CN102211828A - 一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理技术领域，公开了一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法。本发明公开的方法中，中性盐废水和混酸废水采用了完全分开处置方法，分别得到含危险废物污泥和常规污泥，并且通过各个单元精确投加化学药剂，减少了各部分污泥的产量；中性盐废水的处理工艺中，一级和二级中和槽均投加液碱；而在混酸废水处理工艺中，采用石灰液碱联合法进行处理；在还原槽处理中，pH控制在1.5～3.0，中和反应pH控制在8.2～8.7；在中和反应之后采用絮凝工艺，通过投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺等絮凝剂进行反应搅拌增大污染物颗粒大小。本发明方法能使出水稳定的达标，并且降低了吨水处理成本。
Description
技术领域
本发明属于钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理技术领域，具体涉及一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法。
背景技术
钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理工艺，是一项重要的节能减排技术。原处理工艺最初由国外工程公司随酸洗生产线引入国内，并大量在各大钢铁企业冷轧酸洗废水处理上应用，其工艺流程可参考附图3。
原有工艺在国内轧钢厂的一些应用实例可见：
酒泉钢铁厂，《不锈钢冷轧废水处理生产运行分析》CNKI：SUN：GYSC.0.2009-08-034，唐志龙罗渝敦。
济南钢铁厂，《济钢冷轧厂废水站含酸废水处理系统》，《水处理技术》第36卷，第5期，李善人、何迎春等。
宝钢集团上钢一厂，《不锈钢冷轧酸洗废水处理工艺》，《第7界(2009)中国钢铁年会论文集》，刘金成。
钢铁工业冷轧酸洗废水的主要废水组成、主要污染物以及所适用的环境规范及标准。
钢铁工业冷轧酸洗废水主要涉及两股废水：中性盐废水与混酸废水两部分。
中性盐废水又称含铬废水：主要污染物是高浓度六价铬离子、镍离子、铁离子和氢离子(pH)，其它主要成分有硫酸根。当冷轧产品含有奥氏体不锈钢时才有中性盐废水。
混酸废水又称含酸废水：主要污染物是高浓度氟离子、铁离子、硝酸和氢氟酸。
出水排放要求：按照GB 8978-1996《污水综合排放标准》以及《钢铁工业水污染物排放标准》执行。具体执行程度视环评要求确定。
主要工艺流程如下：
中性盐废水经自生产线收集进入调节池均质均量→流入一级还原槽，pH控制在2.5～3、ORP(氧化还原电位)值控制在250～300mV，反应时间15～20min→流入二级还原槽，pH控制在2.5～3、ORP(氧化还原电位)值控制在280～320mV，反应时间15～20min→流入一级中和槽(与混酸废水合并处理)。
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量→流入一级中和槽(与中性盐废水合并)投加石灰将pH调节至9.5～10.5，反应时间25～40min→流入二级中和槽投加石灰将pH调节至10～11，反应时间25～40min→流入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间2～2.5h，表面负荷为1～1.5m3/m2·h→废水进入砂滤单元进行过滤，滤速控制在6～10m/m2·h→流入出水监测槽监测排放废水的pH，投加盐酸或液碱进行pH调节，使pH范围为6～9，监测槽的停留时间为8～15min→达标排放。
两股废水混合处理后在沉淀池产生的污泥→污泥收集槽→厢式压滤机泥水分离→泥饼外运处置，滤液回流到一级中和槽进行进一步处理。
处理过程中涉及的主要化学反应机理：
六价铬离子的处理
镍离子的处理
氟离子的处理
铁离子的处理
氢离子的处理
从工艺控制的角度来看，现有技术主要采用石灰过量投加技术将污染物以污泥形式从水中分离，达到净化水质的目的。根据实际的运行数据情况发现现有技术的主要缺点及产生原因是：
1、所产生的污泥均为含铬污泥(一类污染物为中国国家危险废物目录中的HW17项危险废物)致使污泥全部需按照危险废物进行处置，无法实现分置，因此需要处理的危险废物量很大。
产生这一问题的原因是原工艺将中性盐废水还原后和与混酸废水合并统一进行中和处理，两股废水的污泥共同沉淀无法分离。这一处理方法虽然在项目投入的前期可节省一套污泥处理装置，但是后续处理过程中含危险废物的污泥处理成本高，环境效益也不好。
2、产生的污泥总量大，造成污泥处置成本与吨水处置成本均较高。
造成产生的污泥总量大的根本原因在于处理工艺中采用了过量石灰投加法，为保证出水氟离子能够达标，反应的pH调整至10～11，而在这一反应pH区段内，石灰的溶解速度较低，导致大量的石灰未经反应便随着其它污泥一起沉降，既造成药剂的浪费，同时污泥总量也随之增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，本发明方法削减了原有钢铁工业冷轧酸洗废水处理工艺的污泥产量，降低了吨水处理成本。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，该方法包括以下步骤：将钢铁工业冷轧酸洗废水中的中性盐废水和混酸废水完全分开处置，分为中性盐废水处理流程和混酸废水处理流程两个步骤。
