[发明专利]一种铀矿废水等离子体协同处置方法和系统

权利要求书

1.一种铀矿废水等离子体协同处置系统，其特征在于，包括废水储槽(1)、除酸装置(2)、重金属处理装置(3)、等离子体熔融装置(4)、废气处理装置(5)和玻璃回收装置(11)，所述废水储槽(1)用于将待处理的废水进行前置处理，所述除酸装置(2)与废水储槽(1)相连接，将来自所述废水储槽(1)内经过前置处理的废水中的酸性物质进行中和处理，所述重金属处理装置(3)与除酸装置(2)相连接，并向来自所述除酸装置(2)内经过中和处理的废水中加入除金属制剂进行处理，使得其中的重金属形成固体废渣，所述等离子体熔融装置(4)与重金属处理装置(3)相连接，利用所述等离子体熔融装置(4)中的等离子体束将来自重金属处理装置(3)内的固体废渣在完全熔融，所述废气处理装置(5)将从所述等离子体熔融装置(4)排出的尾气经过降温、净化、酸性气体处理和颗粒物分离处理工艺进行分离和回收，还包括：

一次板框压滤机(6)，从所述除酸装置(2)处理后的废水进入一次板框压滤机(6)进行脱水处理；

沉淀池(8)，将所述一次板框压滤机(6)脱水处理后的废水进行沉淀，除去其中的悬浮物；

二次板框压滤机(7)，位于所述重金属处理装置(3)和等离子体熔融装置(4)之间，用于对来自重金属处理装置(3)的废水进行脱水处理，脱水后的尾渣则进入等离子体熔融装置(4)进行熔融，所述二次板框压滤机(7)还与槽式排放槽(9)的进口连接；

其中，所述除酸装置(2)中包括氧化钙，其与来自废水储槽(1)的废水可制备石灰乳，用于对废水中的酸性物质进行中和处理，且废水碱化除酸处理后的pH为10～11；

所述等离子体熔融装置(4)内部的等离子体炬为直流非转移弧等离子炬，所述等离子体炬的工作温度为1000℃-1500℃；

所述废气处理装置(5)由急冷塔、半干法除酸塔和布袋除尘器组成，且所述废气处理装置(5)的气出口与气体排放装置(10)的气进口连接，所述气体排放装置(10)为气体排放箱；

所述玻璃回收装置(11)由箱体(1101)、粉碎装置和接料装置组成，所述粉碎装置和接料装置均设置在箱体(1101)的内部，且所述粉碎装置的数量和接料装置的数量分别为三个和两个，两个所述接料装置分别设置在三个粉碎装置之间，所述粉碎装置由压辊电机(1103)和两个粉碎辊(1108)组成，两个所述粉碎辊(1108)的两端分别通过四个活动轴(1102)与箱体(1101)的两内壁活动连接，所述压辊电机(1103)固定设置在箱体(1101)的外侧，且所述压辊电机(1103)的输出端穿过箱体(1101)的侧壁与其中一个活动轴(1102)的一端连接，所述接料装置由振动筛(1104)和第一集料抽屉(1106)组成，所述第一集料抽屉(1106)设置在振动筛(1104)的底部，且所述振动筛(1104)的一侧与箱体(1101)内部的一侧固定连接，所述第一集料抽屉(1106)活动设置在箱体(1101)的正面，所述振动筛(1104)底部的一侧固定设置有两个振动电机(1105)，所述箱体(1101)底部的正面活动设置有第二集料抽屉(1107)，且所述第二集料抽屉(1107)与最底部的粉碎辊(1108)位置相对应，所述压辊电机(1103)通过外接压辊开关与外接电源电性连接，所述振动电机(1105)通过振动开关与外接电源电性连接；

所述粉碎装置的顶部和两个接料装置的一侧分别设置有四个导料板(1109)，且四个所述导料板(1109)分别固定设置在箱体(1101)的两内壁，从顶部到底部的三个所述粉碎装置的两个粉碎辊(1108)间距依次减小，位于顶部的所述振动筛(1104)的筛孔直径大于位于底部的振动筛(1104)的筛孔直径。

2.一种铀矿废水等离子体协同处置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：废水前处理；

S2：中和处理；

S3：重金属处理；

S4：熔融处理；

S5：排气和固体回收；

其中，所述S1步骤包括将待处理的废水在废水储槽(1)内进行前处理工序，铀矿废水经收集后进入废水储槽(1)，所述废水储槽(1)的设计贮存容量为24h；

所述S2步骤包括将来自所述废水储槽(1)的废水中的酸性物质进行中和处理，废水储槽(1)的废水进入除酸装置(2)中进行中和，除去废水中的酸性物质，其中除酸装置(2)用于制备石灰乳，制备的石灰乳用于中和废水中的酸性物质，具体的，废水储槽(1)中的废水进入除酸装置(2)中，与除酸装置(2)中的CaO混合，按化学计量的1.1倍制备石灰乳，同时起到碱化和絮凝作用，石灰用量比为70％含量或为20kg/m³，搅拌时间为30min，处理后废水pH为10～11，除酸装置(2)中石灰乳中和絮凝后的废液进入一次板框压滤机(6)进行脱水，实现水渣分离，减小后续沉淀、除重金属、酸化和二次板框压滤机(7)的处理负荷，一次板框压滤机(6)分理出的尾渣和废水分别进入等离子体熔融装置(4)和沉淀池(8)，沉淀池(8)用于将一次板框压滤机(6)出水中的悬浮物进一步沉降，实现完全沉淀，沉淀池(8)的尾渣送至等离子体熔融装置(4)；

所述S3步骤包括对来自除酸装置(2)的废水加入除金属剂进行处理，使得其中的重金属形成固体废渣，重金属处理装置(3)具体为除镭酸化池，所述除镭剂为CaCl₂含量是20g/m³的CaCl₂溶液，除镭反应时间为10min，除去重金属后的溶液需加入硫酸将废水中和至允许排放标准pH＝7～9范围内，沉淀时间为12h，二次板框压滤机(7)用于对沉淀池(8)的尾渣进行脱水处理，脱水后的液体进入槽式排放槽(9)排放入附近水体，尾渣则进入等离子体熔融装置(4)进行熔融处理；

所述S4步骤包括来自重金属处理装置(3)的固体废渣在等离子体熔融装置(4)的等离子体束的作用下完全熔融，等离子体熔融装置(4)采用20kW～50kW的直流非转移弧等离子炬，等离子体炬热效率大于70％，电极寿命大于400hr，其中离子体炉的工作温度为1000℃-1500℃，气体停留时间大于2s；

所述S5步骤包括将从等离子体熔融装置(4)排出的尾气经过降温、净化、酸性气体处理和颗粒物分离处理工艺进行分离和回收，废气处理装置(10)负责将废气进行冷却，冷却后通过玻璃回收装置(11)进行玻璃渣回收。