一種氧化鐵系無機顏料生產廢水的資源化回用系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于氧化鐵系無機顏料生產領域，涉及一種氧化鐵系無機顏料生產廢水的資源化回用系統。
【背景技術】
[0002]氧化鐵系顏料主要產品為氧化鐵黃、氧化鐵紅和氧化鐵黑，是目前市場上用量最大的無機彩色顏料，它的應用極為廣泛，大量使用于建材、油漆涂料、塑料、陶瓷、玻璃、紙張、磁性材料、催化劑、食品藥品等方面的著色。
[0003]氧化鐵系顏料生產過程中主要涉及鐵黃晶種制備、鐵黃氧化合成、鐵黑氧化合成等工序，在晶種制備和氧化合成過程中廣生大量含有鐵粉、氧化鐵系物質、硫酸和硫酸納的廢水。此股廢水如不經過處理直接排放，雖然鐵對人和動物毒性很小，但水體中鐵氧化物的濃度為0.1?0.3 mg/L時，會影響水的色、嗅、味等感官性狀。假如水體中所含的鐵氧化物的濃度達到0.04 mg/l，便會出現異味。在我國現行的《工業“三廢”排放試行標準》中，鐵的含量未作任何限制，但若將含鐵廢水直接排放，廢水中存在的溶解性鐵離子會造成水體中的溶解氧迅速降低，排水是赤橙色且渾濁，對環境造成嚴重污染。目前，酸性含鐵廢水處理工藝主要有膜分離、電解氧化法、電滲析法、氧化渦流法、曝氣絮凝法、中和曝氣后污泥循環接觸除鐵法等。
[0004]管式超濾膜的膜管直徑5 mm?12.7 mm，截留分子量5000?250000 Da不等，具有優異的強度、抗污染、抗氧化、耐酸堿性能(PH2?12)，純水通量高達750 L/(m2.h)，工作壓力可達1 bar，工作溫度可達80°C。即使直接過濾活性污泥濃度高達40 g/L的生化污水，膜通量仍然高達80?140 L/(m2.h)，壽命長達7年以上。管式膜組件除常規3〃、4〃、6〃、8〃規格夕卜，還特有8〃4 m、10〃3 m、10〃4 m超大型膜組件，可大大降低大型工程投資與運行成本，廣泛用于垃圾滲透液、含油廢水、電子廢水、制藥廢水、焦化廢水等高濃度工業污水以及食品、發酵液、茶飲料等物料分離諸多領域。低能耗管式膜在處理中低濃度污水(市政污水等)方面，也具有獨特的特點與優勢，在低能耗條件下，設計通量可達到30?50 L/(m2.10，并且易維護清洗，總成本低。
[0005]電滲析技術是指在電場力作用下離子通過選擇性離子交換膜的膜分離過程，其核心部分為陰陽離子交換膜，即利用陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過的特性對溶液中離子進行選擇性分離的技術。在電場力作用下，溶液中的陰陽離子發生定向迀移，從一部分水體迀移到另一部分水體，從而達到溶液分離、提純和濃縮的目的。雙極膜的出現，使電滲析的用途得到擴展。雙極膜是由陰離子交換膜和陽離子交換膜復合而成的，在兩層中間通常稱為中間催化層。其原理為:在雙極膜兩側加上電壓時，溶液中的離子會發生定向迀移，與此同時水分子會透過陰陽離子交換膜進入到中間催化層，在兩側活性基團作用下發生電解生成氫離子和氫氧根離子，以此來充當電荷負載，消耗的水又通過周圍溶液中的水向膜中間層滲透而得到補充。與常規電滲析相比，在雙極膜作用下水解離速率被提高5千萬倍以上，因此能耗大大降低，電滲析的應用范圍也大大延伸。雙極膜電滲析也屬于電滲析應用范圍，是通過將雙極膜與離子交換膜相結合，組成不同的隔室(酸室、堿室和料液室)，使其在酸堿制備領域有獨特的優勢。在一定的電壓作用下，陰陽離子能分別通過陰陽離子交換膜，與雙極膜產生的氫離子和氫氧根離子結合產生對應的酸和堿。
【發明內容】