所述的中性盐废水处理流程包括以下步骤：中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级还原槽，投加还原剂，并将pH控制在2.00～3.00，ORP(氧化还原电位)值控制在250～500mV，反应时间为15～20min；经一级还原槽还原的废水流入二级还原槽，继续投加还原剂，并将pH控制在1.50～2.00，ORP(氧化还原电位)值控制在250～500mV，反应时间为15～20min；经二级还原后的废水流入一级中和槽，投加液碱调节pH为8.20～8.50，反应时间20～30min；经一级中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱调节pH为8.50～8.70，反应时间为20～30min；经二级中和后的废水流入絮凝槽，在絮凝槽中投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为10～15min；混凝反应后的废水流入沉淀池，进行泥水分离，沉淀时间2～3h，表面负荷在0.8～1.2m3/m2·h；经沉淀分离后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的pH范围为6～9；从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离，污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
所述的还原剂为亚硫酸氢钠和盐酸。
所述的混酸废水处理流程包括以下步骤：混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级中和槽，投加石灰中和调节pH至4.00～5.00，反应时间为25～35min；经一级中和槽中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱中和调节pH值为8.20～8.70，反应时间20～30min；经二级中和后的废水流入絮凝槽，投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为10～15min，经混凝反应后的废水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间为2～3h，表面负荷0.8～1.2m3/m2·h，从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥按常规废物外运处置，滤液回流到一级中和槽；从沉淀池流出的废水流入除氟反应器，投加铝盐或活性氧化铝进行吸附反应，反应时间为1～1.5h，经除氟反应器处理后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的pH范围为6～9。
所述的铝盐选自硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝中的一种或几种的混合物。
所述的液碱为氢氧化钠，也可以选择能达到该效果的其他类液碱；液碱的投加通过气动隔膜调节阀门来精确控制。
所述的絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或两种的混合物。
所述的沉淀池选自辐流式沉淀池或斜板沉淀池中的一种。
所述的控制出水监测槽中出水的pH范围为6～9是通过在出水监测槽中投加盐酸或液碱调节。
在中性盐废水工艺流程中，工艺段具体调整如下：
1、中性盐废水经还原槽处理后不再与混酸废水进行合并处理，而是单独进行中和处理。目的是将中性盐废水产生的危险废物含铬污泥与其他常规污泥分开，最大化的减少危险废物的产生量。
2、在一级中和槽与二级中和槽的处理流程中，不再采用石灰作为中和剂而是采用液碱进行中和。反应pH由原来的10～11调整至8.2～8.7。反应的方程式如下：
3、在中和反应之后采用絮凝工艺，通过投加PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)等絮凝剂进行反应搅拌增大污染物颗粒大小，然后在沉淀池中将泥水混合物分离，这时出水是达到排放标准的，在经过最后的出水监测之后便可排放。
4、在沉淀池中沉淀下来的污泥由于含一类污染物铬，不再与混酸废水污泥混合，而是进行单独的脱水处理，脱水后的污泥按照危险废物进行处置。此步骤使危险废物与常规污泥分置处理，减少了危险废物的处理量。
在混酸废水工艺流程中，工艺段具体调整如下：
1、混酸废水的中和处理，不再采用过量石灰投加，而是采用石灰液碱(一般为氢氧化钠)联合法进行处理。即一级中和槽投加石灰调节pH至4.00～5.00，二级中和槽投加液碱(一般为氢氧化钠)调节pH至8.20～8.70。
2、废水经过中和处理后，再经过絮凝反应段增大污染物的絮体后经沉淀分离，分离后的废水进入除氟反应器，使氟离子达到排放标准。该处理过程中由于采用了除氟反应器进行二次处理，可不再需要原工艺中的砂滤单元，可直接进入出水监测槽。
3、混酸废水产生的化学污泥，主要是含铁污泥和含氟污泥，经沉淀分离后进行脱水处理，脱水后的污泥可按照普通固体废物进行处置，脱水后产生的滤液回流到一级中和槽中。
本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.本发明方法中，因废水分置处理，系统对污染物的处理能力大幅提高，可适应更大范围的水质波动。
2.本发明方法中，含危险物污泥与常规污泥实现分置，危险废物处置量大幅减少，产生了良好的经济效益和环境效益。
3.本发明方法中，常规污泥产生量较原先大幅度减少，减小了污泥处理单元的工作量，降低了污泥处置成本，经济效益和环境效益均较突出。
4.本发明方法中，由于废水处理工程中污泥处置量减少，且加药成本基本不变，因此吨水的处理成本大幅降低，能耗降低。
附图说明
图1表示本发明钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理工艺，中性盐废水处理段工艺流程图。
