CN101875518B - 不锈钢酸洗废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学处理方法，具体是指一种对废水进行环保处理的方法。本发明以隔油调节+一级中和/絮凝+一级沉淀+曝气氧化+二级中和/絮凝+二级沉淀+曝气氧化+斜管沉淀，尤其是在一级中和混凝池，向该池中投加石灰乳和复配絮凝剂，再调节废水的pH值，其中复配絮凝剂是由阳离子絮凝剂与非离子絮凝剂的组成的。本发明的优点是可以大量降低废水的处理成本，能实现中水的回用，而且设备投资不会增加，操作方便、效果良好等优点；本发明可广泛应用于化工污染企业。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学处理方法，具体是指一种对废水进行环保处理的方法。
技术背景
现有不锈钢酸洗废水的处理基本采用：曝气、中和、沉淀的方法，由于传统方法未考虑废水中的重金属回收，只顾及处理达标排放，所以整体运行成本过高，且压干的污泥往往由于处置不当容易造成重金属二次污染，更重要的是会造成资源浪费。在不锈钢酸性废水中含有大量的铁、铬、镍盐。目前，企业一般将酸性废水处理到符合排放标准，即予以排放，但这样的排放还是有很大的问题，一是其中的铁、铬、镍盐随着排放形成二次污染，二是目前企业为排放而进行的处理过程中，大量使用碱液，药剂的用量也是很大，经济成本比较大。所以如何降低成本进行废水处理，同时能避免二次污染的出现，成为企业的重要研究课题。
发明人王涛、田玉玲在冶金工业冷轧酸性废水处理中和剂及其工艺方法的发明[ZL200410005161.6.]中，公开了一种冶金工业冷轧酸性废水处理中和剂及其工艺方法。其特征在于：酸性废水处理中和剂为：轻烧镁粉筛上料经雷蒙机粉碎粒度100-140目、电镕镁除尘灰、轻烧镁粉和含量在40％以上的镁系材料。其工艺方法包括下列步骤：1)向预曝气池供酸性废水并实行空曝气；2)空曝后的酸性废水进中和反应池；3)向中和反应池供中和剂；4)中和反应分三种方式：搅拌加曝气、机械搅拌、单独曝气；5)平流池沉淀；6)过滤泥水分离处理。该发明提供了一种能产生直接经济效益、投资省、运行费用低，工艺设备结构简单，易操作管理，中和剂来源广泛，利用三废资源，以废治废。取消石灰乳工艺新水消耗，实现中水回用的最新中和剂材料、工艺方法及设备。
周增炎，周赓武所撰写的“二级曝气中和法处理酸洗废水的研究及工程应用”，该文阐述了将工业废水按酸洗废水与酸洗废液进行分质处理的技术方案，并根据酸洗废水的水质特点，确定了二级曝气中和法作为酸洗废水的处理工艺，不但在理论上对该工艺进行了探讨，而且结合模拟试验的结果选择并确定了工艺控制参数，在此基础上进一步完成了工业废水处理厂的工程设计和工程建设；工程调试结果表明该工艺对酸洗废水中污染物的去除效果显著，出水符合排放要求并回用，泥渣外运制砖得到资源化利用，工艺方案合理可行。
周盘岳的钢铁酸洗废水回用的处理工艺[CN200610086207.0]，该发明涉及废水处理工艺技术领域，尤其是一种对钢铁酸洗废水去除酸根和铁离子，实现废水回用的处理工艺。包括有中和、沉淀的工艺过程外，还具有对沉淀后所排出的含有二价铁离子的废水继续处理的过程；循环接触氧化是把中和沉淀后排出的废水通入循环接触氧化装置，经接触氧化反应后使溶于废水中的二价铁离子与水和氧气反应成不溶于水的三价铁离子；再经二次沉淀，使废水中的三价铁完全沉淀，排出清水回用。该发明不仅能去除酸洗废水中的酸根，而且能去除废水中的铁离子，实现废水回用，达到零排放。
