CN104058517B - 一种冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置及其工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置，其特征在于：是由调节池、中和池、投药装置Ⅰ、投药装置Ⅱ、投药装置Ⅲ、絮凝池、沉淀池、微孔陶瓷过滤器、过滤器储存水箱、RO反渗透设备、回用水储存水箱、污泥浓缩池和泥水分离机组成，其工艺方法通过预曝气中和絮凝；沉淀池沉淀泥水分离；全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器一级深度处理；RO反渗透设备二级深度处理四个步骤实现。本发明从源头治理入手，以治本为目的，彻底解决世界钢铁行业使用近50多年的传统的石灰乳工艺不能实现污水“零排放”和沉渣资源化利用，并且处理后达标排放对下游处理厂产生新的污染转移，并破坏和降低了污水处理厂运行功能和干流水质生态环境存在的问题。

Description

一种冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置及其工艺方法

技术领域

本发明属于工业废水处理后代替新水回用、产生的固废资源化利用的环境保护技术领域，特别涉及一种冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置及其工艺方法。

背景技术

目前，国内外冶金工业冷轧酸性废水生产线（站）有几千条之多，全部采用传统的石灰乳工艺，这种工艺是将活性石灰制乳配乳，再用二次中和的方法，使酸性废水达到中性，再通过投加PAC（聚合氯化铝）和PAM（聚丙烯酰胺）絮凝沉淀，上清液水达标排放、沉渣作为固废丢弃堆放。这种工艺是上世纪60年代的落后技术。它的技术特征是达标排放，已不适应目前国家对工业废水处理要实现中水回用和沉渣资源化利用的要求目标。存在：1）浪费新水能耗大，设备系统寿命周期短；2）前置处理水不合格形成CaCO₃对膜污染严重，难以引进后续膜处理技术；3）沉渣丢弃、资源流失，形成新的二次污染；4）污染下游水源和加大转移污水处理成本；5）不能直接达到国家规定排放标准，更不能实现水、沉渣资源化回收利用；6）活性石灰属危险物料，安全稳定性难以保障；7）石灰乳粘性大易堵塞管道，粘结设备，维护频繁，建设投资大，维护成本高，影响采用自动化连续运行等问题。

发明内容

本发明克服了上述存在的缺陷，目的是为解决传统石灰乳工艺处理后达标排放的污水对下游处理厂造成的污染转移，及破坏和降低了污水处理厂运行功能和干流水质生态环境，提供一种冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置及其工艺方法。

本发明冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置及其工艺方法内容简述：

本发明冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置，其特征在于：是由调节池、中和池、投药装置Ⅰ、投药装置Ⅱ、投药装置Ⅲ、絮凝池、沉淀池、微孔陶瓷过滤器、过滤器储存水箱、RO反渗透设备、回用水储水箱、污泥浓缩池和泥水分离机组成，调节池与投药装置Ⅰ分别与中和池连接，中和池与投药装置Ⅱ及投药装置Ⅲ分别与絮凝池连接，絮凝池与沉淀池连接，沉淀池分别与微孔陶瓷过滤器及污泥浓缩池连接；微孔陶瓷过滤器与过滤器储存水箱连接，过滤器储存水箱分别与RO反渗透设备及回用水储存水箱连接；污泥浓缩池与泥水分离机连接。

一种采用冶金工业冷轧酸性废水处理装置进行冶金工业冷轧酸性废水的处理及资源化回收的工艺方法，其特征在于：通过预曝气中和絮凝；沉淀池沉淀泥水分离；全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器一级深度处理；RO反渗透设备二级深度处理四个步骤实现：

