浸酸廢水的處理回收利用

研發(fā)項目立項報告項目名稱： 浸酸廢水的處理和回收利用項目申請人： 安徽豐原集團(tuán)有限公司承擔(dān)研究室：安徽豐原明膠事業(yè)部二o—四年一月豐原明膠事業(yè)部

豐原明膠事業(yè)部項目立項審批表項目名稱浸酸廢水的處理和回收利用項目項目來源自主開發(fā)項目項目申請人安徽豐原集團(tuán)有限公司參與人員吳本禮、李科級、張良馴、卜盛永、朱寶琴、徐鋼、呂同榮、明膠事業(yè)部技術(shù)組意見同意立項明膠事業(yè)部經(jīng)理辦公會意見同意立項分管副總審核意見集團(tuán)經(jīng)理辦公會審批

項目總經(jīng)費預(yù)算單位：萬元序號費用科目預(yù)算金額說明1租賃費6試驗用設(shè)備的租賃費用2設(shè)備材料費180實驗原料與新增部分實驗設(shè)備3業(yè)務(wù)差旅費3赴現(xiàn)場指導(dǎo)4勞務(wù)費及經(jīng)費15人員工資及社保5業(yè)務(wù)管理費26其他費用7折舊費3實驗設(shè)備折舊8檢測化驗加工費5分析檢測耗材9燃料動力費燃料、蒸汽、水、電等10出版/文獻(xiàn)/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事物費資料費、專利申報、成果鑒定11專家咨詢費112資產(chǎn)維修費513業(yè)務(wù)會議費14國際合作與交流費15車貼費用合計220設(shè)備材料費用投資預(yù)算單位：萬元序號名稱型號數(shù)量單價金額備注1格柵裝置非標(biāo)11.52隔膜泵2123等離子體水處理設(shè)備D-13138384微波電化學(xué)水處理設(shè)備WD-11130305超聲波泥水分離設(shè)備CNF-15120206電化學(xué)設(shè)備DF-17145457照明設(shè)備、防護(hù)設(shè)施3.508管道、閥69電線、電纜、橋架810電氣控制柜13311控制柜30.51.512鹽酸回收電解槽1151513合計173.5時間節(jié)點及費用預(yù)算序號時間節(jié)點工作內(nèi)容費用予12014年1月1日一2014年4月30日完成浸酸廢水處理回收工藝路線的確定。6022014年5月1日一2014年12月31日完成浸酸廢水處理回收小試。16(3合計22(42015年1月1日一2015年6月31日完成浸酸廢水處理回收中試1852015年6月1日一2015年12月31日完成浸酸廢水處理回收實驗，提供合理的生產(chǎn)工藝方案。80合計26一、立項的背景和意義（一）立項的背景明膠的生產(chǎn)需要消耗大量的水，即使回用、套用一部分的生產(chǎn)用水，生產(chǎn)一噸明膠仍然要產(chǎn)生廢水大約六百至七百噸。明膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水，尤其以浸酸過程中產(chǎn)生的污水難以處理。其特點是氯離子含量高，一般情況下Cl->20000mg/L，最高可達(dá)到Cl-N30000mg/L。COD不低于10000mg/L。另外還有磷酸氫鈣、氯化鈣、碳酸鈣以及鹽酸與油脂、脂肪反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。采用傳統(tǒng)或單一的工藝處理含氯量高，難降解的有機(jī)污水有一定的困難，而且處理費用高。（二）立項的意義本項目為企業(yè)自主研發(fā)，本項目通過使用等離子體、微波電化學(xué)、超聲波泥水分離等先進(jìn)的物理技術(shù)和工藝對污水預(yù)處理。為后續(xù)電化學(xué)處理回收鹽酸創(chuàng)造了基礎(chǔ)，保證了鹽酸的產(chǎn)品質(zhì)量。將Cl-轉(zhuǎn)化為鹽酸，同時避免污水處理過程中間產(chǎn)生大量的污泥，降低系統(tǒng)的運行成本。