图2表示本发明钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理工艺，混酸废水处理段工艺流程图。
图3表示比较例1已知钢铁工业冷轧酸洗废水处理典型工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。对某钢铁工业厂中性盐废水和酸性废水采用本发明的工艺流程，中性盐废水流量为30m3/h，酸性废水流量为60m3/h，中性盐废水进水水质参数(平均浓度)见表1和酸性废水进水水质参数(平均浓度)见表2。
表1
| 主要指标 | pH(无量纲) | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | Cr6+(mg/L) | 总Cr(mg/L) |
| 进水水质 | 2.10 | 530.5 | 3200 | 38 | 430 | 589 |
表2
| 主要指标 | pH(无量纲) | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | F-(mg/L) |
| 进水水质 | 1.35 | 550.0 | 2650 | 70. | 580 |
注：SS表示悬浮物固体。
实施例1
首先将钢铁工业冷轧酸洗废水中的中性盐废水和混酸废水完全分开处置：
中性盐废水处理流程见图1。
由图1中的工艺流程可知，中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级还原槽，此时的pH值范围控制在3.00，ORP值为450mV，反应时间15min，投加亚硫酸氢钠和盐酸还原废水中的铬离子；经一级还原后的废水流入二级还原槽，此时的pH值设定在2.00，ORP值为250mV，反应时间15min；继续投加亚硫酸氢钠和盐酸，经二级还原后废水流入一级中和槽，pH值设定在8.20，通过pH计来控制投加的液碱量(30％氢氧化钠溶液)，反应时间20min；经一级中和后的废水流入二级中和槽，继续投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH设定在8.70，反应时间20min；经二级中和后的废水流入絮凝槽，在絮凝槽中投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例根据现场调试确定，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在2∶1，反应时间10min；混凝反应后的废水进入沉淀池，此处选用斜板沉淀池，进行泥水分离，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h；经沉淀分离后的上清液流入出水监测槽，此时的pH的值为8.60，达到国家排放标准；从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离，污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
工艺流程及参数的设定可以简单的由如下的流程来表示：
中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量→一级还原槽pH值设定在3.00，ORP值450mV，反应时间15min→二级还原槽pH设定在2.0，ORP值250mV，反应时间15min→一级中和槽投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH范围设定在8.20，反应时间20min→二级中和槽投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH范围设定在8.70，反应时间20min→絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在2∶1，反应时间10min→斜板沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h→出水监测槽，pH设定在6～9→达标排放。
中性盐废水产生的污泥处理：在斜板沉淀池产生的污泥→污泥池→厢式压滤机泥水分离。污泥外运，滤液回到一级中和槽。
根据实际工程运行监测的数据，随机抽取5个样品水质进行分析，分析进水水质如表3所示，出水水质如表4所示。
表3
| 样品序号 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | Cr6+(mg/L) | 总Cr(mg/L) |
| 1 | 1.12 | 587 | 11050 | 30 | 193 | 489 |
| 2 | 2.53 | 309 | 890 | 25 | 480 | 680 |
| 3 | 1.87 | 180 | 2150 | 65 | 286 | 365 |
| 4 | 3.18 | 952 | 530 | 40 | 1079 | 1303 |
| 5 | 2.95 | 605 | 480 | 30 | 95 | 104 |
表4
| 出水抽样 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | Cr6+(mg/L) | 总Cr(mg/L) |
| 1 | 8.75 | 1.631 | 12 | 0.03 | 0.008 | 0.058 |
| 2 | 8.83 | 0.894 | 8 | 0.06 | 0.024 | 0.079 |
| 3 | 8.25 | 1.350 | 17 | 0.09 | 0.025 | 0.102 |
| 4 | 8.60 | 1.983 | 14 | 0.13 | 0.081 | 0.258 |
