一种酸性废水处理硫化反应器
阅读说明：本技术 一种酸性废水处理硫化反应器 (Acidic wastewater treatment vulcanization reactor ) 是由 杨小明 刘峰彪 郑曦 刘艳丽 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明属于废水处理技术领域,具体是一种酸性废水处理硫化反应器,包括密封在一起的反应器壳体(1)和封头(2)；所述反应器壳体(1)底部设置放空口(3),并均匀设置若干个加药口(4)；所述反应器壳体(1)上还设置人孔(5)和视镜(6)；所述封头(2)上均布若干根进水管(7),任一个进水管(7)的进口侧设置加药支管(8)；所述封头(2)的侧面设置出水口(9),出水口外接U型管,在封头(2)上还设置进气口(10)和抽风口(11)；所述加药口(4)的数量与进水管(7)的数量相同；进水管(7)的出口与加药口的标高相同,且进水管(7)的出口与加药口一一对应。该反应器密封性能好,硫化反应中硫化药剂利用效率高。(The invention belongs to the technical field of wastewater treatment, and particularly relates to an acidic wastewater treatment vulcanization reactor, which comprises a reactor shell (1) and an end enclosure (2) which are sealed together; the bottom of the reactor shell (1) is provided with a vent (3) and a plurality of medicine adding ports (4) uniformly; a manhole (5) and a sight glass (6) are also arranged on the reactor shell (1); a plurality of water inlet pipes (7) are uniformly distributed on the end socket (2), and a dosing branch pipe (8) is arranged at the inlet side of any one water inlet pipe (7); a water outlet (9) is formed in the side face of the seal head (2), the water outlet is externally connected with a U-shaped pipe, and an air inlet (10) and an air suction opening (11) are formed in the seal head (2); the number of the medicine adding openings (4) is the same as that of the water inlet pipes (7); the outlet of the water inlet pipe (7) is the same as the elevation of the dosing port, and the outlet of the water inlet pipe (7) corresponds to the dosing port one by one. The reactor has good sealing performance and high utilization efficiency of the vulcanizing agents in the vulcanization reaction.)
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体是一种酸性废水处理硫化反应器。
背景技术
有色金属的矿山开采和冶炼过程中，往往会有一些酸性重金属废水产生。对于矿山开采过程，硫化矿占比非常大，这类矿在开采过程中，矿山废石场、矿坑中等，在各种外界因素作用下，一部分硫化矿会氧化分解进入到附近水体当中，形成酸性废水，这类酸性废水中含有大量的重金属(根据不同的矿石类型重金属种类不一样，部分含有一些有价金属铜等)，且pH较低，水量往往还比较大。对于冶炼过程，硫化矿中的一部分硫和金属进入到烟气中再进行吸收，最后产生污酸废水，特点是硫酸酸度高，砷浓度高，还有大量其他重金属。这两类废水的处理工艺往往会加入硫化法工段，硫化法对于废水除砷及有价金属的回收具有非常好的效果，硫化沉淀物(硫化砷、硫化铜等)溶度积低，易沉淀分离。但在硫化反应过程中，S2-在酸性条件下易结合H+生成H2S气体，硫化药剂利用率不高，增加了处理成本，且硫化氢浓度属于有毒易燃气体，存在较大的安全隐患。
现有的硫化反应装置大多设计较为粗糙，较多为圆形搅拌槽，在槽体上设置密封盖板，槽体上设置加药管、进水管和抽气管，加药方式粗犷，产生的硫化氢气体较多，安全隐患大，硫化药剂利用率不高，处理成本较高。
中国实用新型专利CN209917643U公开了一种气液混合装置，该反应器采用的是硫化氢气体与酸性废水进行反应，采用气液混合器将硫化氢混合进废水再进入反应器反应。但考虑到水解平衡及硫化氢气体废水中溶解度较低，硫化氢较难在酸性废水中溶解并释放出硫离子，反应效率相比于投加硫化药剂溶液会低很多，且前端采用硫化氢气体，对于安全要求会高出许多，存在诸多弊端。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于矿山和冶炼酸性废水处理的高效硫化反应器，该反应器密封性能好，安全性能高，硫化反应中硫化药剂利用效率高。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种酸性废水处理硫化反应器，包括密封在一起的反应器壳体和封头；