周盘岳发明的钢铁酸洗废水处理用循环接触氧化器[200620075743.6]，该实用新型涉及废水处理设备技术领域，尤其是一种对钢铁酸洗废水去除铁离子处理用的循环接触氧化器。包括有容器本体、曝气器、喷淋除泡器、排气收水器；喷淋除泡器位于容器本体的上部、与容器本体相通，在喷淋除泡器的上部还安装有排气收水器，排气收水器与喷淋除泡器相通，曝气器置于容器本体内部；容器本体上部有进水口、下部有放水口；循环接触氧化器内的曝气器对内部的废水曝气所产生的泡沫上溢至喷淋除泡器内，由喷淋除泡器进行灭泡处理，喷淋除泡器上部的排气收水器能在排出内部气体的同时、防止废水的溢出。以及酸洗废水处理用循环接触氧化器[200610086206.6.]，该发明涉及废水处理设备技术领域，尤其是一种对钢铁酸洗废水去除铁离子处理用的循环接触氧化器。包括有容器本体、曝气器、喷淋除泡器、排气收水器；喷淋除泡器位于容器本体的上部、与容器本体相通，在喷淋除泡器的上部还安装有排气收水器，排气收水器与喷淋除泡器相通，曝气器置于容器本体内部；容器本体上部有进水口、下部有放水口；循环接触氧化器内的曝气器对内部的废水曝气所产生的泡沫上溢至喷淋除泡器内，由喷淋除泡器进行灭泡处理，喷淋除泡器上部的排气收水器能在排出内部气体的同时、防止废水的溢出。
但上述专利或公开的技术文献都未能解决不锈钢生产过程中的酸性废水进行综合处理，以及可以实现工业化生产等问题。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出了一种有效解决目前不锈钢生产过程中产生的酸性废水，实现环保处理效果的技术方案。
本发明是通过下述技术方案得以实现的：
不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将收集进入综合废水处理站的不锈钢酸性废水，送入隔油池，去除废水中的油类；本步骤中的隔油池是废水处理行业内的常用设备，本发明也采用通常的设备，去除一些常规的油类即可，作为初步过滤之用；
(2)经过隔油池去除油类物后，自流进入调节池，在调节池停留4小时以上；
(3)将调节后的废水送入一级中和混凝池，向该池中投加石灰乳和复配絮凝剂，再调节废水的pH到3.5～4.0；其中所指的复配絮凝剂是由阳离子絮凝剂与非离子絮凝剂组成的，阳离子絮凝剂与非离子絮凝剂的重量比为3∶1～4；
(4)再把废水送入预沉池，进行自然沉降处理，压滤去除废水中的悬浮物、砂类；
(5)通过水泵把废水送入二级中和混凝池，加入Ca(OH)2，将pH到9.3～9.8，再加入非离子絮凝剂，生成矾花；
(6)然后进入二沉池，随而去除废水中的铁、铬、镍等以及悬浮物；
(7)二沉池出水进入斜管沉淀池；进一步去除废水中的污染物；
(8)斜管沉淀池出水进入pH回调池池，对废水进行pH回调至6～9，pH回调池出水合格废水经标准排放口达标排放。
作为优选，本发明中采用的阳离子絮凝剂、非离子絮凝剂为聚丙烯酰胺絮凝剂；其中阳离子絮凝剂与非离子絮凝剂的重量比为2∶1时更佳，上述处理方法的步骤(3)中，复配絮凝剂的浓度为20～30ppm，作为优选浓度为25ppm。
作为优选，上述处理方法的步骤(5)中非离子絮凝剂的浓度为8～15ppm，作为更佳选择，步骤(5)中非离子絮凝剂的浓度为10ppm。本发明中的ppm是英文Parts Per Million的缩写，译意是每百万分中的一部分，即表示百万分之(几)，或称百万分率。如1ppm即一百万千克的溶液中含有1千克溶质。
作为优选，上述处理方法中从二沉池的出水先经曝气池，再进入斜管沉淀池。
作为优选，上述处理方法中，在于调节池、一级中和混凝池、二级中和混凝池在处理废水过程中经鼓鼓风机吹气，促使废水混合均匀。
本发明的整个处理过程，以隔油调节+一级中和+一级沉淀+曝气氧化+二级中和/絮凝+二级沉淀+曝气氧化+斜管沉淀。该工艺技术使每吨水的处理运行费用从传统的15元下降到7～8元，并可以实现废水稳定达标排放和80％左右中水回用。
其中在一级沉淀环节采用特殊的絮凝沉淀工艺，通过将废水pH值调节到特定值和采用复配絮凝剂的手段实现大约45％～50％左右无价下脚泥分离，从而大幅度减少用于镍铬金属回收的污泥量，进而降低回收成本。
本发明中的废水经管网收集进入综合废水处理站，首先进入隔油池，去除废水中的油类，经过隔油后自流进入调节池，对废水水量及水质进行调节，接着进入一级中和混凝池，同时，采用一曝气将二价铁氧化成三价铁，向该池中投加石灰乳将废水的进行pH调整到3.5～4.0并投加复配絮凝剂PAM阳离子复配非离子(2∶1)20～30ppm，进入预沉池，将废水中的大部分三价铁离子、氟离子和悬浮物、砂类等去除，压滤可即为无价污泥约占总量的50％。然后通过水泵提升进入二级中和混凝池，并通过二曝气进一步将废水中的二价铁氧化成三价铁，加入Ca(OH)2，将pH调到9.3～9.8，同时加入非离子PAM10ppm，生成大量的矾花，然后进入二沉池，随而压滤去除废水中的铁、铬、镍等以及悬浮物。二沉池出水经三曝气后进入斜管沉淀池，进一步去除废水中的污染物。斜管沉淀池出水进入PH回调池池，用盐酸将废水pH回调到6～9，pH回调池出水合格废水经标准排放口达标排放。
