CN107445354A - 高硬度冶金废水回用的预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硬度冶金废水回用的预处理方法,通过调节池、原水泵、反应池、絮凝池、沉淀池和清水池处理,处理步骤:曝气氧化二价铁离子,然后加30%氢氧化钠调节pH在10‑12之间,使部分重金属离子沉淀析出,使水中的钙盐、镁盐生成氢氧化物,然后加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液,钙镁氢氧化物与Na2CO3发生复分解反应,生成CaCO3、Mg CO3沉淀而达到软化、净化冶金废水的目的,本发明方法其处理效率高、效果明显,有效解决了高硬度冶金废水难以深度净化的瓶颈,为高硬度冶金废水回收利用提供保障的方法,其是在现有污水处理工艺技术上研究、试验而成,由铁离子氧化、pH调节、工艺反应及沉淀分离四部分组成。
Description
技术领域:
本发明属于环保水处理领域,具体来说是一种高硬度冶金废水回用的预处理方法。
背景技术:
迄今为止,高硬度冶金废水难以深度净化及回用,外排造成重金属及盐类对水体的累积影响、污染。为使高硬度冶金废水能深度净化,满足回收利用要求,须进行预处理,解决高硬度、含重金属废水损坏膜问题,使之达到膜深度处理进水要求,经膜深度处理后回用。我公司在这方面的探索研究并投入生产实践运用成功,形成了一项独具特点的预处理方法,经文献检索,国内未见与本发明方法相同的报道。
发明内容:
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足,提供一种高硬度冶金废水回用的预处理方法,高硬度冶金废水经本发明的方法处理后,水质条件大幅改善,达到深度净化工艺进水要求,为回收利用、废水零外排提供保障。
本发明通过如下技术方案予以实现:一种高硬度冶金废水回用的预处理方法,通过调节池、反应池、絮凝池、沉淀池和清水池处理,步骤如下:
(1)原水泵将高硬度冶金废水抽入调节池,均匀进水水质和水量,在调节池内设置氧化风管,将冶金废水水质中Fe2+离子氧化为Fe3+离子,反应时间设置30分钟;
(2)然后废水进入反应池,通过加入体积浓度为30%的氢氧化钠溶液,调节pH=10-12之间,通过加药管道连续均匀的加入体积浓度10%的纯碱溶液,加入量为795 kg/h,每日加入量为19080 kg,使废水中钙、镁、铜、锌,铁离子发生沉淀反应,反应时间设置为15-30min;
(3)反应后的废水自流进入絮凝池,在絮凝池中投加聚合氯化铝PAC、聚丙烯酰胺PAM进行絮凝反应,PAC和PAM的投加量分别为6.25 kg/h和62.5g/h,通过加药管道连续均匀的加入,每日加入量分别为150 kg和1.5 kg,反应时间设置为15-30min ;
(4)当废水中形成了大量的胶絮状物体,流入斜管沉淀池中进行固液分离,沉淀池的上清液进入清水池回用,沉淀池的泥浆压滤外送,压滤液回流至絮凝池。
所述高硬度冶金废水硬度为3000-5000mg/L 。
所述原水泵压力不小于0.1MPa,废水抽入调节池的进水量为30m³/h。
所述原水泵规格为:流量Q=30m³/h,扬程H=18-20m,电机功率P=3KW,共2台,一用一备形式。
所述调节池规格为100 m3,在现有17.8KW空压机出口风管上增铺一条DN25的风管接至原水池,增设后空压机DN25的风管连接两条架空风管,在架空风管上设置若干进入原水池液面的管道,采用DN15镀锌管制作。
所述反应池发生以下反应:
Na2CO3+Ca2+==CaCO3↓+2Na+
Na2CO3+ Mg 2+==Mg CO3↓+2Na+
Cu2++2OH-==Cu(OH)2 ↓
Zn2++2OH-==Zn(OH)2↓
Fe3++2OH-=Fe(OH)3↓。
所述反应池外形尺寸为:3000×1500×4500mm,有效容积V=18m³,材质为碳钢衬玻璃钢。
所述絮凝池外形尺寸为:3000×1500×4500mm,有效容积V=18m³,材质为碳钢衬玻璃钢。
所述斜管沉淀池沉淀区域的外形尺寸为:6500×3000×4500mm,有效容积V=78m³,材质为碳钢衬玻璃钢。
在沉淀池内部设置二层的斜管填料,斜管材质采用PP,厚度5mm,第一层斜管填料直径为Ø50mm,斜长500mm,厚度为0.5mm,在沉淀池内部的第二层斜管填料直径为Ø35mm,斜长1000mm,厚度为0.5mm,沉淀池设计的表面负荷为2m³/m²·h。
