CN106379976A - 一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法，该设备包括依次设置的增氧调节槽、连续氧化槽、加热熟化槽、稳定槽，还包括氧化剂加药装置、曝气装置、温度测量装置、蒸汽加热装置和PLC控制站。本发明的一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法，使得酸性含铁废水经过该设备和方法加工后成为水处理絮凝剂，并回用到废水处理中，旨在降低废水处理站运行成本，实现酸性含铁废水资源化。本发明的设备结构简单，使用现有资源，通过简单的方法和低廉的成本，实现酸性含铁废水资源化利用，既避免了环境污染，又提高了资源的利用率。

Description

一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法

技术领域

本发明属于污废水资源化利用技术领域，特别涉及一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法。

背景技术

我国是世界钢铁生产和消费大国，连续十多年是世界第一产钢大国，在2013年中国钢铁产量首次超过世界总产量的一半。随着我国经济的迅猛发展，对钢材的需求量也会越来越大。钢铁行业是一个用水大户和污染大户，每年产生的酸洗、轧钢和冷却等工业废水不仅水量很大，造成的污染也非常严重。

在钢厂生产过程中，酸洗是钢材表面预处理的重要环节。一般来说，钢材大多要经过酸洗处理才能出厂，经过市场到了各种加工厂后，又必定要再经过一次酸洗表面处理，才能加工成为各种终端成品。酸的种类和废水水质因工艺不同而不同，如清洗钢铁工件或毛坯一般用硫酸，浓度为250 g/L，加热到70℃清洗，废液中含有硫酸（H₂SO₄）100～150g/L、硫酸亚铁（FeSO₄）200～250g/L，还有氧化铁皮和油污等，而盐酸清洗废液中一般含氯化亚铁（FeCl₂） 80～150g/L、盐酸（HCl）10～50g/L。酸洗废水的排放不仅严重污染环境，而且造成资源的严重浪费，同时酸洗废水具有酸度高，产量大，含铁量高，毒性强难处理等特点，一直是钢铁工业发展中的一个大问题和主要瓶颈。

资源化利用钢铁酸洗废水已成为钢铁行业废水处理行业的一个迫在眉睫的问题。酸回收再生系统以其可靠的工业性能，高效的回收性能倍受青睐，但是投资成本高，管理要求严格，使得其难以成为中小型钢铁企业的上乘之选。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法，该装置和方法成本低，能够实现酸性含铁废水大规模的资源化利用。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备，包括依次设置的增氧调节槽、连续氧化槽、加热熟化槽、稳定槽，还包括氧化剂加药装置、曝气装置、温度测量装置、蒸汽加热装置和PLC控制站。

所述增氧调节槽和连续氧化槽共用一隔板，所述隔板上开有第一开口，所述增氧调节槽和连续氧化槽通过所述第一开口相连接。所述连续氧化槽和加热熟化槽共用一隔板，所述隔板上开有第二开口，所述连续氧化槽和加热熟化槽通过第二开口相连接。所述稳定槽与加热熟化槽通过第三开口相连通。

所述增氧调节槽设置有料液进水口，所述氧化剂加药装置安装在连续氧化槽上。

所述增氧调节槽和加热熟化槽内均安装有所述曝气装置。

所述蒸汽加热装置、温度测量装置均安装在加热熟化槽上。所述蒸汽加热装置和温度测量装置均连接到PLC控制站，实现温度控制。

进一步的，所述连续氧化槽分为若干个格室，所述若干个格室依次通过溢流孔或者底部开孔相连通。所述连续氧化槽内的若干个格室上均安装着氧化剂加药装置。

进一步的，所述曝气装置包括曝气支管和曝气干管，曝气支管均连接到曝气干管，曝气干管接通压缩空气供应设备或者厂区压缩空气，蒸汽源由使用方提供。

进一步的，所述稳定槽底部设置倾斜底板，所述倾斜底板的倾斜角度为10~20°。

使用上述技术方案的设备，利用酸性含铁废水制备水处理药剂的方法，包括以下步骤：

1）将酸性含铁废酸原料液泵入增氧调节槽，停留时间为100~120min，通过曝气氧化原料液中亚铁离子（Fe²⁺），减少后续氧化剂用量；取样检测出口处酸性含铁废酸原料液含铁量及亚铁离子浓度（Fe²⁺）；