（1）、预曝气中和絮凝

调节池中的酸性废水经预空气曝气后，用泵打进中和池进行中和反应，同时通过PLC自动化控制投药装置Ⅰ向中和池供氧化镁中和剂，使中和池中pH在6-9范围之内，这个反应过程需要20-40min，再溢流到絮凝池絮凝，再通过投药装置Ⅱ及投药装置Ⅲ分别向絮凝池投入PAC聚合氯化铝和PAM聚丙烯酰胺，同时通过搅拌器Ⅰ和搅拌器Ⅱ搅拌20-40min，二种药剂使水中Fe²⁺盐类、Fe³⁺盐类、除Fe²⁺盐、Fe³⁺盐外的其他金属盐、金属氢氧化物、悬浮物、COD形成新的聚合絮体状态；调节池原水指标：pH1-3、COD600mg/L、氯离子300mg/L、SS悬浮物300mg/L、总硬度1500mg/L、电导率5600μs/cm；

（2）、沉淀池沉淀泥水分离

絮凝池中的水通过重力流进入沉淀池，经过4小时沉淀后上清液的水采用高压泵打进全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器进行一级深度处理；

（3）、全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器一级深度处理

经微孔陶瓷过滤器处理后水的指标：pH6-9、COD15mg/L、氯离子190mg/L、SS悬浮物32mg/L、总硬度730mg/L、电导率1500μs/cm；在微孔陶瓷过滤器入水口处逆向安装一个逆止阀，当供水时逆止阀关闭，停电时逆止阀开启，切断虹吸回水，用于解决停电或突发事故时虹吸回灌堵管问题；

在沉淀池中沉淀的沉渣采用污泥泵打进污泥浓缩池进行进一步浓缩，并通过泥水分离机将污泥处理到含湿率60%后，外运进行资源化再利用，处理后沉渣的化学成份指标质量百分比为：烧灼34％、CaO1.2％、SiO₂2.0％、Fe₂O₃41％、Al₂O₃2.8％、MgO19％，沉渣回用，用于生产磁性材料、铁红、球团、建材；

（4）、RO反渗透设备二级深度处理

经微孔陶瓷过滤器过滤后的水经过滤器储存水箱贮存后，采用高压泵打入RO反渗透设备进行二级深度处理；经RO反渗透处理后水指标：pH6-9、COD15mg/L、氯离子27mg/L、SS悬浮物4mg/L、总硬度77mg/L、电导率30μs/cm，RO反渗透设备处理后的清水进入回用水储存水箱，送走可代替新水回用，产生的浓水再送回调节池或送入酸再生车间焙烧炉生产再生盐酸。

本发明冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置及其工艺方法，从源头治理入手，以治本为目的，彻底解决世界钢铁行业使用近50多年的传统的石灰乳工艺不能实现污水“零排放”和沉渣资源化利用，并且处理后达标排放对下游处理厂产生新的污染转移，并破坏和降低了污水处理厂运行功能和干流水质生态环境存在的问题。

附图说明

图1是冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置结构框图；

图2是冶金工业冷轧酸性废水处理及资源化回收工艺流程图；

具体实施方式

本发明冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置及其工艺方法是这样实现的，下面结合附图做具体说明。

见图1，本发明冶金工业冷轧酸性废水处理系统装置，是由：调节池、中和池、投药装置Ⅰ、投药装置Ⅱ、投药装置Ⅲ、絮凝池、沉淀池、清洗和过滤同步运行的全自动微孔陶瓷过滤器、过滤器储存水箱、RO反渗透设备、回用水储存水箱、污泥浓缩池和泥水分离机组成，调节池与投药装置Ⅰ分别与中和池连接，中和池与投药装置Ⅱ及投药装置Ⅲ分别与絮凝池连接，絮凝池与沉淀池连接，沉淀池分别与微孔陶瓷过滤器及污泥浓缩池连接；微孔陶瓷过滤器与过滤器储存水箱连接，过滤器储存水箱分别与RO反渗透设备及通过旁路与回用水储存水箱连接；污泥浓缩池与泥水分离机连接。

见图2，本发明冶金工业冷轧酸性废水处理及资源化回收的工艺方法通过预曝气中和絮凝；沉淀池沉淀泥水分离；全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器一级深度处理；RO反渗透设备二级深度处理四个步骤实现：