| 5 | 8.73 | 0.782 | 11 | 0.05 | 0.015 | 0.086 |
由运行数据可知，进水水质的波动浮动比较大，但是按照本发明的控制参数进行实施，中性盐废水出水可稳定达标。
混酸废水处理流程见图2：
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，废水流入一级中和槽，pH值设定为4.00，在此处投加石灰乳(浓度10％)，反应时间25min；经一级中和槽中和后的废水进入二级中和槽，此处投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，调节pH为8.40，反应时间25min；经二级中和后的废水进入絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，PAC和PAM的投加比例根据现场调试确定，本实施例中PAC(浓度10％)与PAM(浓度0.5％)投加的比例控制在2∶1，反应时间15min，经混凝反应后的废水流入辐流式沉淀池进行泥水分离，沉淀时间2h，表面负荷1.2m3/m2·h，从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥按常规废物外运处置，滤液回到一级中和槽；从沉淀池流出的废水进入除氟反应器，在除氟反应器中投加PAC(浓度10％)，PAC的投加有助于含氟污泥的沉降，该段工艺反应时间为1h，经沉淀后上清液进入出水监测槽，对废水进行排放前的pH监测，该废水的pH值为8.36，该处投加盐酸使pH值保持在8.00，出水排放。
工艺流程及参数的设定可以简单的由如下的流程来表示：
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量→进入一级中和槽，投加石灰乳(浓度10％)，调节pH4.00，反应时间15min→进入二级中和槽，投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，调节pH8.40，反应时间15min→进入絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，反应时间12min，本实施例中PAC(浓度10％)与PAM(浓度0.5％)投加的比例控制在2∶1→进入辐流式沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.2m3/m2·h→进入除氟反应器，投加PAC(浓度10％)，反应时间1h→进入出水监测槽，投加盐酸调节pH值→达标排放。
混酸废水产生的污泥处理流程：在沉淀池产生的污泥→污泥池→厢式压滤机泥水分离。污泥外运，滤液回到一级中和槽。根据实际工程运行监测的数据，随机选用5个水质分析记录，分析进水水质如表5所示，出水水质如表6所示。
表5
| 样品序号 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | F～(mg/L) |
| 1 | 0.8 | 774 | 4050 | 80 | 1390 |
| 2 | 1.23 | 835 | 3840 | 65 | 560 |
| 3 | 1.35 | 206 | 850 | 40 | 280 |
| 4 | 2.58 | 452 | 1830 | 70 | 165 |
| 5 | 0.65 | 405 | 2460 | 75 | 390 |
表6
| 出水抽样 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | F～(mg/L) |
| 1 | 8.56 | 0.975 | 38 | 0.10 | 8.6 |
| 2 | 8.79 | 1.563 | 43 | 0.08 | 8.2 |
| 3 | 7.95 | 1.152 | 19 | 0.16 | 7.4 |
| 4 | 8.07 | 0.685 | 22 | 0.11 | 6.8 |
| 5 | 8.43 | 1.872 | 31 | 0.13 | 7.3 |
由运行数据可知，进水水质的波动浮动比较大，但是按照本发明处理混酸废水，可稳定达标排放
按照新工艺实施，处理吨水产污泥(绝干泥)7.83kg/吨废水
吨水处理成本82元/吨废水
实施例2
首先将钢铁工业冷轧酸洗废水中的中性盐废水和混酸废水完全分开处置：
中性盐废水处理流程见图1。
由图1中的工艺流程可知，中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级还原槽，此时的pH值范围控制在2.50，ORP值为420mV，反应时间15min；投加亚硫酸氢钠和盐酸还原废水中的铬离子，经一级还原后的废水流入二级还原槽，此时的pH值设定在1.80，ORP值为280mV，反应时间15min；继续投加亚硫酸氢钠和盐酸，经二级还原后废水流入一级中和槽，pH值设定在8.20，通过pH计来控制投加的液碱量(30％氢氧化钠溶液)，反应时间20min；经一级中和后的废水流入二级中和槽，继续投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH设定在8.50，反应时间20min；经二级中和后的废水流入絮凝槽，在絮凝槽中投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，PAC和PAM的投加比例根据现场调试确定，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在2∶1，反应时间12min；混凝反应后的废水进入斜板沉淀池，进行泥水分离，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h；经沉淀分离后的上清液流入出水监测槽；出水达标排放从沉淀池产生的污泥进入污泥收集槽，用厢式压滤机进行泥水分离，污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
