CN103755075B - 一种处理碳化硅酸性废水的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种处理碳化硅生产过程中产生的酸性废水的工艺方法<b>，</b>其特征在于：采用高浓度悬浮物预处理降悬浮物；中和絮凝沉淀；砂滤一级深度处理；超滤二级深度处理工艺步骤实现经过UF超滤处理后的水PH=6-9，SS<10mg/L，COD<10mg/L，将水送到净环水箱，作为回用水代替新水使用，产水率达到95%以上，超滤中浓水重新返回酸性废水调节池。本发明能处理SS大于20000mg/L以上的高浓度悬浮物废水，既能直接回收碳化硅资源，保证碳化硅纯度，生产出高品质的回用水，降低建设投资和改造资金、节省运行成本、保证中水回用和沉渣资源化回收利用，可作为建筑材料、装饰材料、环保材料及农业改良土壤肥料用途。

Description

一种处理碳化硅酸性废水的工艺方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种工业酸性废水净化处理的方法，特别涉及一种处理碳化硅生产过程中产生的酸性废水的工艺方法。

背景技术

碳化硅是典型的多晶型化合物，分α-碳化硅和β-碳化硅两种。碳化硅的用途十分广泛，在冶金、机械、电子、化工新能源诸多领域作为净化剂、脱氧剂、硬质合金、陶瓷微粉，电子元器件、国防航天器涂层材料有着不可替代的作用。对国际、国内各经济领域的用途十分广阔。碳化硅微粉的生产工艺是取碳化硅原料，经破碎，筛分，整形至（2-5）㎜颗粒，再对其进行酸洗除杂、干燥等工艺，最后用磨粉机粉碎成10μm左右所需要的碳化硅微粉。由于碳化硅微粉要求纯度很高，在生产过程中需要把通过碳化硅原料、水等渠道带进到碳化硅里的铁等杂质去除，需要用硫酸酸洗，把碳化硅里的Fe²⁺以Fe₂(SO₄)₃硫酸铁和FeSO₄硫酸亚铁形式存在的化合物除去，达到提纯目的，然后再处理碳化硅酸性废水，使其处理后回用，达到节水、不污染环境。目前，国内生产碳化硅微粉的企业是采用传统的原料中碎整形、酸洗除杂、干燥、气流分级、成品包装的工艺过程，存在：产生的酸性废水通过沉淀池沉淀把碳化硅微粉收集，上清液酸水用石灰乳中和或直接稀释排放掉，流失了大量的碳化硅资源及水资源，并且还污染了下游干流和土地等问题。

发明内容

本发明克服了上述存在的缺陷，目的是为解决在碳化硅生产过程中环保、节水、资源化回收利用等问题，提供一种处理碳化硅生产过程中产生的酸性废水的工艺方法。

本发明处理碳化硅酸性废水的工艺方法内容简述：

本发明处理碳化硅酸性废水的工艺方法，其特征在于：采用高浓度悬浮物预处理降悬浮物；中和絮凝沉淀；砂滤一级深度处理；超滤二级深度处理四部分；

按如下工艺步骤实现：

（1）、高浓度悬浮物预处理降悬浮物：在高浓度悬浮物ss预处理降浊度阶段，首先将碳化硅生产过程中产生的酸性废水，与球磨后除铁清洗水和其它设备清洗水一并送入酸性废水调节池，在酸性废水调节池内进行pH值自然调节、来水均质、水量稳定处理后，酸性废水调节池内的水：PH=1-3、悬浮物ss=20000mg/L、COD=400Mg/L；

