CN105481202B - 一种不锈钢酸洗废水处理系统及处理方法 - Google Patents

一种不锈钢酸洗废水处理系统及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种不锈钢酸洗废水处理系统及处理方法，格栅装置连着调节池，调节池连着前置过滤器，前置过滤器连接着一级加药池，一级加药池与高频脉冲电絮凝系统形成闭路循环；高频脉冲电絮凝系统连接着一级污泥沉淀池；一级污泥沉淀池连着二级加药池，使一级污泥沉淀池的上清液进入二级加药池，二级加药池连着二级污泥沉淀池；二级污泥沉淀池的上清液出口连着砂滤罐，二级污泥沉淀池的泥水混合物出口连着生物淋滤系统；砂滤罐的出水口连着降氟器，降氟器连着斜沸石床，斜沸石床连接着出水收集池；生物淋滤系统连接着膜蒸馏浓缩系统；膜蒸馏浓缩系统连着电解系统，电解系统连着回收镍装置。本发明可实现不锈钢酸洗废水处理。

Description

一种不锈钢酸洗废水处理系统及处理方法
技术领域：
本发明涉及工业废水处理领域，更具体的说是涉及一种不锈钢酸洗废水处理系统及处理方法。
背景技术：
一直以来，不锈钢生产过程中产生的大量酸洗废水的处理是钢铁企业的难题。随着钢铁工业逐步发展，人们逐渐认识到酸洗废水对环境特别是对人类自身的危害，不锈钢酸洗废水是含有Cr6+、Cr3+和金属铁、镍的酸性废水。含铁废水排人水体时，由于从水中夺去了氧，就破坏了鱼、食鱼动物及参与水的自净化的微生物等的生存条件，致使鱼类死亡。氟元素可以与动植物中的多种酶发生作用，引起代谢紊乱、细胞变形、坏死。现有技术的酸洗废水的处理对环境仍然具有较大的危害，只能采用防渗填埋。由于六价铬的毒性较强，且能长期稳定存在，防渗填埋并不能彻底消除高价铬对环境造成危害的潜在危险，且填埋会增加处理成本，占用宝贵的土地资源。因此，寻求更合理的处理途径具有重要的理论和实用价值。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种不锈钢酸洗废水处理系统及处理方法，可对不锈钢酸洗废水进行处理，其处理能力强，可回收水从而节省水资源，可回收铁、铬、和镍等，节省资源。
本发明的技术解决措施如下：
一种不锈钢酸洗废水处理系统及处理方法，包括格栅装置，格栅装置连接着调节池，调节池连接着前置过滤器，所述前置过滤器连接着一级加药池，所述一级加药池的出口端连接着高频脉冲电絮凝系统，且高频脉冲电絮凝系统的出口端连接着一级加药池，使一级加药池与高频脉冲电絮凝系统形成闭路循环；所述高频脉冲电絮凝系统连接着一级污泥沉淀池，一级污泥沉淀池使废水经高频脉冲电絮凝系统搅拌反应后沉淀的铁、铬底泥能够独立浓缩收集；所述一级污泥沉淀池连接着二级加药池，使一级污泥沉淀池的上清液进入二级加药池，二级加药池连接着二级污泥沉淀池；所述二级污泥沉淀池的上清液出口连接着砂滤罐，二级污泥沉淀池的泥水混合物出口连接着生物淋滤系统；所述砂滤罐的出水口连接着降氟器，所述降氟器连接着斜沸石床，斜沸石床连接着出水收集池；所述生物淋滤系统连接着膜蒸馏浓缩系统；所述膜蒸馏浓缩系统连接着旋流电解系统，旋流电解系统连接着回收镍装置。
作为优选，所述格栅装置内设置有除油设备，去除的废油进入集油桶。
作为优选，所述调节池内设置有防止调节池中沉积底泥的曝气系统。
作为优选，所述前置过滤器的出污口、一级污泥沉淀池的出污口和砂滤罐的出污口分别连接着污泥收集池。
作为优选，所述二级加药池内设置有潜水搅拌反应装置。