工艺流程及参数的设定可以简单的由如下的流程来表示：
中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量→一级还原槽pH值设定在2.50，ORP值420mV，反应时间15min→二级还原槽pH设定在1.80，ORP值280mV，反应时间15min→一级中和槽投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH范围设定在8.20，反应时间20min→二级中和槽投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH范围设定在8.50，反应时间20min→絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在2∶1，反应时间10min→斜板沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h→出水监测槽，pH测定值为8.25→达标排放。
中性盐废水产生的污泥处理流程：在沉淀池产生的污泥→污泥池→厢式压滤机泥水分离。污泥外运，滤液回到一级中和槽。
根据实际工程运行监测的数据，随机选用5个水质分析记录，分析进水水质如表7所示，出水水质如表8所示。
表7
| 样品序号 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | Cr6+(mg/L) | 总Cr(mg/L) |
| 1 | 3.42 | 382 | 640 | 35 | 279 | 567 |
| 2 | 1.53 | 539 | 970 | 45 | 1058 | 1283 |
| 3 | 3.47 | 634 | 3070 | 25 | 343 | 568 |
| 4 | 2.73 | 235 | 678 | 50 | 865 | 982 |
| 5 | 2.56 | 869 | 841 | 40 | 132 | 259 |
表8
| 出水抽样 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | Cr6+(mg/L) | 总Cr(mg/L) |
| 1 | 8.05 | 1.437 | 37 | 0.15 | 0.012 | 0.093 |
| 2 | 8.36 | 1.576 | 46 | 0.13 | 0.054 | 0.169 |
| 3 | 8.45 | 0.680 | 53 | 0.26 | 0.009 | 0.173 |
| 4 | 8.12 | 1.983 | 34 | 0.32 | 0.081 | 0.238 |
| 5 | 8.29 | 0.982 | 58 | 0.17 | 0.035 | 0.186 |
由运行数据可知，按照本发明的控制参数进行实施，中性盐废水出水仍可稳定达标。但出水的SS相对于实施例1较高。
混酸废水处理流程见图2：
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，废水流入一级中和槽，pH值设定为4.50，在此处投加石灰乳(浓度10％)，反应时间25min；经一级中和槽中和后的废水进入二级中和槽，此处投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，调节pH为8.20，反应时间25min；经二级中和后的废水进入絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，PAC和PAM的投加比例根据现场调试确定，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在1.8∶1，反应时间12min，经混凝反应后的废水流入辐流式沉淀池进行泥水分离，沉淀时间2h，表面负荷1.2m3/m2·h，从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥按常规废物外运处置，滤液回到一级中和槽；从沉淀池流出的废水进入除氟反应器，在除氟反应器中投加PAC(浓度10％)，PAC的投加有助于含氟污泥的沉降，该段工艺反应时间为1h，经沉淀后上清液进入出水监测槽，此时pH值为8.27。工艺流程及参数的设定可以简单的由如下的流程来表示：
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量→进入一级中和槽，投加石灰乳(浓度10％)，调节pH4.0→进入二级中和槽，投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，调节pH8.2→进入絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在1.8∶1，反应时间12min→进入沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h→进入除氟反应器，投加PAC(浓度10％)，反应时间1h→进入出水监测槽，pH8.27→达标排放。
混酸废水产生的污泥处理流程：在辐流式沉淀池产生的污泥→污泥池→厢式压滤机泥水分离。污泥外运，滤液回到一级中和槽。
根据实际工程运行监测的数据，随机选用5个水质分析记录，分析进水水质如表9所示，出水水质如表10所示。
表9
| 样品序号 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | F～(mg/L) |
| 1 | 1.24 | 454 | 2340 | 30 | 1090 |
