污泥浓缩罐7中，在污泥浓缩罐7的搅拌作用下，有机相3自流至浮油收集池4。该条件控制运行产出的废水中油含量8.7mg/L，SS：29mg/L，有机回收率为83.5％。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。