CN105314772A - 冷轧最终排放废水处理系统和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷轧最终排放废水处理系统，所述处理系统通过管道依次连接电氧化气浮装置、中间水池、过滤器进水泵、多介质过滤器、超滤循环池，超滤循环泵，无机超滤装置，超滤产水池及废水输送泵；所述电氧化气浮装置内部设置用于分解有机物及产生气泡的电氧化气浮电极板和电氧化气浮刮渣机。本发明处理效果稳定、操作运行简便；处理过程中避免使用混凝剂和氧化剂，达到去除有机物和油类的效果，降低废水处理运行成本。

Description

冷轧最终排放废水处理系统和处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种钢铁行业冷轧最终排放废水处理系统和处理方法。

背景技术

2012年6月国家环境保护部颁布了最新钢铁行业废水排放标准《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)。新标准对主要污染物制定了更加严格的排放限值，如《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-1992)中，一级标准要求CODcr≤100mg/L，油类≤8mg/L，SS≤70mg/L，而新标准表3冷轧废水排放规定，CODcr≤30mg/L，油类≤1mg/L，SS≤20mg/L。另外，新标准增加了部分污染物排放控制项目，如总铁、总铜、总砷、总铬、总铅、总镍、总镉、总汞等污染物控制项目。标准要求自2015年1月1日起，现有企业必须按照表2要求执行，对于国土开发密度已经较高。环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，执行表3规定的水污染物特别排放限值。因此，全国大部分钢铁企业面临提标改造，使最终排放废水满足新标准的要求。

冷轧废水种类繁多，主要包括乳化液废水、浓油强碱废水、平整液废水、稀油弱碱废水、酸性废水、含铬废水等。最终排放废水是指上述所有废水经过除油、pH调整、氧化、还原、混凝沉淀、生化等传统工序处理后的废水，废水水质情况如下：pH7-8，电导率2500-6000us/cm，COD20-60mg/L，悬浮物5-20mg/L，油类0.5-2mg/L，总铁0.02-2mg/L，氨氮0.5-10mg/L。

对于已建成的废水处理站，为使最终排放废水满足新标准的要求，必须对现有工艺进行改造升级，实现企业的可持续性发展、提高企业综合竞争力。目前，各企业采用的后续处理工艺各不相同，如发明专利《利用臭氧反应及活性炭过滤处理冷轧废水的工艺》(专利申请号：201010239108.8)所述，冷轧废水经过传统的中和、混凝、气浮、生化后的出水经过臭氧反应装置后再通入颗粒活性炭滤池，出水在经过活性炭纤维滤池处理。该工艺处理后的出水水质指标能达到CODcr＜15mg/L，总油＜0.5mg/L。此工艺虽出水水质能够满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)表3标准，但活性炭属于耗材，吸附饱和后更换填料，不仅运行成本较高，且操作难度较大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种冷轧最终排放废水处理系统和处理方法，处理效果稳定、操作运行简便；处理过程中避免使用混凝剂和氧化剂，达到去除有机物和油类的效果，降低废水处理运行成本。

本发明的技术解决方案如下：

一种冷轧最终排放废水处理系统，所述处理系统通过管道依次连接电氧化气浮装置、中间水池、过滤器进水泵、多介质过滤器、超滤循环池，超滤循环泵，无机超滤装置，超滤产水池及废水输送泵；所述无机超滤装置还与超滤清洗槽连接，无机超滤装置的出口连接超滤循环池，无机超滤装置的出口还连接超滤产水池；所述的超滤产水池出口与过滤器反洗水泵连接后，再连接多介质过滤器，所述多介质过滤器还与罗茨风机连接；所述电氧化气浮装置内部设置用于分解有机物及产生气泡的电氧化气浮电极板和电氧化气浮刮渣机。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理系统，优选的是，所述超滤清洗槽的进口连接工业水管、蒸汽管和清洗药剂，超滤清洗槽的出口连接超滤循环泵，然后再连接无机超滤装置，所述无机超滤装置的出口连接超滤清洗槽。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理系统，优选的是，所述电极板为纯钛电极板。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理系统，优选的是，所述无机超滤装置中采用陶瓷膜管，所述陶瓷膜管的超滤孔径不超过50nm。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理系统，优选的是，所述的多介质过滤器，采用石英砂和无烟煤作为填料，所述石英砂和无烟煤体积比为1.5-2.5:1。

所述石英砂和无烟煤体积比进一步优选为为2:1。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理系统，优选的是，所述无烟煤相对密度为1.4-1.6t/m³，粒径为0.8-1.8mm；所述石英砂相对密度为2.6-2.65t/m³，粒径为0.5-1.2mm。