| 2 | 2.33 | 569 | 880 | 75 | 365 |
| 3 | 0.45 | 678 | 1880 | 30 | 880 |
| 4 | 1.39 | 296 | 750 | 45 | 85 |
| 5 | 2.57 | 803 | 3640 | 50 | 140 |
表10
| 出水抽样 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | F～(mg/L) |
| 1 | 8.56 | 1.755 | 26 | 0.07 | 8.8 |
| 2 | 8.42 | 0.863 | 14 | 0.12 | 9.2 |
| 3 | 7.58 | 0.520 | 29 | 0.11 | 9.0 |
| 4 | 8.64 | 0.982 | 26 | 0.09 | 8.7 |
| 5 | 8.15 | 1.035 | 25 | 0.05 | 9.6 |
由运行数据可知，按照本发明的控制参数进行实施，混酸废水出水仍可稳定达标。
按照本发明，处理吨水产污泥(绝干泥)7.33kg/吨废水，相对于实施例1略有降低。
但出水的F离子相对于实施例1较高。
实施例3
首先将钢铁工业冷轧酸洗废水中的中性盐废水和混酸废水完全分开处置：
中性盐废水处理流程见图1。
由图1中的工艺流程可知，中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级还原槽，此时的pH值控制在2.0，ORP值为350mV，反应时间15min；投加亚硫酸氢钠和盐酸还原废水中的铬离子，经一级还原后的废水流入二级还原槽，此时的pH值设定在1.50，ORP值为270mV，反应时间15min；继续投加亚硫酸氢钠和盐酸，经二级还原后废水流入一级中和槽，pH值设定在8.30，通过pH计来控制投加的液碱量(30％氢氧化钠溶液)，反应时间20min；经一级中和后的废水流入二级中和槽，继续投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH设定在8.60，反应时间20min；经二级中和后的废水流入絮凝槽，在絮凝槽中投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，PAC和PAM的投加比例根据现场调试确定，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在1.8∶1，反应时间10min；混凝反应后的废水进入斜板沉淀池，进行泥水分离，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h；经沉淀分离后的上清液流入出水监测槽，控制出水pH值；从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离，污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
工艺流程及参数的设定可以简单的由如下的流程来表示：
中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量→一级还原槽pH设定在2.00，ORP值350mV，反应时间15min→二级还原槽pH值设定在1.50，ORP值270mV，反应时间15min→一级中和槽投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH值设定在8.30，反应时间20min→二级中和槽投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，pH值设定在8.60，反应时间20min→絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在1.8∶1，反应时间10min→斜板沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h→出水监测槽，pH值设定在6～9→达标排放。
中性盐废水产生的污泥处理流程：在斜板沉淀池产生的污泥→污泥池→厢式压滤机泥水分离。污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
根据实际工程运行监测的数据，随机选用5个水质分析记录，分析进水水质如表11所示，出水水质如表12所示。
表11
| 样品序号 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | Cr6+(mg/L) | 总Cr(mg/L) |
| 1 | 2.93 | 456 | 2568 | 65 | 1286 | 1353 |
| 2 | 1.86 | 872 | 1570 | 30 | 846 | 980 |
| 3 | 1.53 | 206 | 645 | 45 | 96 | 230 |
| 4 | 2.87 | 271 | 875 | 55 | 462 | 605 |
| 5 | 3.75 | 510 | 1560 | 20 | 635 | 690 |
表12
| 出水抽样 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | Cr6+(mg/L) | 总Cr(mg/L) |
| 1 | 8.67 | 0.637 | 26 | 0.14 | 0.015 | 0.077 |
| 2 | 8.80 | 0.876 | 19 | 0.19 | 0.033 | 0.185 |
| 3 | 7.45 | 1.630 | 28 | 0.32 | 0.012 | 0.122 |
| 4 | 8.92 | 1.87 | 17 | 0.23 | 0.011 | 0.109 |