所述反应器壳体底部设置放空口，并均匀设置若干个加药口；所述反应器壳体上还设置人孔和视镜；
所述封头上均布若干根进水管，任一个进水管的进口侧设置加药支管；所述封头的侧面底部设置出水口，在封头上还设置进气口和抽风口；
所述加药口的数量与进水管的数量相同；进水管的出口与加药口的标高相同，且进水管的出口与加药口一一对应。本发明中的标高可以反应器壳体的底面作为基准面。
进一步地，所述封头的中心处设置搅拌器，搅拌器的搅拌桨在反应器壳体的中心轴线上。搅拌桨的位置也可与加药口的位置标高相同，当加药口加药时以及酸性废水进入反应器时达到更好的混合效果。
本发明中，所述出水口外接U型管。
本发明中，所述加药口距离反应器壳体的底面距离为200-400mm。
本发明中，所述加药口的数量为四个，进水管的数量为四根。
本发明中，所述进风口上设置气路单向阀。
本发明中，所述封头上还设置仪表安装口。
本发明的硫化反应器包括反应器壳体、封头、搅拌器，所述反应器壳体底部设有人孔，人孔对称另一侧方向的封头底部设有出水口，出水口的外接管采用U型管设计，起到水封作用，避免硫化氢气体从出水口管路进到下一级反应器中；反应器壳体底部设有放空口，在人孔和出水口两侧各45度方向的反应器壳体上分别布置4个加药口，加药口距壳体底部200～400mm，人孔一侧22.5°方向上下布置两个视镜。所述封头与反应器壳体焊接密封，封头中心处设有搅拌器；与加药口同侧的封头上方分别布置4个进水管，4个进水管距封头中心距离相同，进水管插入封头并往下延伸，进水管的出口端距反应器壳体底部的距离为200～400mm，与加药口保持相同标高，各个进水管的进口侧设置加药支管，硫化药剂可从加药支管加入到进水管中，与废水混合进入反应器中。上端加药(加药支管进行加药)和下端加药(加药口进行加药)可同时进行，本发明采用更多的加药点有助于硫化药剂的利用率，也可只从下端加药口进行加药，当沉淀物较多造成下端加药口堵塞时，留有上端加药口可保证正常加药，反应继续进行，硫化药剂仍有较高的利用率。
加药口一侧45°方向设置抽风口，抽风口相对侧与抽风口相同半径距离设置进风口，进风口上端设置气路单向阀，避免H2S气体逸出。另一侧45°方向设置仪表安装口。
本发明的进水管、加药口、抽气口、仪表安装口等都预留法兰，便于与外部管道连接。若处理规模增大，可根据反应时间相应放大反应器，对称、均匀布置多个(不限于4个)加药口和进水管或进水口等。
本发明可根据处理水量的不同，设置成不同大小的反应器，以匹配处理规模，根据反应器大小可再设置多个加药口和进水管，不局限于文字所述4个。本发明装置外壳采用反应釜的形式，易于制造和密封，且可承受一定压力。本发明装置采用顶部进水，进水管伸入反应器底部，且四根进水管接口正对四个硫化药剂加药口，可以确保药剂能在投加进反应器内尽快接触到反应前的废水，与原水的高铜或高砷等离子反应，实现较高的硫化药剂利用率，同时上部进水管设置加药口支路，能使药剂直接与原始废水预混合，提高利用率，也能避免下部加药口若出现堵塞问题时反应不能正常进行，设置多点加药方式及底部进水加药，可以使加药变成多点小流量投加，减少硫化氢的生成，其次生成的硫化氢在水中停留时间更长，更易重新溶解在水中与金属再反应，减少了硫化氢气体从水中的逸出。本发明设置人孔以及视镜便于维修观察。反应器搅拌器电机放置在顶部，搅拌轴与封头连通口处密封处置，尽可能做到密闭。仪表安装口可以安装ORP检测仪或pH计等装置。在反应器的封头顶部设置抽风口，抽风口相对侧设置进气口，通过风机在抽风口抽气，进气口在抽气时保持与外界空气连通，使得反应器腔体内液面以上保持负压状态，进一步保证即使在其他密封处有缝隙存在，也不会有硫化氢气体往外溢出，抽出的硫化氢气体经过碱液吸收后，又可重新作为硫化药剂加入到反应中，保障硫化药剂的利用率。
本发明通过设计的反应器来提高直接投加进去的硫化药剂的利用率，在整体工艺中，硫化氢经碱液吸收后生成的硫化钠还会循环利用作为硫化药剂投加到反应中，整体的硫化药剂利用率会很高。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明可减少硫化氢的产生，防止硫化氢气体外溢，硫化药剂利用率能达到99％以上；
2、本发明易于制造密封，结构简单，便于维修观察；
3、本发明可根据处理水量的不同，设置成不同大小的反应器，以匹配处理规模。
附图说明
图1为本发明硫化反应器的正视结构示意图；
图2为本发明硫化反应器的俯视结构示意图；
附图标记：反应器壳体1；封头2；放空口3；加药口4；人孔5；视镜6；进水管7；加药支管8；出水口9；进气口10；抽风口11；搅拌器12；仪表安装口13。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1-2所示，一种酸性废水处理硫化反应器，包括密封在一起的反应器壳体1和封头2；
所述反应器壳体1底部设置放空口3，并均匀设置四个加药口4；所述反应器壳体1上还设置人孔5和视镜6；
所述封头2上均布四根进水管7，任一个进水管7的进口侧设置加药支管8；所述封头2的侧面底部设置出水口9，在封头2上还设置进气口10和抽风口11；
所述加药口4的数量与进水管7的数量相同；进水管7的出口与加药口的标高相同，且进水管7的出口与加药口一一对应。
所述封头2的中心处设置搅拌器12，搅拌器12的搅拌桨在反应器壳体1的中心轴线上。所述出水口9外接U型管。
所述加药口4距离反应器壳体1的底面距离为200-400mm。进水管7的出口距离反应器壳体1的底面距离为200-400mm。
所述进风口上设置气路单向阀。
所述封头2上还设置仪表安装口13。用于安装ORP检测仪或pH计等装置。
本发明的进水管、加药口、抽气口、仪表安装口等都预留法兰，便于与外部管道连接。
本发明的反应器技术参数区间上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。