然后通过提升泵将酸性废水调节池内的酸性废水送至自清洗过滤器，自清洗过滤器采用带吸盘的泥水分离设备，在自清洗过滤器中除掉80%-90%以碳化硅为主的高浓度悬浮物；

过滤后的出水进入带滤水布袋的精密过滤器，通过精密过滤器拦截＞10μm的悬浮物，将总悬浮物去除率达到95%以上；

（2）、中和絮凝沉淀：精密过滤器处理后的上清液水PH=1-3，悬浮物＜2000mg/l  COD＜300mg/l进入平流沉淀池，经过平流沉淀池中空气曝气装置曝气，使水中的Fe²⁺、SO₄ ^2-、CO₃ ^2-变化、使PH=2-3，曝气产生的化学反应使Fe²⁺生成Fe³⁺使电极电位提高；上清液再通过提升泵打进中和池，在中和池内通过投药设备加入碱性中和剂NaOH或轻烧氧化镁粉MgO，通过搅拌器搅拌实施中和反应，中和池中的水PH=6-9，水中悬浮物粒径在10-200μm之间；

中和池水通过溢流堰自流进入带有搅拌装置的絮凝池，首先向絮凝池中按1:50比例投加配水浓度为1%-2%溶液的无机絮凝剂聚合氯化铝PAC，经过5分钟旋流再按1:50比例投加配水浓度为0.2%溶液的1800万单位的阴离子高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，进入沉淀出水集水池进行絮凝沉淀，沉淀出水集水池中上清液的水PH=6-9，悬浮物<100mg/L ，COD<50mg/L；

（3）、移动床过滤器一级深度处理：沉淀出水集水池中上清液的水，通过循环泵打进移动床过滤器进行一级深度处理，处理后的水直接进砂滤后集水箱，移动床过滤器采用全自动免维护砂滤设备，经过移动床过滤器处理后的水质清亮、透澈，处理水PH=6-9，悬浮物<20mg/L， COD<30mg/L,为进一步膜处理提供合格的前置处理水；

（4）、UF超滤二级深度处理：将移动床过滤器过滤后的水储存在砂滤后集水箱，通过高压循环泵把水送到UF超滤设备，高压循环泵压力P=0.1-0.5Mpa，经过UF超滤处理后的水PH=6-9， SS<10mg/L ， COD<10mg/L，将水送到净环水箱，作为回用水代替新水使用，产水率达到95%以上，超滤中浓水重新返回酸性废水调节池。

本发明处理碳化硅酸性废水的工艺方法，能处理SS大于20000mg/L以上的高浓度碳化硅悬浮物废水，既能直接回收碳化硅资源，保证碳化硅纯度，最大限度减少资源流失率又能降低后续悬浮物处理成本。生产出高品质的回用水，沉渣量少可资源化回收利用，即能降低建设投资和改造资金，又节省大量运行成本，还能保证中水回用和沉渣资源化回收利用。作为建筑材料、装饰材料、环保材料及农业改良土壤肥料用途。

附图说明   

图1是处理碳化硅酸性废水的工艺流程图。

具体实施方式

本发明处理碳化硅酸性废水的工艺方法是这样实现的，下面结合附图做具体说明。

见图1，本发明处理碳化硅酸性废水的工艺方法，采用高浓度悬浮物预处理降悬浮物；中和絮凝沉淀；砂滤一级深度处理；超滤二级深度处理四部分，按如下工艺步骤实现：

（1）、高浓度悬浮物预处理降悬浮物：在高浓度悬浮物ss预处理降浊度阶段，将碳化硅生产过程中产生的酸性废水，与球磨后除铁清洗水和其它设备清洗水一并送入酸性废水调节池，在酸性废水调节池内进行pH值自然调节、来水均质、水量稳定处理后，酸性废水调节池内的水：PH=1-3左右、悬浮物ss=20000mg/L左右、COD=400Mg/L左右；

然后通过提升泵将酸性废水调节池内的酸性废水送至自清洗过滤器，自清洗过滤器采用带吸盘的泥水分离设备，在自清洗过滤器中除掉80%-90%以碳化硅为主的高浓度悬浮物；

过滤后的出水进入带滤水布袋的精密过滤器，通过精密过滤器拦截＞10μm的悬浮物，将总悬浮物去除率达到95%以上，这些悬浮物主要是碳化硅超细微粉，返回板框压滤机作为碳化硅原料回收。碳化硅价格＞4万/吨，回收价值很大。