一沉池污泥直接进行无害化处置(本案为制砖)，二沉池污泥进行资源综合利用，先铬镍回收，下脚泥也进行无害化处置(制砖)。浓缩池上清液和压滤液返回处理系统。隔油池产生的废油经收集后，加碱液至中性后进行综合利用。应用该技术使每吨水的处理运行费用从传统的15元下降到7～8元，并可以实现废水稳定达标排放和80％左右中水回用。
本发明主要解决中水回用和污泥预分离问题。本项目在“二曝三沉稳妥工艺”的一级沉淀过程中加入PAM阳离子复配非离子絮凝剂，预先去除45％50％的无价污泥，进而大幅减少后续镍铬金属回收的污泥量，降低其处理成本，并实现80％左右中水回用及废水稳定达标排放。
目前不锈钢酸洗废水处理大都采用二曝三沉稳妥工艺，主体流程为：隔油调节+一级中和+一级沉淀+曝气氧化+二级中和/絮凝+二级沉淀+曝气氧化+斜管沉淀，由于目前处理工艺仅考虑污水的达标排放，因此投入化学试剂多，污泥量很大，非常不利于后续的镍铬回收。
本发明在一级沉淀池中加入Ca(OH)2，调节废液pH值为3.5～4，在该pH范围内，镍铬金属并未开始起沉，而三价铁金属接近终沉范围，基本沉淀完毕；同时大部分氟离子将以CaF2形式沉淀；为增加沉淀效果加入了PAM阳离子复配非离子絮凝剂，其中阳离子与非离子比例为2∶1，将各类小颗粒残渣、悬浮颗粒聚成大颗粒进行沉淀。
通过上述一级沉淀处理，大约45％～50％左右无价下脚泥被分离出来，其余有价污泥用于回收镍铬金属，由于用于镍铬金属回收的污泥量的减少，大幅度降低了回收所需的处理成本，同时提高了处理能力。
应用该一级沉淀处理技术的“二曝三沉稳妥工艺”使每吨水的处理运行费用从传统的15元下降到7～8元，并可以实现废水稳定达标排放和80％左右中水回用。
有益效果：本发明可以大量降低废水的处理成本，能实现中水的回用，而且设备投资不会增加，操作方便、效果良好等优点。
附图说明
图1本发明的处理工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施作具体说明：
实施例1
将收集的100吨酸洗废水，进入综合废水处理站的不锈钢酸性废水，送入隔油池，去除废水中的油类物；然后自流进入调节池，在调节池停留6小时；将调节后的废水送入一级中和混凝池，向该池中投加石灰乳，用石灰乳量为650kg；和复配絮凝剂用量2～3kg(PAM阳离子絮凝剂：非离子絮凝剂的比例为2∶1)，再调节废水的pH到3.6；再把废水送入预沉池，进行自然沉降处理，压滤去除废水中的悬浮物、砂类；共产生污泥约2.8吨，其中无价污泥1.3吨(镍干基含量＜0.4％)；通过水泵把废水送入二级中和混凝池，加入Ca(OH)2，将pH到9.5，再加入PAM非离子絮凝剂1kg，生成矾花；然后进入二沉池，随而去除废水中的铁、铬、镍等以及悬浮物；可进行铬镍回收污泥1.4～1.6吨(镍干基含量6～8％)；二沉池出水进入斜管沉淀池；进一步去除废水中的污染物；斜管沉淀池出水进入PH回调池池，对废水进行pH回调至6～9，pH回调池出水合格废水经标准排放口达标排放。
实施例2
如实施例相同的步骤，将收集的100吨酸洗废水，在隔油池去除废水中的油类物；然后在调节池停留4小时；将调节后的废水送入一级中和混凝池，向该池中投加石灰乳，用石灰乳量为680kg；和复配絮凝剂用量2～3kg(PAM阳离子絮凝剂：非离子絮凝剂的比例为1∶1)，再调节废水的pH到3.9；再把废水送入预沉池，进行自然沉降处理，压滤去除废水中的悬浮物、砂类；共产生污泥约2.7吨，其中无价污泥1.4吨(镍干基含量＜0.4％)；通过水泵把废水送入二级中和混凝池，加入Ca(OH)2，将pH到9.7，再加入PAM非离子絮凝剂1.4kg，生成矾花；然后进入二沉池，随而去除废水中的铁、铬、镍等以及悬浮物；可进行铬镍回收污泥1.4～1.6吨(镍干基含量6～8％)；二沉池出水进入斜管沉淀池；进一步去除废水中的污染物；斜管沉淀池出水进入PH回调池池，对废水进行pH回调至7，pH回调池出水合格废水经标准排放口达标排放。