作为优选，所述降氟器内设有天然矿物质滤料。
作为优选，所述斜沸石床的斜发沸石孔道直径0.35nm。
一种采用不锈钢酸洗废水处理系统对不锈钢酸洗废水进行处理的方法，包括如下步骤：
(1)酸洗废水进入格栅装置去除酸洗废水中的悬浮物，并且格栅装置中设置除油设备，去除的废油进入集油桶；
(2)格栅装置产出的废水进入调节池，调节池内设有曝气系统，为防止调节池中沉积底泥，在调节池内调节废水使废水的pH值为1.8～2.5；
(3)然后pH为1.8～2.5的废水进入前置过滤器，经前置过滤器过滤，过滤后杂质进入污泥收集池，过滤后上清液进入一级加药池；
(4)一级加药池内加入复合碱将废水的pH值调至3.5，然后pH值为3.5的废水进入高频脉冲电絮凝系统，且高频脉冲电絮凝系统与一级加药池形成闭路循环；
(5)pH值为3.5的废水经高频脉冲电絮凝系统搅拌反应后沉淀的铁、铬底泥能够独立浓缩收集，进入一级污泥沉淀池，一级污泥沉淀池产出的泥水混合物进入污泥收集池，一级污泥沉淀池产出的上清液进入二级加药池；
(6)二级加药池内的废水中加入复合碱和PAM将废水的pH值调至7.5～8.5，同时二级加药池内增设潜水搅拌反应装置，使铁、铬、和剩余镍沉淀完全达标；
(7)二级加药池连接着二级污泥沉淀池，二级污泥沉淀池产出的泥水混合物进入生物淋滤系统，二级污泥沉淀池产出的上清液进入砂滤罐，砂滤罐产出的杂质进入污泥收集池；
(8)砂滤罐的出水进入降氟器，砂滤罐的出水通过降氟器时与天然矿物质滤料接触，通过物理、化学反应——吸附，氟被吸附在吸附剂表面，生成难溶氟化物，使水中的氟离子得到去除达标；
(9)降氟器的出水进入斜沸石床，由于原水进高频脉冲电絮凝系统中反硝化影响氨氮值有所上升，降氟器的出水经过斜发沸石孔道，斜发沸石的孔道直径为0.35nm，斜发沸石孔道对NH4+具有高选择性吸附性能，使氨氮被吸附达标；斜沸石床的出水进入出水收集池；
(10)生物淋滤系统中混入生物酸进行淋滤将镍浸入液相，含镍溶液使用膜蒸馏浓缩系统将镍浓度浓缩至40g/L；
(11)将镍浓度40g/L的溶液经过旋流电解系统将镍回收。
本发明的有益效果在于：
本发明的格栅用于去除废水中的悬浮物，并设置除油设备，去除的废油进入集油桶；本发明的调节池中废水的pH在2左右，为防止调节池中沉积底泥，设有曝气系统；本发明的一级加药池中加入特制复合碱将废水的pH调至3.5，且一级加药池与高频脉冲电絮凝系统形成闭路循环；本发明的一级污泥沉淀池使废水经高频脉冲电絮凝系统搅拌反应后沉淀的铁、铬底泥能够独立浓缩收集；本发明的一级污泥沉淀池的上清液进入二级加药池中，二级加药池中加入特制复合碱和PAM将废水的pH调至7.5～8.5之间，且二级加药池中增设潜水搅拌反应，此时铁、铬、和剩余镍沉淀完全达标，使沉淀的镍底泥进入二级污泥沉淀池进行独立浓缩收集；本发明的二级污泥沉淀池的上清液出口连接着砂滤罐，砂滤罐用于去除前述工序中未沉淀完全的絮体悬浮物。
本发明的降氟器当砂滤罐中的废水通过降氟器时与天然矿物质滤料接触，通过物理、化学反应——吸附，氟被吸附在吸附剂表面，生成难溶氟化物，使水中的氟离子得到去除达标，当除氟能力降到一定极限值(饱和)时，通过再生剂再生，恢复吸附剂除氟能力，被稀释的再生剂可通过膜蒸馏浓缩回用。降氟滤料再生系统：当天然矿物质滤料吸附饱和时，需要对滤料再生，使用再生液进行浸泡后，再使用蒸馏水进行冲洗后便可重复回用，蒸馏水可冲洗多次。冲洗多次后的蒸馏水可通过膜蒸馏装置进行浓缩后补充给再生液，达到自循环过程。对降氟滤料再生冲洗液进行浓缩回用。