本发明是用于高硬度冶金废水回用预处理的方法,其原理主要是曝气氧化二价铁离子,然后加30%氢氧化钠调节pH在10-12之间,使部分重金属离子沉淀析出,使水中的钙盐、镁盐生成氢氧化物;然后加入体积浓度为10%的碳酸钠溶液,钙镁氢氧化物与Na2CO3发生复分解反应,生成CaCO3、Mg CO3沉淀而达到软化、净化冶金废水的目的,本发明方法其处理效率高、效果明显,有效解决了高硬度冶金废水难以深度净化的瓶颈,为高硬度冶金废水回收利用提供保障的方法。其是在现有污水处理工艺技术上研究、试验而成,有铁离子氧化、pH调节、工艺反应及沉淀分离四部分组成。
本方法用于高硬度冶金废水预处理,由调节池、反应池、絮凝池及斜管沉淀池组成,本发明方法的各设备通过购买和非标件制作安装完成,通过除去部分重金属离子及硬度后,使水质满足膜深度处理的进水水质要求,从而解决了高硬度冶金废水难以回收利用零外排技术问题。本发明方法具有工艺简单、投资费用低、除硬度效率高等特点,有效改善高硬度冶金废水水质,可广泛适用于高硬度冶金废水回收利用领域。
附图说明:
图1为本发明方法工艺流程图;
图2为本发明中对铁离子氧化的调节池气管结构示意图。
具体实施方式:
下面结合附图1-2及具体实施例对本发明方法作进一步的描述,本发明方法不仅局限于附图及具体实施方式所示。
如图1所示,本发明方法需要的设备和设施为:调节池、水泵、反应池、絮凝池及斜管沉淀池。
1、调节池
设置一个100m3调节池,功能为均匀进水水质、水量,在该池内增设氧化风管,作用为将原水水质中Fe2+离子氧化为Fe3+离子,促使其在后段反应池发生沉淀反应。如图2所示,在现有17.8KW空压机出口风管上增铺一条DN25的风管(镀锌管)接至原水池,增设后空压机DN25风管连接两条DN25架空风管(镀锌管),在架空风管上设置若干进入原水池液面的管道,采用DN15镀锌管制作。
2、原水泵:
为满足pH调节池、除钙反应池、絮凝反应池、斜板沉淀池的进水水量,原水泵压力不小于0.1MPa,预处理系统进水量为30m3/h,实际选用原水泵为:流量:Q=30m3/h,扬程:H=18-20m,电机功率:P=3KW,共2台,一用一备形式。
3、反应池:
为保证投加的氢氧化钠、碳酸钠与水中的钙、镁、铜、锌,铁等离子充分混合,完全发生化学反应,达到预期的效果,反应时间一般设置为15min,为保证系统的稳定运行,药剂充分反应,实际中反应时间可设置为30min, 反应池的外形尺寸为:3000×1500×4500mm,有效容积18m3,材质为碳钢衬玻璃钢。
4、絮凝池:
为保证投加的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺与水中的悬浮物充分混合,生产较大颗粒及颗粒密实的絮体,达到预期的效果,反应时间一般设置为15min,为保证系统的稳定运行,药剂充分反应,实际中反应时间可设置为30min,外形尺寸为:3000×1500×4500mm,有效容积V=18m³,材质为碳钢衬玻璃钢。
5、斜管沉淀池:
经过化学反应除硬度、除重金属处理,通过投加絮凝剂聚合氯化铝PAC、助凝剂聚丙烯酰胺PAM化学反应后,生成了较大颗粒度和密实度的矾花絮体,在沉淀池内部设置二层斜管填料,第一层斜管填料直径为Ø50mm,斜长500mm,厚度为0.5mm,在沉淀池内部的第二层斜管填料直径为Ø35mm,斜长1000mm,厚度为0.5mm,沉淀池设计的表面负荷为2m³/m².h。
沉淀区域的外形尺寸为:6500×3000×4500mm,有效容积V=78m3,材质为碳钢衬玻璃钢。
本发明方法的操作过程为:
废水经过调节池均匀水质、水量的同时,在该池内增设氧化风管曝气,将原水水质中Fe2+离子氧化为Fe3+离子,然后废水进入反应池,通过加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液进行调节pH=10-12之间,再加入10%的纯碱溶液,使钙、镁、铜、锌,铁等离子发生沉淀反应,该反应池发生以下反应:
Na2CO3+Ca2+==CaCO3↓+2Na+
Na2CO3+ Mg 2+==Mg CO3↓+2Na+
Cu2++2OH-==Cu(OH)2 ↓
Zn2++2OH-==Zn(OH)2↓
Fe3++2OH-=Fe(OH)3↓