| 5 | 8.31 | 0.892 | 32 | 0.12 | 0.016 | 0.168 |
由运行数据可知，按照新工艺的控制参数进行实施，中性盐废水出水仍可稳定达标。且出水水质与实施例1接近。
混酸废水处理流程见图2：
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，废水流入一级中和槽，pH值设定为5.00，在此处投加石灰乳(浓度10％)，反应时间25min；经一级中和槽中和后的废水进入二级中和槽，此处投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，调节pH为8.70，反应时间25min；经二级中和后的废水进入絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，PAC和PAM的投加比例根据现场调试确定，反应时间12min，经混凝反应后的废水流入辐流式沉淀池进行泥水分离，沉淀时间2h，表面负荷1.2m3/m2·h，从沉淀池产生的污泥进入污泥收集槽，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥按常规废物外运处置，滤液回到一级中和槽；从沉淀池流出的废水进入除氟处理器，在除氟处理器中投加PAC(浓度10％)，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在1.6∶1，该段工艺反应时间为1h，经沉淀后上清液进入出水监测槽，达标排放。工艺流程及参数的设定可以简单的由如下的流程来表示：
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量→进入一级中和槽，投加石灰乳(浓度10％)，调节pH5.00→进入二级中和槽，投加液碱(30％氢氧化钠溶液)，调节pH8.70→进入絮凝槽，投加PAC(浓度10％)，PAM(浓度0.5％)，该水质PAC(浓度10％)和PAM(浓度0.5％)的投加比例控制在1.6∶1，反应时间12min→进入辐流式沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.0m3/m2·h→进入除氟反应器，投加PAC(浓度10％)，反应时间1h→进入出水监测槽→达标排放。
混酸废水产生的污泥处理流程：在辐流式沉淀池产生的污泥→污泥池→厢式压滤机泥水分离。污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
根据实际工程运行监测的数据，随机选用5个水质分析记录，分析进水水质如表13所示，出水水质如表14所示。
表13
| 样品序号 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | F～(mg/L) |
| 1 | 0.44 | 864 | 3287 | 65 | 1430 |
| 2 | 1.87 | 369 | 643 | 30 | 165 |
| 3 | 1.62 | 487 | 780 | 35 | 208 |
| 4 | 2.78 | 396 | 572 | 40 | 192 |
| 5 | 0.75 | 1184 | 1306 | 55 | 653 |
表14
| 出水抽样 | pH | Fe(mg/L) | SS(mg/L) | Ni2+(mg/L) | F～(mg/L) |
| 1 | 8.72 | 1.235 | 21 | 0.21 | 8.2 |
| 2 | 8.69 | 1.428 | 12 | 0.09 | 7.6 |
| 3 | 8.78 | 0.960 | 17 | 0.10 | 7.8 |
| 4 | 8.56 | 1.145 | 15 | 0.15 | 8.5 |
| 5 | 8.83 | 1.562 | 19 | 0.18 | 8.4 |
由运行数据可知，按照本发明的控制参数进行实施，混酸废水出水仍可稳定达标。
按照本发明，处理吨水产污泥(绝干泥)8.35kg/吨废水，相对于实施例1略有升高。
但出水的F离子相对于实施例1较低。
比较例1
对该钢铁工业厂中性盐废水和酸性废水采用原工艺流程参考附图3。
中性盐废水处理：
由图3中的工艺流程可知，中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级还原槽，此时的pH值控制在3.00，ORP值为250mV，经一级还原后的废水流入二级还原槽，此时的pH值设定在3.00，ORP值为250mV，反应时间15min；继续投加亚硫酸氢钠和盐酸，后续过程与混酸废水在一级中和槽合并。
混酸废水处理：
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，废水流入一级中和槽，与中性盐废水合并处理，pH值设定为9.50，在此处投加石灰乳(浓度10％)，反应时间25min；经一级中和槽中和后的废水进入二级中和槽，再继续投加石灰乳(浓度10％)，调节pH为10.00(经中和后的废水进入沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.5m3/m2·h，从沉淀池产生的污泥进入污泥收集槽，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥外运处理。经沉淀后上清液进入到砂滤器进行过滤，然后再进入出水监测槽，对废水进行排放前的pH监测，投加盐酸或液碱(30％氢氧化钠)进行pH调节，若出水的pH的值小于设定的6～9，则投加液碱调节pH值，反之则投加盐酸调节pH值，直至出水达到国家排放标准。
中性盐废水和混酸废水处理工艺可以简单的由如下的工艺流程图来表示：