（2）、中和絮凝沉淀：精密过滤器处理后的上清液水PH=1-3，悬浮物＜2000mg/L  COD＜300mg/L进入平流沉淀池，经过平流沉淀池中空气曝气装置曝气，使水中的Fe²⁺、SO₄ ^2-、CO₃ ^2-变化、使PH=2-3，曝气产生的化学反应使Fe²⁺生成Fe³⁺使电极电位提高；上清液再通过提升泵打进中和池，在中和池内通过投药设备加入碱性中和剂NaOH或轻烧氧化镁粉MgO，通过搅拌器搅拌实施中和反应，达到PH=6-9；

中和剂的选择根据实际情况定，加NaOH中和剂反应快，形成沉渣少，但不能完全去掉Fe²⁺及硫酸铁、亚铁化合物，产出水易呈现桔黄色，只有通过后面超滤脱色，NaOH价格远高于MgO；由于MgO既是中和剂，又有絮凝剂、脱色剂和除臭功能，所以它能很好絮凝沉淀、除铁、脱色、除COD，加入MgO适合砂滤出水直接回用，不用UF超滤二段深度处理工艺流程，价格便宜，但存在沉渣稍多一些，沉渣成分以Mg₂S0₄为主可进一步回收利用作建筑材料和作为改良土壤用。

中和池中的水PH己显中性，PH=6-9水中悬浮物粒径大多在10-200μm之间。

中和池水通过溢流堰自流进入带有搅拌装置的絮凝池，为加速沉淀分离，首先向絮凝池中按1:50比例投加配水浓度为(1-2)%的无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)，并观察絮状情况微调投入量，使悬浮物在PAC电荷作用下组成新的更大絮体，经过5分钟旋流再按1:50比例投加配水浓度为0.2%溶液的1800万单位的阴离子高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)，同样观察絮状情况微调，这样再进入沉淀出水集水池快速絮凝沉淀，沉淀出水集水池中上清液的水PH=6-9，悬浮物<100mg/L ，COD<50mg/L。采用中和剂NAOH则沉渣很少，如采用MgO则沉渣用于沉淀收集干化作建材或改良土壤。

（3）、移动床过滤器一级深度处理：沉淀出水集水池中上清液的水，通过循环泵打进移动床过滤器进行一级深度处理，处理后的水直接进砂滤后集水箱，移动床过滤器采用全自动免维护砂滤设备，经过移动床过滤器处理后的水质清亮、透澈，PH=6-9，悬浮物<20mg/L， COD<30mg/L,为进一步膜处理提供了合格的前置处理水。

（4）、UF超滤二级深度处理：将移动床过滤器过滤后的水储存在砂滤后集水箱，通过高压循环泵把水送到UF超滤设备，高压循环泵压力P=0.1~0.5Mpa，经过UF超滤处理后的水各项指标都能达到企业回用水标准PH=6-9， SS<10mg/L ， COD<10mg/L，将水送到净环水箱，作为回用水代替新水使用。产水率能达到95%以上，超滤中浓水重新返回酸性废水调节池。

采用本发明处理碳化硅酸性废水的工艺方法处理碳化硅酸性废水：1、能处理高浓度悬浮物废水

    一般酸性废水处理大多数针对SS<1000mg/L，本发明由于在中和处理前段增设处理高浓度悬浮物工艺技术，而且能处理SS大于20000mg/L以上的悬浮物，既能直接回收碳化硅资源，保证碳化硅纯度，最大限度减少资源流失率又能降低后续悬浮物处理成本。

2、本发明能达到处理后的水能直接引进膜组合技术，从而生产出高品质的回用水，直接代替新水用在生产中，而其它方式处理的前置水容易产生易膜污染物、碳酸盐类污染物质，造成膜污染，不能进入膜设备深度处理所以实现不了处理水回收利用。