反应后的废水自流进入絮凝池,在絮凝池中投加PAC、PAM进行絮凝反应,废水经过前两步投药反应,废水中形成了大量的胶絮状物体,流入斜管沉淀池中进行固液分离。沉淀池上清液进入清水池回用,沉淀池的泥浆压滤外送,压滤液回流至絮凝池。
6、清水池
需要时加入HCL回调,控制水质pH在6~9之间。清水池硬度及重金属达到下表指标后,进入深度净化系统处理后回用。
预处理效果指标表 单位:mg/L
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,通过调节池、反应池、絮凝池、沉淀池和清水池处理,步骤如下:
(1)原水泵将高硬度冶金废水抽入调节池,均匀进水水质和水量,在调节池内设置氧化风管,将冶金废水水质中Fe2+离子氧化为Fe3+离子,反应时间设置30min;
(2)然后废水进入反应池,通过加入体积浓度为30%的氢氧化钠溶液,调节至pH=10-12,通过加药管道连续均匀的加入体积浓度10%的纯碱溶液,加入量为795 kg/h,每日加入量为19080 kg,使废水中钙、镁、铜、锌,铁离子发生沉淀反应,反应时间设置为15-30min;
(3)反应后的废水自流进入絮凝池,在絮凝池中投加聚合氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM进行絮凝反应,PAC和PAM的投加量分别为6.25 kg/h和62.5g/h,通过加药管道连续均匀的加入,每日加入量分别为150 kg和1.5 kg,反应时间设置为15-30min ;
(4)当废水中形成了大量的胶絮状物体,流入斜管沉淀池中进行固液分离,沉淀池的上清液进入清水池回用,沉淀池的泥浆压滤外送,压滤液回流至絮凝池。
2.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述高硬度冶金废水硬度为3000-5000mg/L。
3.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述原水泵压力不小于0.1MPa,废水抽入调节池的进水量为30m³/h。
4.根据权利要求3所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述原水泵规格为:流量Q=30m³/h,扬程H=18-20m,电机功率P=3KW,共2台,一用一备形式。
5.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述调节池规格为100 m3,在现有17.8KW空压机出口风管上增铺一条DN25的风管接至原水池,增设后空压机DN25风管连接两条架空风管,在架空风管上设置若干进入原水池液面的管道,采用DN15镀锌管制作。
6.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述反应池发生以下反应:
Na2CO3+Ca2+==CaCO3↓+2Na+
Na2CO3+ Mg 2+==Mg CO3↓+2Na+
Cu2++2OH-==Cu(OH)2 ↓
Zn2++2OH-==Zn(OH)2↓
Fe3++2OH-=Fe(OH)3↓。
7.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述反应池外形尺寸为:3000×1500×4500mm,有效容积V=18m³,材质为碳钢衬玻璃钢。
8.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述絮凝池外形尺寸为:3000×1500×4500mm,有效容积V=18m³,材质为碳钢衬玻璃钢。
9.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,所述斜管沉淀池沉淀区域的外形尺寸为:6500×3000×4500mm,有效容积V=78m³,材质为碳钢衬玻璃钢。
10.根据权利要求1所述的高硬度冶金废水回用的预处理方法,其特征在于,在沉淀池内部设置二层的斜管填料,斜管材质采用PP,厚度5mm,第一层斜管填料直径为Ø50mm,斜长500mm,厚度为0.5mm,在沉淀池内部的第二层斜管填料直径为Ø35mm,斜长1000mm,厚度为0.5mm,沉淀池设计的表面负荷为2m³/m²·h。
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