（1）、预曝气中和絮凝

调节池中的酸性废水经预曝气后，用泵打进中和池进行中和反应，同时通过PLC自动化控制投药装置Ⅰ向中和池供氧化镁中和剂，使中和池中pH在6-9范围之内，这个反应过程在20-40min，再溢流到絮凝池絮凝，再通过投药装置Ⅱ及投药装置Ⅲ分布向絮凝池投入PAC聚合氯化铝和PAM聚丙烯酰胺，同时通过搅拌器Ⅰ和搅拌器Ⅱ搅拌20-40min，二种药剂使水中Fe²⁺、Fe³⁺盐类、金属盐及金属氢氧化物、悬浮物、COD形成新的聚合絮体状态；调节池原水指标：PH1-3、COD600mg/L、氯离子300mg/L、SS悬浮物300mg/L、总硬度1500mg/L、电导率5600μs/cm；

（2）、沉淀池沉淀泥水分离

絮凝池中的水通过重力流进入沉淀池，经过4小时沉淀后上清液的水采用高压泵打进全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器进行一级深度处理；

（3）、全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器一级深度处理

经微孔陶瓷过滤器处理后水的指标：PH6-9、COD15mg/L、氯离子190mg/L、SS悬浮物32mg/L、总硬度730mg/L、电导率1500μs/cm；在微孔陶瓷过滤器入水口处逆向安装一个逆止阀，当供水时逆止阀关闭，停电时逆止阀开启，切断虹吸回水，用于解决停电或突发事故时虹吸回灌堵管问题；

在沉淀池中沉淀的沉渣采用污泥泵打进污泥浓缩池进行进一步浓缩，并通过泥水分离机将污泥处理到含湿率60%后，外运进行资源化再利用，处理后沉渣的化学成份指标：烧灼34％、CaO1.2％、SiO₂2.0％、Fe₂O₃41％、Al₂O₃2.8％、MgO19％，沉渣回用，用于生产磁性材料、铁红、球团、建材；

（4）、RO反渗透设备二级深度处理

经微孔陶瓷过滤器过滤后的水经过滤器储存水箱贮存后，采用高压泵打入RO反渗透设备进行二级深度处理；经RO反渗透处理后水指标：PH6-9、COD15mg/L、氯离子27mg/L、SS悬浮物4mg/L、总硬度77mg/L、电导率30μs/cm，RO反渗透设备处理后的清水进入回用水储存水箱送走可代替新水回用，产生的浓水返回调节池或送入酸再生车间焙烧炉生产再生盐酸。

本发明克服了石灰乳传统技术的全部缺陷，是目前国际国内处理冷轧酸性废水的最佳技术，也是少有的能通过回收水资源和沉渣资源化利用创造直接利润的环保水处理项目。

其先进性如下：

1、首先使用MgO代替CaO作中和剂原料基础料，实现干粉投药或不通过制乳配乳直接湿法配药使用，并增加第三代新型净水灵及PAM比例配方，为后续引入膜法技术深度处理提供合格的前置水。

2、氧化镁中和剂可循环多次重复使用，采用高密度污泥回流技术，减少中和剂使用量，降低了沉渣生产量，提高了沉渣中TFe的成份，有利于回收利用。

3、实现短流程工艺，微孔陶瓷过滤器过滤精度可以达到0.1μm，ss≤5mg/L，可直接送入RO反渗透生产回用水，具有边处理水边自动反冲洗的设计功能，非常有利装置连续运行和PLC自动化控制。

4、还可以处理一定浓度的冷轧硅钢含铬废水，作为冷轧生产的产品中有各种产品需求，其中有一部分硅钢、镀锌板等这些需要用铬酸纯化处理，因此酸性废水中有六价铬。用预曝气和中和过程产生的FeCl₃和Mg(OH)₂作为无机凝絮剂和还原剂，实现六价铬还原三价铬。方程式如下：

Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

Cr³⁺+3OH^-→Cr(OH)₃↓。

5、本处理装置产生的沉渣可资源化回收使用

据国家环保部报告指出到2010年每年全国污水处理产生3000万吨/年污泥，大部分无序堆放，造成环境恶化，二次污染突出。本处理装置产生的沉渣能生产磁性材料、铁红、炼铁球团、溶剂和建筑材料，尤其是含铬废渣可在生产炼铁炼钢球团中形成熔融固溶体、把三价铬改变晶格彻底无毒进到钢水中补充微量合金原料，实现资源循环利用，避免了石灰乳沉渣废物堆放、占地罚款。

6、在全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器向RO反渗透供水处增加一旁路控制管路，可随时调控反渗透水箱水质，根据回用要求调整水质指标，调整好供水的性价比，降低反渗透设备的运行成本。

7、在中和过程中增加了中和剂湿投存量回流技术，能很好解决了投药管路堵塞问题，保证了设备连续运行。降低维护成本费用。

8、在微孔陶瓷过滤器入口处逆向设置逆止阀，较好解决了停电时由于虹吸造成水连同介质回流堵管问题，而且可一阀多用、简单可行。

Claims (1)

1.一种采用冶金工业冷轧酸性废水处理装置进行冶金工业冷轧酸性废水的处理及资源化回收的工艺方法，其特征在于：通过预曝气中和絮凝；沉淀池沉淀泥水分离；全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器一级深度处理；RO反渗透设备二级深度处理四个步骤实现：

（1）、预曝气中和絮凝

调节池中的酸性废水经预空气曝气后，用泵打进中和池进行中和反应，同时通过PLC自动化控制投药装置Ⅰ向中和池供氧化镁中和剂，使中和池中pH在6-9范围之内，这个反应过程需要20-40min，再溢流到絮凝池絮凝，再通过投药装置Ⅱ及投药装置Ⅲ分别向絮凝池投入PAC聚合氯化铝和PAM聚丙烯酰胺，同时通过搅拌器Ⅰ和搅拌器Ⅱ搅拌20-40min，二种药剂使水中Fe²⁺盐类、Fe³⁺盐类、除Fe²⁺盐、Fe³⁺盐外的其他金属盐、金属氢氧化物、悬浮物、COD形成新的聚合絮体状态；调节池原水指标：pH1-3、COD600mg/L、氯离子300mg/L、SS悬浮物300mg/L、总硬度1500mg/L、电导率5600μs/cm；

（2）、沉淀池沉淀泥水分离

絮凝池中的水通过重力流进入沉淀池，经过4小时沉淀后上清液的水采用高压泵打进全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器进行一级深度处理；

（3）、全自动自清洗的微孔陶瓷过滤器一级深度处理

经微孔陶瓷过滤器处理后水的指标：pH6-9、COD15mg/L、氯离子190mg/L、SS悬浮物32mg/L、总硬度730mg/L、电导率1500μs/cm；在微孔陶瓷过滤器入水口处逆向安装一个逆止阀，当供水时逆止阀关闭，停电时逆止阀开启，切断虹吸回水，用于解决停电或突发事故时虹吸回灌堵管问题；

在沉淀池中沉淀的沉渣采用污泥泵打进污泥浓缩池进行进一步浓缩，并通过泥水分离机将污泥处理到含湿率60%后，外运进行资源化再利用，处理后沉渣的化学成份指标质量百分比为：烧灼34％、CaO1.2％、SiO₂2.0％、Fe₂O₃41％、Al₂O₃2.8％、MgO19％，沉渣回用，用于生产磁性材料、铁红、球团、建材；

（4）、RO反渗透设备二级深度处理

经微孔陶瓷过滤器过滤后的水经过滤器储存水箱贮存后，采用高压泵打入RO反渗透设备进行二级深度处理；经RO反渗透处理后水指标：pH6-9、COD15mg/L、氯离子27mg/L、SS悬浮物4mg/L、总硬度77mg/L、电导率30μs/cm，RO反渗透设备处理后的清水进入回用水储存水箱，送走可代替新水回用，产生的浓水再送回调节池或送入酸再生车间焙烧炉生产再生盐酸。