本发明的斜沸石床可脱氨氮：由于原水进高频脉冲电絮凝系统中反硝化影响氨氮值有所上升，通过斜发沸石孔道直径约0.35nm，对NH4+的高选择性吸附性能，使氨氮被吸附达标。斜沸石使用多次后需用再生液进行还原，被稀释后的再生液可通过膜蒸馏浓缩系统浓缩回用。
本发明的生物淋滤系统中混入生物酸进行淋滤将镍浸入液相，经生物淋滤系统后生成的泥水混合物进入污泥收集池，生成的含镍溶液再进入膜蒸馏浓缩系统，使用膜蒸馏将镍浓度浓缩至40g/L左右，然后将浓度为40g/L左右的镍溶液进行旋流电解系统将镍回收。
本发明的生物淋滤系统利用自然界中特定微生物或其代谢产物的氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶性成分(如重金属等)分离浸提出来的一种技术。所用的菌种是一种自养嗜酸菌，该菌种经过纯化、驯化，已经对大部分重金属产生抗性，而且该菌种对人体无害。可通过该菌对镍进行淋滤入液相。
本发明的膜蒸馏浓缩系统采用浸没式内交换膜蒸馏技术，是低温膜蒸馏技术的一种，是基于传统膜分离技术的革新。目前反渗透膜技术已逐渐取代传统的离子交换、电渗析除盐技术，成为纯水制造、城市、工业污废水深度回用处理的首选技术，但反渗透膜技术理论产水率只有75％，实际仅60％左右，并且能耗较高。由于低温膜蒸馏技术是分离过程中，仅有水蒸气能透过疏水膜孔，因此所产生的水质十分纯净，高于反渗透出水水质，盐浓度以及浓差极化对膜蒸馏影响与反渗透相比微不足道，可以处理极高浓度无机盐的水溶液，甚至可以将溶液浓缩到过饱和状态，故可作为再生液浓缩系统。
本发明的旋流电解系统是一种建立在电化学基础理论之上的新颖的分离和提纯金属的方法，能够对有价金属进行选择性电解或者电积。通过高速液流消除浓差极化，保证目标金属优先析出；封闭式操作，有毒气体可以实现完全收集，不会向环境释放。通过电解，可以获得高纯度单位镍产品，按照2.5％干基污泥镍含量计算，每年可回收镍100吨。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
实施例，见附图1，一种不锈钢酸洗废水处理系统，包括格栅装置1，格栅装置连接着调节池2，调节池连接着前置过滤器3，所述前置过滤器连接着一级加药池4，所述一级加药池的出口端连接着高频脉冲电絮凝系统5，且高频脉冲电絮凝系统的出口端连接着一级加药池，使一级加药池与高频脉冲电絮凝系统形成闭路循环；所述高频脉冲电絮凝系统连接着一级污泥沉淀池6，一级污泥沉淀池使废水经高频脉冲电絮凝系统搅拌反应后沉淀的铁、铬底泥能够独立浓缩收集；所述一级污泥沉淀池连接着二级加药池7，使一级污泥沉淀池的上清液进入二级加药池，二级加药池连接着二级污泥沉淀池8；所述二级污泥沉淀池的上清液出口连接着砂滤罐9，二级污泥沉淀池的泥水混合物出口连接着生物淋滤系统10；所述砂滤罐产出的杂质进入污泥收集池11，砂滤罐的出水口连接着降氟器12，所述降氟器连接着斜沸石床13，斜沸石床连接着出水收集池14；所述生物淋滤系统连接着膜蒸馏浓缩系统15，经生物淋滤系统后生成的泥水混合物进入污泥收集池11，生成的含镍溶液再进入膜蒸馏浓缩系统；所述膜蒸馏浓缩系统连接着旋流电解系统16，旋流电解系统连接着回收镍装置17。
所述格栅装置内设置有除油设备，去除的废油进入集油桶。
所述调节池内设置有防止调节池中沉积底泥的曝气系统。