污水處理后Cl-W2000mg/L,CODW100mg/L,實現(xiàn)30%-60%的生產(chǎn)性回用。創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，而且整個項目符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念。二、產(chǎn)品市場需求和項目產(chǎn)業(yè)化前景浸酸廢水的處理和回收利用屬于為現(xiàn)有明膠生產(chǎn)配套服務(wù)的系統(tǒng)，回收的鹽酸可以用于明膠生產(chǎn)中配置按照工藝要求濃度的稀鹽酸。如果在同行業(yè)內(nèi)推廣使用，具有很好的市場潛力。研究內(nèi)容及目標(biāo)（含研究方案、技術(shù)路線）1、研究方案利用在明膠生產(chǎn)中骨粒在浸酸過程中產(chǎn)生的污水，水體中的雜質(zhì)主要是鹽酸與油脂、脂肪反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。同時含有一定量的氯離子。（1）等離子體水處理工首先采用等離子體放弧技術(shù)、撞擊流技術(shù)等，實施在水中直接產(chǎn)生等離子體電弧，并同時使水氣進(jìn)行混合的技術(shù)。通過等離子體放弧產(chǎn)生多項功能即紫外線功能、臭氧發(fā)生功能、離子直接被氧化并同時被紫外光線光照功能；通過撞擊流技術(shù)保證了水下放弧的可控制性，同時實現(xiàn)了水氣即時混合的功能；改變并且調(diào)節(jié)了水體中雜質(zhì)的電荷狀態(tài)，為水體中雜質(zhì)與水體分離創(chuàng)造了條件。通過多項技術(shù)的組合實施，能高效益地進(jìn)行高濃度有機(jī)污水的處理；減少了化學(xué)藥品藥劑的使用，降低了二次污染的可能性；有效地降低了運行成本。（2） 微波電化學(xué)處理水體中的雜質(zhì)通過專門的吸收微波物質(zhì)等各種添加劑與微波的共同作用下，發(fā)生劇烈的催化、物理化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成不可溶物質(zhì)或氣體從水中分離，水中的大分子、難降解有機(jī)雜質(zhì)在微波及添加劑的共同作用下，被分解為小分子，與添加劑結(jié)合成金屬螯合物一一絮凝劑而達(dá)到了與水體分離的目的，金屬離子可直接與添加劑合成絮凝劑沉淀，氨氮轉(zhuǎn)化為氨氣逸出，水中磷轉(zhuǎn)化為不可溶解磷酸鹽沉淀去除。對水中的污染物通過物理及化學(xué)作用進(jìn)行降解、轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到污水凈化。電化學(xué)處理采用傳統(tǒng)的微電解方式。通過與微波的結(jié)合，提高了處理的效果，改變了微電解鐵屑結(jié)塊，氧化和還原效率降低的弊病。（3） 超聲波泥水連續(xù)分離處理超聲波在泥水分離中的作用主要是采用超聲波清洗原理對金屬復(fù)合過濾器表面堆積的污泥進(jìn)行定期的清洗，從而保障了過濾器在不堵塞的狀況下進(jìn)行連續(xù)的過濾。同時定期打開排污閥，將污泥（含水N90%）排放至污泥干化池。然后與生物法產(chǎn)生的污泥一起進(jìn)行處理。（4） 電化學(xué)處理剩余污水的處理是由復(fù)合膜與陽膜構(gòu)成的電化學(xué)分離中的電滲析分窩工藝，在直流電的作用下，正、負(fù)離子透過膜分別向陰、陽極遷移，正、負(fù)離子交換膜具有選擇透過性。最后在兩個膜之間的中間室內(nèi)，鹽的濃度降低，陰、陽極室內(nèi)為濃縮室。利用復(fù)合膜中的極化反應(yīng)和極室中的電極反應(yīng)，從廢水中制取鹽酸。2、技術(shù)路線浸酸廢水 ?