3、沉渣量少，可资源化回收利用

本发明由于首先处理掉90%以上以碳化硅为主的悬浮物，所以中和处理时不能产生大量阻碍中和处理的化合物及其它不利中和反应的其他离子或盐类化合物，从而降低中和药剂和其它药剂的投入量，减少运行成本。

4、本发明由于药剂采用疏水性物质，粘度系数小，不过中和的中和剂，可实现一次中和短流程工艺，减少石灰乳二次中和很多缺点，即能降低建设投资和改造资金，又节省大量运行成本，还能保证中水回用和沉渣资源化回收利用。作为建筑材料、装饰材料、环保材料及农业改良土壤肥料用途。

Claims (1)

1.一种处理碳化硅酸性废水的工艺方法，其特征在于：采用高浓度悬浮物预处理降悬浮物；中和絮凝沉淀；砂滤一级深度处理；超滤二级深度处理四部分；

按如下工艺步骤实现：

（1）、高浓度悬浮物预处理降悬浮物：在高浓度悬浮物ss预处理降浊度阶段，首先将碳化硅生产过程中产生的酸性废水，与球磨后除铁清洗水和其它设备清洗水一并送入酸性废水调节池，在酸性废水调节池内进行pH值自然调节、来水均质、水量稳定处理后，酸性废水调节池内的水：PH=1-3、悬浮物ss=20000mg/L、COD=400Mg/L；

然后通过提升泵将酸性废水调节池内的酸性废水送至自清洗过滤器，自清洗过滤器采用带吸盘的泥水分离设备，在自清洗过滤器中除掉80%-90%以碳化硅为主的高浓度悬浮物；

过滤后的出水进入带滤水布袋的精密过滤器，通过精密过滤器拦截＞10μm的悬浮物，将总悬浮物去除率达到95%以上；

（2）、中和絮凝沉淀：精密过滤器处理后的上清液水PH=1-3，悬浮物＜2000mg/L、COD＜300mg/L进入平流沉淀池，经过平流沉淀池中空气曝气装置曝气，使水中的Fe²⁺、SO₄ ^2-、CO₃ ^2-变化、使PH=2-3，曝气产生的化学反应使Fe²⁺生成Fe³⁺使电极电位提高；上清液再通过提升泵打进中和池，在中和池内通过投药设备加入碱性中和剂NaOH或轻烧氧化镁粉MgO，通过搅拌器搅拌实施中和反应，中和池中的水PH=6-9，水中悬浮物粒径在10-200μm之间；

中和池水通过溢流堰自流进入带有搅拌装置的絮凝池，首先向絮凝池中按1:50比例投加配水浓度为1%-2%溶液的无机絮凝剂聚合氯化铝PAC，经过5分钟旋流再按1:50比例投加配水浓度为0.2%溶液的1800万单位的阴离子高分子絮凝剂聚丙烯酰胺PAM，进入沉淀出水集水池进行絮凝沉淀，沉淀出水集水池中上清液的水PH=6-9，悬浮物<100mg/L ，COD<50mg/L；

（3）、移动床过滤器一级深度处理：沉淀出水集水池中上清液的水，通过循环泵打进移动床过滤器进行一级深度处理，处理后的水直接进砂滤后集水箱，移动床过滤器采用全自动免维护砂滤设备，经过移动床过滤器处理后的水质清亮、透澈，处理水PH=6-9，悬浮物<20mg/L， COD<30mg/L,为进一步膜处理提供合格的前置处理水；

（4）、UF超滤二级深度处理：将移动床过滤器过滤后的水储存在砂滤后集水箱，通过高压循环泵把水送到UF超滤设备，高压循环泵压力P=0.1-0.5Mpa，经过UF超滤处理后的水PH=6-9， SS<10mg/L ， COD<10mg/L，将水送到净环水箱，作为回用水代替新水使用，产水率达到95%以上，超滤中浓水重新返回酸性废水调节池。