实施例3
如实施例相同的步骤，将收集的100吨酸洗废水，在隔油池去除废水中的油类物；然后在调节池停留5小时；将调节后的废水送入一级中和混凝池，向该池中投加石灰乳，用石灰乳量为600kg；和复配絮凝剂用量3.5kg(PAM阳离子絮凝剂：非离子絮凝剂的比例为1∶1.2)，再调节废水的pH到3.9；再把废水送入预沉池，进行自然沉降处理，压滤去除废水中的悬浮物、砂类；共产生污泥约2.7吨，其中无价污泥1.4吨(镍干基含量＜0.4％)；通过水泵把废水送入二级中和混凝池，加入Ca(OH)2，将pH到9.7，再加入PAM非离子絮凝剂1.2kg，生成矾花；然后进入二沉池，随而去除废水中的铁、铬、镍等以及悬浮物；可进行铬镍回收污泥1.4～1.6吨(镍干基含量6～8％)；二沉池出水进入斜管沉淀池；进一步去除废水中的污染物；斜管沉淀池出水进入pH回调池池，对废水进行pH回调至7，pH回调池出水合格废水经标准排放口达标排放。
Claims (8)
1.不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将收集进入综合废水处理站的不锈钢酸性废水，送入隔油池，去除废水中的油类；
(2)经过隔油池去除油类物后，自流进入调节池，在调节池停留4小时以上；
(3)将调节后的废水送入一级中和混凝池，向该池中投加石灰乳和复配絮凝剂，再调节废水的pH到3.5～4.0；其中所指的复配絮凝剂是由阳离子絮凝剂与非离子絮凝剂组成的，阳离子絮凝剂与非离子絮凝剂的重量比为3∶1～4；
(4)再把废水送入预沉池，进行自然沉降处理，压滤去除废水中的悬浮物、砂类；
(5)通过水泵把废水送入二级中和混凝池，加入Ca(OH)2，将pH调节到9.3～9.8，再加入非离子絮凝剂，生成矾花；
(6)然后进入二沉池，随而去除废水中的铁、铬、镍以及悬浮物；
(7)二沉池出水进入斜管沉淀池；进一步去除废水中的污染物；
(8)斜管沉淀池出水进入pH回调池，对废水进行pH回调至6～9，pH回调池出水合格废水经标准排放口达标排放入城市污水管网。
2.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于步骤(3)、(5)中的阳离子絮凝剂、非离子絮凝剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。
3.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于步骤(3)中阳离子絮凝剂与非离子絮凝剂的重量比为2∶1，复配絮凝剂的浓度为20～30ppm。
4.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于步骤(5)中非离子絮凝剂的浓度为8～15ppm。
5.根据权利要求4所述的不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于步骤(5)中非离子絮凝剂的浓度为10ppm。
6.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于步骤(5)中加入非离子絮凝剂聚丙烯酰胺絮凝剂的同时，加入聚合氯化铝絮凝剂。
7.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于从二沉池的出水先经曝气池，再进入斜管沉淀池。
8.根据权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理方法，其特征在于调节池、一级中和混凝池、二级中和混凝池在处理废水过程中经鼓风机吹气，促使废水混合均匀。
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