所述前置过滤器的出污口、一级污泥沉淀池的出污口和砂滤罐的出污口分别连接着污泥收集池11，污泥收集池内的污泥混合液通过压滤机18处理后，产出的泥可回收利用，产出的水进入调节池再利用。
所述二级加药池内设置有潜水搅拌反应装置。
所述降氟器内设有天然矿物质滤料，
所述斜沸石床的斜发沸石孔道直径0.35nm。
一种采用不锈钢酸洗废水处理系统对不锈钢酸洗废水进行处理的方法，包括如下步骤：
(1)酸洗废水进入格栅装置去除酸洗废水中的悬浮物，并且格栅装置中设置除油设备，去除的废油进入集油桶。
(2)格栅装置产出的废水进入调节池，调节池内设有曝气系统，为防止调节池中沉积底泥，在调节池内调节废水使废水的pH值为2。
(3)然后pH为2的废水进入前置过滤器，经前置过滤器过滤后，过滤后杂质进入污泥收集池，过滤后上清液进入一级加药池。
(4)一级加药池内加入复合碱(氢氧化钙和氢氧化钠的混合物)将废水的pH值调至3.5，然后pH值为3.5的废水进入高频脉冲电絮凝系统，且高频脉冲电絮凝系统与一级加药池形成闭路循环。
(5)高频脉冲电絮凝系统连接着一级污泥沉淀池，pH值为3.5的废水经高频脉冲电絮凝系统搅拌反应后沉淀的铁、铬底泥能够独立浓缩收集，进入一级污泥沉淀池，一级污泥沉淀池产出的泥水混合物进入污泥收集池，一级污泥沉淀池产出的上清液进入二级加药池。
(6)二级加药池内的废水中加入复合碱和PAM将废水的pH值调至8，同时二级加药池内增设潜水搅拌反应装置，使铁、铬、和剩余镍沉淀完全达标。
(7)二级加药池连接着二级污泥沉淀池，二级污泥沉淀池产出的泥水混合物进入生物淋滤系统，二级污泥沉淀池产出的上清液进入砂滤罐，砂滤罐产出的杂质进入污泥收集池。
(8)砂滤罐的出水进入降氟器，砂滤罐的出水通过降氟器时与天然矿物质滤料接触，通过物理、化学反应——吸附，氟被吸附在吸附剂表面，生成难溶氟化物，使水中的氟离子得到去除达标；当天然矿物质滤料吸附饱和时，需要对滤料再生，使用再生液进行浸泡后，再使用蒸馏水进行冲洗后便可重复回用，蒸馏水可冲洗多次，冲洗多次后的蒸馏水可通过膜蒸馏浓缩系统进行浓缩后补充给再生液，达到自循环过程。
(9)降氟器的出水进入斜沸石床，由于原水进高频脉冲电絮凝系统中反硝化影响氨氮值有所上升，降氟器的出水经过斜发沸石孔道，斜发沸石的孔道直径为0.35nm，斜发沸石孔道对NH4+具有高选择性吸附性能，使氨氮被吸附达标；斜沸石床的出水进入出水收集池；斜沸石床使用多次后需用再生液进行还原，被稀释后的再生液可通过膜蒸馏浓缩系统处理后回用。
(10)生物淋滤系统中混入生物酸进行淋滤将镍浸入液相，含镍溶液使用膜蒸馏浓缩系统将镍浓度浓缩至40g/L。
(11)将镍浓度40g/L的溶液经过旋流电解系统将镍回收。
上述实施例是对本发明进行的具体描述，只是对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种不锈钢酸洗废水处理系统，包括格栅装置，格栅装置连接着调节池，调节池连接着前置过滤器，其特征在于：所述前置过滤器连接着一级加药池，所述一级加药池的出口端连接着高频脉冲电絮凝系统，且高频脉冲电絮凝系统的出口端连接着一级加药池，使一级加药池与高频脉冲电絮凝系统形成闭路循环；所述高频脉冲电絮凝系统连接着一级污泥沉淀池，一级污泥沉淀池使废水经高频脉冲电絮凝系统搅拌反应后沉淀的铁、铬底泥能够独立浓缩收集；所述一级污泥沉淀池连接着二级加药池，使一级污泥沉淀池的上清液进入二级加药池，二级加药池连接着二级污泥沉淀池；所述二级污泥沉淀池的上清液出口连接着砂滤罐，二级污泥沉淀池的泥水混合物出口连接着生物淋滤系统；所述砂滤罐的出水口连接着降氟器，所述降氟器连接着斜沸石床，斜沸石床连接着出水收集池；所述生物淋滤系统连接着膜蒸馏浓缩系统；所述膜蒸馏浓缩系统连接着旋流电解系统，旋流电解系统连接着回收镍装置；