本发明还提供一种冷轧最终排放废水处理方法，所述方法应用所述的冷轧最终排放废水处理系统，包括如下步骤：冷轧最终排放废水自电氧化气浮装置的上部进口进入电氧化气浮装置，所述电氧化气浮装置的电极板发生电解和产生微小气泡，使废水中的杂质被微小气泡带至水面被刮渣机刮至浮渣槽后，废水进入中间水池，中间水池的废水通过过滤器进水泵进入多介质过滤器，然后再进入超滤循环池，超滤循环池中的废水经超滤循环泵，进入无机超滤装置，所述无机超滤装置采用大错流过滤形式，产水进入超滤产水池，无机超滤装置产生的浓水回流至超滤循环池；所述的超滤产水池的出口通过废水输送泵进行达标排放。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述多介质过滤器进出口压差升高0.05-0..1Mpa或出水水质出水浊度≥5NTU，使用罗茨风机和过滤器反洗泵对多介质过滤器进行气水反冲洗，反洗排水排入地坑。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述无机超滤装置通量下降至设计值的40％或压差升高0.25-0.3Mpa时，应用与其连接的超滤清洗槽进行清洗；所述超滤清洗槽的进口连接工业水管、蒸汽管和清洗药剂，超滤清洗槽的出口连接超滤循环泵，然后再连接无机超滤装置。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，经所述处理方法处理后的废水的水质：CODcr：5-18mg/L，悬浮物：1-5mg/L，油类：0.5-0.9mg/L，氨氮：0.01-0.05mg/L，总铁：0.02-0.1mg/L。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述处理系统通过管道依次连接电氧化气浮装置、中间水池、过滤器进水泵、多介质过滤器、超滤循环池，超滤循环泵，无机超滤装置，超滤产水池及废水输送泵；所述无机超滤装置还与超滤清洗槽连接，无机超滤装置的出口连接超滤循环池，无机超滤装置的出口还连接超滤产水池；所述的超滤产水池出口与过滤器反洗水泵连接后，再连接多介质过滤器，所述多介质过滤器还与罗茨风机连接；所述电氧化气浮装置内部设置用于分解有机物及产生气泡的电氧化气浮电极板和电氧化气浮刮渣机。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述超滤清洗槽的进口连接工业水管、蒸汽管和清洗药剂，超滤清洗槽的出口连接超滤循环泵，然后再连接无机超滤装置，所述无机超滤装置的出口连接超滤清洗槽。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述电极板为纯钛电极板。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述无机超滤装置中采用陶瓷膜管，所述陶瓷膜管的超滤孔径不超过50nm。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述的多介质过滤器，采用石英砂和无烟煤作为填料，所述石英砂和无烟煤体积比为1.5-2.5:1。

所述石英砂和无烟煤体积比进一步优选为为2:1。

根据本发明所述的冷轧最终排放废水处理方法，所述无烟煤相对密度为1.4-1.6t/m³，粒径为0.8-1.8mm；所述石英砂相对密度为2.6-2.65t/m³，粒径为0.5-1.2mm。

本发明所述冷轧最终排放废水达标排放的工艺系统，包括电氧化气浮装置、中间水池、过滤器进水泵、多介质过滤器、过滤器反洗泵、罗茨风机、无机超滤装置，超滤循环池，超滤循环泵，超滤清洗槽，超滤产水池及废水输送泵；

所述电氧化气浮装置内设置电氧化气浮电极板和电氧化气浮刮渣机，电氧化气浮上部进口接最终排放废水，电氧化气浮出口接中间水池；

所述的中间水池出口通过过滤器进水泵连接多介质过滤器；多介质过滤器出口接超滤循环池；

所述的超滤循环池出口接超滤循环泵，再连接无机超滤装置；

所述的无机超滤装置出口连接超滤循环箱，出口还连接超滤产水池；

所述的超滤清洗箱进口连接工业水管网及蒸汽管网，出口接超滤循环泵，再接无机超滤装置；无机超滤装置出口接超滤清洗箱；

所述的超滤产水池出口通过废水输送泵排放；

所述的超滤产水池出口接过滤器反洗水泵，再接多介质过滤器，多介质过滤器出口排至地坑；

所述的多介质过滤器进口接罗茨风机。

所述的电氧化气浮装置，采用纯钛电极板。所述的多介质过滤器，采用石英砂和无烟煤作为填料。所述的无机超滤装置，采用多通道无机陶瓷膜管(超滤孔径不超过50nm)，组件采用SS316外壳。