2）所述步骤1）预氧化后的原料液进入连续氧化槽，在连续氧化槽各个格室内与氧化剂发生氧化反应，将亚铁离子（Fe²⁺）氧化为三价铁离子（Fe³⁺），同时使得亚铁离子（Fe²⁺）的浓度小于水处理药剂所规定的浓度限值；

3）所述步骤2）处理后的料液进入加热熟化槽，通过蒸汽管道加热装置加热和曝气装置曝气混合搅拌，120~240min的停留时间内使得料液发生聚合反应，缩聚为水处理药剂产品；

4）所述步骤3）获得的水处理药剂产品进入稳定槽停留一段时间，冷却降温后即可获得成品水处理药剂。

本发明的一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法，使得酸性含铁废水经过该设备和方法加工后成为水处理絮凝剂，并回用到废水处理中，旨在降低废水处理站运行成本，实现酸性含铁废水资源化。本发明的设备结构简单，使用现有资源，通过简单的方法和低廉的成本，实现酸性含铁废水资源化利用，既避免了环境污染，又提高了资源的利用率。

附图说明

图1为本发明的利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备结构示意图；

图2是本发明的稳定槽的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示，一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备及方法，包括依次设置的增氧调节槽3、连续氧化槽、加热熟化槽23、稳定槽24，还包括氧化剂加药装置32、曝气装置、温度测量装置28、蒸汽加热装置30和PLC控制站29。连续氧化槽分为若干个格室，若干个格室依次通过溢流孔或者底部开孔相连通。连续氧化槽内的若干个格室上均安装着氧化剂加药装置32。

增氧调节槽3和连续氧化槽共用一隔板，隔板上开有第一开口6，增氧调节槽3和连续氧化槽通过第一开口6相连接。连续氧化槽和加热熟化槽23共用一隔板，隔板上开有第二开口22，连续氧化槽和加热熟化槽23通过第二开口25相连接。稳定槽24与加热熟化槽23通过第三开口25相连通。

增氧调节槽3设置有料液进水口1和曝气装置 ，氧化剂加药装置32安装在连续氧化槽上。

蒸汽加热装置、曝气装置、温度测量装置28均安装在加热熟化槽23上。蒸汽加热装置30的控制开关31和温度感应装置28通过引线接通PLC控制站29，实现温度控制。温度高于设定值停止蒸汽供热，温度低于设定值启用蒸汽加热。

在本实施例中，连续氧化槽分为8个格室，分别为第一至第八格室7、9、11、13、15、17、19、21，8个格室依次通过溢流孔或者底部开设的第一至八孔8、10、12、14、16、18、20、22相连通。第二、四、六、八孔10、14、18、22在顶部，第一、三、五、七孔8、12、16、20在底部。连续氧化槽内的若干个格室上均安装着氧化剂加药装置32。第一、二格室7、9共用一台加药计量泵33，加药计量泵接通氧化剂加药装置32，通过加药管道34加入。同理第三、四格室11、13，第五、六格室15、17，第七、八格室19、21与第一、二格室7、9加药的方式均相同。

曝气装置有两组，均包括曝气支管2和曝气干管5，曝气支管2均连接到曝气干管5，曝气干管5接通压缩空气供应设备或者厂区压缩空气，气源由使用方提供。所述曝气支管2分别通过固定装置4固定在增氧调节槽3和加热熟化槽23底部。

如图2所示，稳定槽24底部设置倾斜底板35，所述倾斜底板35的倾斜角度为10~20°。

使用上述技术方案的设备，利用酸性含铁废水制备水处理药剂的方法，包括以下步骤：

1）将酸性含铁废酸原料液泵入增氧调节槽3，停留时间为100~120min，通过曝气氧化原料液中亚铁离子（Fe²⁺），减少后续氧化剂用量；取样检测出口处酸性含铁废酸原料液含铁量及亚铁离子浓度（Fe²⁺）；