中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量→一级还原槽pH设定在3.00，ORP值250mV，反应时间15min→二级还原槽pH值设定在3.00，ORP值250mV，反应时间15min→后续过程与混酸废水混合处理
混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量→进入一级中和槽(中性盐废水合并)，投加石灰中和，调节pH为9.50→进入二级中和槽投加石灰中和，调节pH为10.00→沉淀池，沉淀时间2h，表面负荷1.5m3/m2·h→砂滤器→流入出水监测槽，调节废水pH6～9→达标排放。
由沉淀池产生的污泥进入污泥池→厢式压滤机→脱水后污泥按危险废物统一外运，滤液回流至一级中和槽。
原有工艺实施下，处理吨水产污泥(绝干泥)16.45kg/吨废水
吨水处理成本18.8元/吨废水
通过对实施例与比较例1的比较可知，实施例1、实施例2、实施例3的中性盐废水和混酸废水产生的总污泥量均比原工艺要少，处理成本也远小于原工艺的处理工程。在工程上实施的效果显著，能给钢铁工业带来显著的经济效益和环境效益。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，将钢铁工业冷轧酸洗废水中的中性盐废水和混酸废水完全分开处置，分为中性盐废水处理流程和混酸废水处理流程两个步骤。
2.根据权利要求1所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理方法，其特征在于：所述的中性盐废水处理流程包括以下步骤：中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级还原槽，投加还原剂，并将pH控制在2.0～3.0，ORP值控制在250～500mV，反应时间为15～20min；经一级还原槽还原的废水流入二级还原槽，继续投加还原剂，并将pH控制在1.5～2.0，ORP值控制在250～500mV，反应时间为15～20min；经二级还原后的废水流入一级中和槽，投加液碱调节pH为8.2～8.5，反应时间20～30min；经一级中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱调节pH为8.5～8.7，反应时间为20～30min；经二级中和后的废水流入絮凝槽，在絮凝槽中投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为10～15min；混凝反应后的废水流入沉淀池，进行泥水分离，沉淀时间2～3h，表面负荷在0.8～1.2m3/m2·h；经沉淀分离后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的pH范围为6～9；从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离，污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
3.根据权利要求2所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理方法，其特征在于：所述的还原剂为亚硫酸氢钠和盐酸。
4.根据权利要求1所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理方法，其特征在于：所述的混酸废水处理流程包括以下步骤：混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级中和槽，投加石灰中和调节pH至4.0～5.0，反应时间为25～35min；经一级中和槽中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱中和，调节pH值为8.2～8.7，反应时间20～30min；经二级中和后的废水流入絮凝槽，投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为10～15min，经混凝反应后的废水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间为2～3h，表面负荷0.8～1.2m3/m2·h，从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥按常规废物外运处置，滤液回流到一级中和槽；从沉淀池流出的废水流入除氟反应器，投加铝盐或活性氧化铝进行吸附反应，反应时间为1～1.5h，经除氟反应器处理后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的pH范围为6～9。
5.根据权利要求4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于：所述的铝盐选自硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于：所述的液碱为氢氧化钠；液碱的投加通过气动隔膜调节阀门来精确控制。
7.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于：所述的絮凝剂选自聚合氯化铝或聚丙烯酰胺中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于：所述的沉淀池选自辐流式沉淀池或斜板沉淀池中的一种。
9.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于：所述的控制出水监测槽中出水的pH范围为6～9是通过在出水监测槽中投加盐酸或液碱调节。
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