本发明的有益技术效果：

本发明提供一种冷轧最终排放废水处理系统和处理方法，处理效果稳定、生产运行成本低、操作运行简便，出水水质能达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)表3标准；采用本发明的工艺系统，可避免使用混凝剂和氧化剂，达到去除有机物和油类的效果，降低废水处理运行成本。

附图说明

图1本发明提供的冷轧最终排放废水处理系统工艺流程示意图；

图2本发明提供的冷轧最终排放废水处理系统设备流程图；

图3本发明所述超滤清洗槽15的应用流程图示意图。

图中：1-电氧化气浮装置、2-中间水池、3-过滤器进水泵、4-多介质过滤器、5-超滤循环池、6-超滤循环泵、7-无机超滤装置、8-超滤产水池、9-废水输送泵、10-过滤器反洗泵、11-整流柜、12-电极板、13-刮渣机、14-浮渣收集槽、15-超滤清洗槽、16-罗茨风机。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

一种冷轧最终排放废水处理系统，所述处理系统通过管道依次连接电氧化气浮装置、中间水池、过滤器进水泵、多介质过滤器、超滤循环池，超滤循环泵，无机超滤装置，超滤产水池及废水输送泵；所述无机超滤装置还与超滤清洗槽连接，无机超滤装置的出口连接超滤循环池，无机超滤装置的出口还连接超滤产水池；所述的超滤产水池出口与过滤器反洗水泵连接后，再连接多介质过滤器，所述多介质过滤器还与罗茨风机连接；所述电氧化气浮装置内部设置用于分解有机物及产生气泡的电氧化气浮电极板和电氧化气浮刮渣机。

实施例采用冷轧废水站最终排放废水作为原水，处理量为1.0m³/h，处理流程参考附图2。

电氧化气浮装置内设置电氧化气浮电极板和电氧化气浮刮渣机。交流电通过整流设备被转化成直流电后通过电极板，电极板产生微小气泡，通过产生电解混凝等效应，水中的杂质被微小气泡带至水面被刮渣机刮至浮渣槽。

电氧化气浮电极板采用纯钛电极，电极分正极和负极，正负极通过交叉排列组合形式重叠成电极组。电极组运行时需定时倒换电极的正负极性(一般运行4小时倒极运行1小时)，以避免电极被钝化，保证电极组时刻处于最佳的运行状态。

电氧化气浮不仅可通过气浮作用去除水中杂质，而且可降解废水中的可溶性有机物，特别是难生物降解的有机物。有机物降解原理如下：

1)直接氧化即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，有机物的直接电催化转化分两类进行：一是电化学转换，即把有毒物质转变为无毒物质，或把非生物兼容的有机物转化为生物兼容的物质(如芳香物开环氧化为脂肪酸)，以便进一步生物降解；二是电化学燃烧，即直接将有机物深度氧化为二氧化碳。

2)间接氧化即通过阳极反应生成具有强氧化作用的中间产物(如·OH、·O₂、·HO₂等自由基)，最终达到氧化降解污染物的目的。有机物在含氧自由基的作用下降解，提高了电流效率，节省了电能消耗。

电氧化气浮通过氧化作用，将废水中的氨氮氧化成硝酸根，并可将废水中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，作为絮凝剂提高废水的气浮效果和过滤效果，并去除废水中的Fe³⁺。因此，电氧化气浮在不添加任何化学药剂的情况下，达到降解有机物，去除悬浮物及杀菌灭藻的作用。

多介质过滤器内设石英砂和无烟煤填料，无烟煤相对密度为1.4-1.6t/m³，粒径为0.8-1.8mm；石英砂相对密度为2.6-2.65t/m³，粒径为0.5-1.2mm。多介质过滤器利用深层过滤的原理，截留废水中悬浮物、胶体、油类等污染物。

当运行一定时间后，多介质过滤器滤料层截留和吸附一定量的污染物，进出口压差升高或出水水质变差。开启罗茨风机、过滤器反洗泵对多介质进行气水反冲洗，反洗排水排入地坑。

无机超滤装置采用大错流过滤形式，产水进入超滤产水池，浓水回流至超滤循环池。在一定的压差和紊流流动的情况下,使废水中大部分极性分子通过膜,而所有非极性分子(如胶体、油类、微粒等)和相对分子质量较大的物质被截留,从而使废水得到去除废水净化。

