[发明专利]碳化硅酸洗废水资源化处理工艺

摘要

一种碳化硅酸洗废水资源化处理工艺，主要是采用“单膜电渗析+沉淀+过滤”作为酸洗废水资源化技术的工艺路线。在没有引入额外的化学药剂的前提下，可有效地实现硫酸酸洗废水中酸与金属离子的分离，以保证硫酸酸洗废水中铁含量由500mg/L下降到10mg/L以下，铁回收率高达90%以上，酸的回收率在99%以上。本处理工艺没有新引进其他任何杂质，只需要在每升硫酸酸洗回收液中添加3g的98%的浓硫酸，使硫酸酸洗回收液补充到3%的酸度，即可实现废水回用。同时，该处理工艺产生的全部是金属铁的单质和/或化合物，从而，可实现零排放，保证清洁生产，实现废水和铁的资源化回收利用，产生很好的经济与环境效益。

主权项

1.一种碳化硅酸洗废水资源化处理工艺，其特征在于，采用单膜电渗析+沉淀+过滤的工艺流程，采用单膜电渗析设备作为碳化硅酸洗废水资源化处理工艺的核心技术设备，其工艺流程包括如下工艺步骤：(a) 将碳化硅微粉生产中所产生的含有Fe2+、Fe3+铁离子的硫酸酸洗废水注入调节池中；(b) 然后，用耐酸泵将调节池中的硫酸酸洗废水提升至单膜电渗析设备的阴极室，调节电渗析设备的运行电压为30V～44V之间、酸洗废水在阴极室的停留时间为1.5h～2.5h之间以及进水的铁离子浓度为100mg/L～700mg/L之间；使单膜电渗析设备阴极室中的SO42‑阴离子在电场力的作用下通过阴、阳极室间的阴离子交换膜迁移到阳极室，与此同时，阴极室中的H+、Fe3+和Fe2+阳离子发生电解，铁离子和OH‑相结合，析出单质铁和形成铁的氢氧化物颗粒物，阴极室pH值升高，废水在流经导流板后排出阴极室；(c) 废水从阴极室排出后，经过沉淀池和活性炭过滤装置去除铁系颗粒物；其中，沉淀池底部设置排泥装置用于铁系颗粒物的回收，活性炭过滤装置设置反冲洗系统以保证过滤系统的处理效率，同时进行铁的回收，实现铁的资源化利用，废水从活性炭过滤装置出来后，酸洗废水中的Fe2+、Fe3+铁离子浓度下降至进水的10%以下，铁的回收率在90%以上；(d) 而后，废水进入阳极室，发生进一步电解，OH‑电解成O2，阳极室的pH值下降，阴极室的SO42‑通过设置在阴极室及阳极室中间的阴离子交换膜迁移至阳极室，酸根离子在该阴离子交换膜作用下在阳极室浓缩，实现硫酸溶液的再生，成为硫酸酸洗回收液；(e) 最终，将硫酸酸洗回收液流入回用池，实现硫酸酸液的回收，并在每升硫酸酸洗回收液水中再加入3g的98%的浓硫酸后，可直接用于碳化硅酸洗工艺，从而实现废水回用；所述单膜电渗析设备是在阴极室（2）和阳极室（15）之间设置阴离子交换膜（10），在阴离子交换膜（10）两侧设置左U型密封垫（9）及右U型密封垫（16），使阴极室（2）和阳极室（15）及阴离子交换膜（10）之间呈密封状，在阴极室（2）中设置阴极板（8）作为阴电极，在阴极板（8）和阴离子交换膜（10）之间设置使酸洗废水在阴极室（2）内的停留时间均一且让电渗析反应充分进行的导流板（6），该导流板(6)由支架(4)及其上连接的呈相间布置的高板(7)和矮板(3)构成，在高板(7)下端分布有高板出水孔(19)，水流从矮板(3)上端流入，再从高板(7)下端的高板出水孔(19)流出，如此反复交替进行，布水更均匀，在阳极室（15）中设置阳极板（13）作为阳电极，于阳极板（13）及阴离子交换膜（10）之间设置带孔膜支撑板（12），用于支撑固定阴离子交换膜（10），通过阴极板（8）和阳极板（13）上设置的阴极金属接线柱（5）及阳极金属接线柱（14）接直流电源，于阴极室（2）及阳极室（15）外侧设置左外固定板（17）及右外固定板（11），并通过紧固件（1）将左外固定板（17）及右外固定板（11），阴极室（2）、阳极室（15）、阴离子交换膜（10）、左U型密封垫（9）及右U型密封垫（16）夹紧连接在一起。