[0006]針對以上存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種氧化鐵顏料生產廢水的資源化回用系統。
[0007]為此，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]—種氧化鐵系無機顏料生產廢水的資源化回用系統，所述氧化鐵系無機顏料生產廢水來源于氧化鐵系無機顏料生產線，所述資源化回用系統包括預處理系統、超濾系統、納濾系統和雙極膜系統;所述預處理系統、超濾系統、納濾系統和雙極膜處理系統通過管道順次連接;所述預處理系統用于對氧化鐵系無機顏料生產廢水進行預處理;所述超濾系統用于對氧化鐵系無機顏料生產廢水中氧化鐵系絮狀物進行濃縮處理;所述納濾系統用于對氧化鐵系無機顏料生產廢水中硫酸鈉進行濃縮處理;所述雙極膜系統用于對納濾系統中產生的濃縮液進行處理并生產硫酸和氫氧化鈉。
[0009]進一步地，所述預處理系統包括籃式濾器，所述籃式濾器用于過濾除去氧化鐵系無機顏料生產廢水中大粒徑雜質，以保護后續系統的安全運行。
[0010]進一步地，所述籃式濾器的孔徑為50 μπι。
[0011 ]進一步地，所述超濾系統包括濃縮池和管式超濾裝置，所述濃縮池和管式超濾裝置通過管道順次連接;所述濃縮池用于存儲和沉淀來自預處理系統的廢水中氧化鐵系絮狀物和管式超濾裝置的回流濃縮液中氧化鐵系絮狀物，所述管式超濾裝置用于對氧化鐵系無機顏料生產廢水中氧化鐵系絮狀物進行濃縮處理，所述管式超濾裝置的透析液進入納濾系統進行硫酸鈉的濃縮處理，所述管式超濾裝置的濃縮液回流至濃縮池中進行沉淀處理。
[0012]進一步地，所述濃縮池設置栗，所述栗用于將濃縮池內的氧化鐵系絮狀沉淀物輸送至氧化鐵系無機顏料生產線用于生產鐵黑產品。
[0013]進一步地，所述管式超濾裝置的超濾膜的截留分子量為lOOOODa。
[0014]進一步地，所述納濾系統包括納濾裝置，所述納濾裝置的納濾產水回用至氧化鐵系無機顏料生產線，所述納濾裝置的濃縮液進入雙極膜系統進行處理。
[0015]進一步地，所述納濾裝置的納濾膜對硫酸鈉的截留率為99.9%。
[0016]進一步地，所述雙極膜系統包括雙極膜裝置，所述雙極膜裝置用于對納濾系統中產生的濃縮液進行處理并生產硫酸和氫氧化鈉，所述雙極膜裝置產生的硫酸和氫氧化鈉回用至氧化鐵系無機顏料生產線用于生產線上晶種的制備和氧化合成等工序。
[0017]本實用新型提供一種氧化鐵顏料生產廢水的資源化回用系統，所述資源化回用系統具有以下優點:
[0018]I)本實用新型采用管式超濾裝置用于對氧化鐵系無機顏料生產廢水中氧化鐵系絮狀物進行濃縮處理并去除，使得降低了后續膜處理系統的鐵污染，使得延長了納濾系統的清洗周期，同時提高濃縮池內氧化鐵系絮狀物的濃度，加快了氧化鐵系絮狀物的沉淀和回收，管式超濾裝置的占地面積比傳統沉淀裝置的占地面積更小，自動化程度更高，從而降低了人工成本；
[0019]2)本實用新型采用納濾裝置對管式超濾裝置的透析液進行濃縮處理，使得提高了硫酸鈉溶液的濃度，進一步地明顯提高了雙極膜裝置的電解效率，所述納濾裝置的納濾產水回用至氧化鐵系無機顏料生產線，從而提高了顏料的品質；
[0020]3)本實用新型采用雙極膜裝置用于對納濾裝置的納濾濃縮液進行電解，從而產生硫酸和氫氧化鈉，所述雙極膜裝置產生的硫酸和氫氧化鈉回用至氧化鐵系無機顏料生產線用于生產線上晶種的制備和氧化合成等工序，從而減少酸堿采購運輸量，安全性提高，同時也更為綠色環保；
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