所述格栅装置内设置有除油设备，去除的废油进入集油桶；
所述调节池内设置有防止调节池中沉积底泥的曝气系统；
所述前置过滤器的出污口、一级污泥沉淀池的出污口和砂滤罐的出污口分别连接着污泥收集池。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗废水处理系统，其特征在于：所述二级加药池内设置有潜水搅拌反应装置。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗废水处理系统，其特征在于：所述降氟器内设有天然矿物质滤料。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢酸洗废水处理系统，其特征在于：所述斜沸石床的斜发沸石孔道直径0.35nm。
5.如权利要求1所述的一种不锈钢酸洗废水处理系统对不锈钢酸洗废水进行处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)酸洗废水进入格栅装置去除酸洗废水中的悬浮物，并且格栅装置中设置除油设备，去除的废油进入集油桶；
(2)格栅装置产出的废水进入调节池，调节池内设有曝气系统，为防止调节池中沉积底泥，在调节池内调节废水使废水的pH值为1.8～2.5；
(3)然后pH为1.8～2.5的废水进入前置过滤器，经前置过滤器过滤，过滤后杂质进入污泥收集池，过滤后上清液进入一级加药池；
(4)一级加药池内加入复合碱将废水的pH值调至3.5，然后pH值为3.5的废水进入高频脉冲电絮凝系统，且高频脉冲电絮凝系统与一级加药池形成闭路循环；
(5)pH值为3.5的废水经高频脉冲电絮凝系统搅拌反应后沉淀的铁、铬底泥能够独立浓缩收集，进入一级污泥沉淀池，一级污泥沉淀池产出的泥水混合物进入污泥收集池，一级污泥沉淀池产出的上清液进入二级加药池；
(6)二级加药池内的废水中加入复合碱和PAM将废水的pH值调至7.5～8.5，同时二级加药池内增设潜水搅拌反应装置，使铁、铬、和剩余镍沉淀完全达标；
(7)二级加药池连接着二级污泥沉淀池，二级污泥沉淀池产出的泥水混合物进入生物淋滤系统，二级污泥沉淀池产出的上清液进入砂滤罐，砂滤罐产出的杂质进入污泥收集池；
(8)砂滤罐的出水进入降氟器，砂滤罐的出水通过降氟器时与天然矿物质滤料接触，通过物理、化学反应——吸附，氟被吸附在吸附剂表面，生成难溶氟化物，使水中的氟离子得到去除达标；
(9)降氟器的出水进入斜沸石床，由于原水进高频脉冲电絮凝系统中反硝化影响氨氮值有所上升，降氟器的出水经过斜发沸石孔道，斜发沸石的孔道直径为0.35nm，斜发沸石孔道对NH4 +具有高选择性吸附性能，使氨氮被吸附达标；斜沸石床的出水进入出水收集池；
(10)生物淋滤系统中混入生物酸进行淋滤将镍浸入液相，含镍溶液使用膜蒸馏浓缩系统将镍浓度浓缩至40g/L；
(11)将镍浓度40g/L的溶液经过旋流电解系统将镍回收。
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