2）步骤1）预氧化后的原料液进入连续氧化槽，在连续氧化槽各个格室内与氧化剂发生氧化反应，将亚铁离子（Fe²⁺）氧化为三价铁离子（Fe³⁺），同时使得亚铁离子（Fe²⁺）的浓度小于水处理药剂所规定的浓度限值；氧化剂选用为15%双氧水或者10%氯酸钾溶液；

3）步骤2）处理后的料液进入加热熟化槽23，通过蒸汽管道加热装置30加热，保持温度在40-50℃，同时启用曝气装置3曝气混合搅拌，在槽内停留约为120~240min，使得料液发生聚合反应，缩聚为水处理药剂产品；

4）步骤3）获得的水处理药剂产品进入稳定槽24停留一段时间 ，一般约40分钟冷却降温后即可获得成品水处理药剂。

基于对本发明优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本发明并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本发明宗旨或范围的对本发明的许多显而易见的改变同样可能达到本发明的目的。

Claims (5)

1.一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备，其特征在于，包括一种利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备，包括依次设置的增氧调节槽、连续氧化槽、加热熟化槽、稳定槽，还包括氧化剂加药装置 、曝气装置、温度测量装置、蒸汽加热装置和PLC控制站；

所述增氧调节槽和连续氧化槽共用一隔板，所述隔板上开有第一开口，所述增氧调节槽和连续氧化槽通过所述第一开口相连接；所述连续氧化槽和加热熟化槽共用一隔板，所述隔板上开有第二开口，所述连续氧化槽和加热熟化槽通过第二开口相连接；所述稳定槽与加热熟化槽通过第三开口相连通；

所述增氧调节槽设置有料液进水口，所述氧化剂加药装置安装在连续氧化槽上；

所述增氧调节槽和加热熟化槽内均安装有所述曝气装置；

所述蒸汽加热装置、温度测量装置均安装在加热熟化槽上；所述蒸汽加热装置和温度测量装置均连接到PLC控制站。

2.根据权利要求1所述的利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备，其特征在于，所述连续氧化槽分为若干个格室，所述若干个格室依次通过溢流孔或者底部开孔相连通；所述连续氧化槽内的若干个格室上均安装着氧化剂加药装置。

3.根据权利要求1所述的利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备，其特征在于，所述曝气装置包括曝气支管和曝气干管，曝气支管均连接到曝气干管，曝气干管接通压缩空气供应设备或者厂区压缩空气。

4.根据权利要求1至3任一项所述的利用酸性含铁废水制备水处理药剂的设备，其特征在于，所述稳定槽底部设置倾斜底板，所述倾斜底板的倾斜角度为10~20°。

5.使用权利要求4所述的设备制备水处理药剂的方法，包括以下步骤：

1）将酸性含铁废酸原料液泵入增氧调节槽，停留时间为100~120min，通过曝气氧化原料液中亚铁离子（Fe2+），减少后续氧化剂用量；取样检测出口处酸性含铁废酸原料液含铁量及亚铁离子浓度（Fe2+）；

2）所述步骤1）预氧化后的原料液进入连续氧化槽，在连续氧化槽各个格室内与氧化剂发生氧化反应，将亚铁离子（Fe2+）氧化为三价铁离子（Fe3+），同时使得亚铁离子（Fe2+）的浓度小于水处理药剂所规定的浓度限值；

3）所述步骤2）处理后的料液进入加热熟化槽，通过蒸汽管道加热装置加热和曝气装置曝气混合搅拌，120~240min的停留时间内使得料液发生聚合反应，缩聚为水处理药剂产品；

4）所述步骤3）获得的水处理药剂产品进入稳定槽停留一段时间，冷却降温后即可获得成品水处理药剂。