等離子體處理微波電化學(xué)處理生物法處理電化學(xué)處理超聲波泥水分離處理 yI1鹽酸生產(chǎn)回用 污泥池3、技術(shù)目標(biāo)序號考核指標(biāo)現(xiàn)有目標(biāo)1CODCrN10000mg/LW100mg/L2Cl-N30000mg/LW2000mg/L3pH46~94環(huán)保處理負(fù)荷較現(xiàn)有水平下降20%四、項目研發(fā)周期2014年1月1日至2015年12月31日五、項目驗收與激勵辦法1、 項目驗收在預(yù)定的研發(fā)周期和經(jīng)費預(yù)算范圍內(nèi)，完成預(yù)期技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的研發(fā)項目，由項目組提出申請，發(fā)酵中心組織結(jié)題考核?？己送ㄟ^后，由發(fā)酵中心與項目實施公司簽訂技術(shù)服務(wù)合同書。2、 激勵辦法在技術(shù)成功實現(xiàn)應(yīng)用，為中心創(chuàng)造收入后，將凈利潤的40-50%獎勵給項目組，根據(jù)參與人員的實際貢獻(xiàn)，由項目負(fù)責(zé)人對項目組成員進(jìn)行合理的二次分配。浸酸廢水的處理和回收項目2014年度總結(jié)報告通過2014年的試驗工作，我們對浸酸廢水的處理和回收采用擴(kuò)散滲析和電滲析結(jié)合的工藝技術(shù)，進(jìn)行回收鹽酸的小試和中試。試驗了擴(kuò)散滲析裝置廢水進(jìn)水流量、流量比、電滲析裝置陰極室進(jìn)水pH值、陰極室和陽極室進(jìn)水流量和槽電壓對廢水中鹽酸回收效果的影響。用不銹鋼作陰極，Ti/SnO2-Sb2/PbO2電極作陽極，采用均相陰離子交換膜。當(dāng)擴(kuò)散滲析裝置廢水進(jìn)水流量為350L/h，維持流量比為1，電滲析裝置陰極室進(jìn)水pH值為2.50，陰極室和陽極室進(jìn)水流量為60L/h，槽電壓為100V時，回收鹽酸濃度平均為0.05mol/L，鹽酸回收率平均為16.7%。在此基礎(chǔ)上組裝一套裝置，將擴(kuò)散滲析和電滲析兩種膜分離技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合，從而確定合適的工藝控制點，為下一步的實際工程實際以及工藝調(diào)試提供依據(jù)。一、擴(kuò)散滲析裝置廢水進(jìn)水流量對鹽酸回收效果的影響控制擴(kuò)散滲析裝置蒸餾水與廢水流量比為1，通過閥門調(diào)節(jié)進(jìn)水流量分別為300，350,400,450,500L/h。觀察觀察進(jìn)水流量對回收鹽酸效果的影響，試驗結(jié)果見圖1。（右坐標(biāo)單位為mol/L，左坐標(biāo)單位為％，橫坐標(biāo)單位為L/H）由于進(jìn)水流量增大使得廢水在滲析槽中的停留時間減少，部分離子還未通過滲析膜便流出，交換不完全，因此當(dāng)進(jìn)水流量增大時殘液室中的鹽酸濃度均增加，中間室的鹽酸濃度均減小，即鹽酸回收率減小。根據(jù)試驗結(jié)果，當(dāng)進(jìn)水流量在大約350?400L/h之間時，鹽酸的回收率和廢水的處理量是理想值。二、 電滲析裝置槽電壓對鹽酸回收效果的影響采用恒壓輸出方式，分別調(diào)整槽電壓為70,100,130,150,170V進(jìn)行膜電解實驗，結(jié)果如圖。?-回收鹽酸濃度?鹽酸回收率（右坐標(biāo)與橫坐標(biāo)單位為mol/L,左坐標(biāo)單位為％，橫坐標(biāo)單位為伏特v）電滲析裝置的槽電壓由理論分解電壓、陰離子交換膜電壓降、陽極過電壓、陰極過電壓、溶液歐姆電壓降以及導(dǎo)線中歐姆電壓降組成。當(dāng)槽電壓低時，分子不能克服離子間的吸引力而分解。而當(dāng)槽電壓過高時，一方面剩余的能量使得水溫升高，造成浪費，另一方面會使操作電壓超過系統(tǒng)的極限電壓引起濃差極化現(xiàn)象，迫使水發(fā)生解離，使得電流效率降低。根據(jù)實驗結(jié)果，