无机超滤装置，采用多通道陶瓷膜管(超滤孔径不超过50nm)，组件采用SS316外壳。无机陶瓷膜具有良好的化学稳定性，以及耐酸、碱、有机溶剂，耐高温，抗微生物的能力，适用pH范围为0～14，适用温度范围在0～300℃。一般操作压力约为0.20-0.35MPa。

无机超滤装置运行一定时间，系统通量下降或压差升高时，需要进行化学清洗。根据冷轧最终排放废水水质情况，分析超滤膜污堵的主要原因制定合适的清洗方案。

系统进出水水质情况如下表所述：

表一：冷轧最终排放废水达标排放工艺进出水质情况

冷轧最终排放废水处理系统和处理方法，处理效果稳定，生产运行成本低，操作运行简便，出水水质能达到出水水质基本满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)表3要求。也可作为冷轧及硅钢废水提标改造的工艺流程。

Claims (10)

1.冷轧最终排放废水处理系统，其特征在于：所述处理系统通过管道依次连接电氧化气浮装置、中间水池、过滤器进水泵、多介质过滤器、超滤循环池，超滤循环泵，无机超滤装置，超滤产水池及废水输送泵；所述无机超滤装置还与超滤清洗槽连接，无机超滤装置的出口连接超滤循环池，无机超滤装置的出口还连接超滤产水池；所述的超滤产水池出口与过滤器反洗水泵连接后，再连接多介质过滤器，所述多介质过滤器还与罗茨风机连接；所述电氧化气浮装置内部设置用于分解有机物及产生气泡的电氧化气浮电极板和电氧化气浮刮渣机。

2.根据权利要求1所述的冷轧最终排放废水处理系统，其特征在于：所述超滤清洗槽的进口连接工业水管、蒸汽管和清洗药剂，超滤清洗槽的出口连接超滤循环泵，然后再连接无机超滤装置，所述无机超滤装置的出口连接超滤清洗槽。

3.根据权利要求1所述的冷轧最终排放废水处理系统，其特征在于：所述电极板为纯钛电极板。

4.根据权利要求1所述的冷轧最终排放废水处理系统，其特征在于：所述无机超滤装置中采用陶瓷膜管，所述陶瓷膜管的超滤孔径不超过50nm。

5.根据权利要求1所述的冷轧最终排放废水处理系统，其特征在于：所述的多介质过滤器，采用石英砂和无烟煤作为填料，所述石英砂和无烟煤体积比为1.5-2.5:1。

6.根据权利要求5所述的冷轧最终排放废水处理系统，其特征在于：所述无烟煤相对密度为1.4-1.6t/m³，粒径为0.8-1.8mm；所述石英砂相对密度为2.6-2.65t/m³，粒径为0.5-1.2mm。

7.冷轧最终排放废水处理方法，其特征在于，所述方法应用权利要求1-6所述的冷轧最终排放废水处理系统，包括如下步骤：冷轧最终排放废水自电氧化气浮装置的上部进口进入电氧化气浮装置，所述电氧化气浮装置的电极板发生电解和产生微小气泡，使废水中的杂质被微小气泡带至水面被刮渣机刮至浮渣槽后，废水进入中间水池，中间水池的废水通过过滤器进水泵进入多介质过滤器，然后再进入超滤循环池，超滤循环池中的废水经超滤循环泵，进入无机超滤装置，所述无机超滤装置采用大错流过滤形式，产水进入超滤产水池，无机超滤装置产生的浓水回流至超滤循环池；所述的超滤产水池的出口通过废水输送泵进行达标排放。

8.根据权利要求7所述的冷轧最终排放废水处理方法，其特征在于，所述多介质过滤器进出口压差升高0.05-0..1Mpa或出水水质出水浊度≥5NTU，使用罗茨风机和过滤器反洗泵对多介质过滤器进行气水反冲洗，反洗排水排入地坑。

9.根据权利要求7所述的冷轧最终排放废水处理方法，其特征在于，所述无机超滤装置通量下降至设计值的40％或压差升高0.25-0.3Mpa时，应用与其连接的超滤清洗槽进行清洗；所述超滤清洗槽的进口连接工业水管、蒸汽管和清洗药剂，超滤清洗槽的出口连接超滤循环泵，然后再连接无机超滤装置。

10.根据权利要求7所述的冷轧最终排放废水处理方法，其特征在于，经所述处理方法处理后的废水的水质：CODcr：5-18mg/L，悬浮物：1-5mg/L，油类：0.5-0.9mg/L，氨氮：0.01-0.05mg/L，总铁：0.02-0.1mg/L。