CN107758912A - 一种去除冷轧酸性废水中cod的方法和装置 - Google Patents

一种去除冷轧酸性废水中cod的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，所述冷轧酸性废水通过管道进入中和池，出水控制冷轧酸性废水的pH为6～9之间，经过中和池的冷轧酸性废水通过重力流入中间水池。然后通过一级提升泵将冷轧酸性废水从底部打入臭氧反应塔，经过臭氧反应塔后，冷轧酸性废水的COD为35～52mg/L，从臭氧反应塔流出的冷轧酸性废水通过二级提升泵进入吸附塔。吸附塔中内置改性活性半焦吸附剂。填料吸附塔的高度和直径比为3～5：1，改性活性半焦吸附剂按体积比占整个填料吸附塔的75～85％。本发明首次提出了去除冷轧酸性废水COD的技术方案，系统解决了酸性废水污染环境的问题。

Description

一种去除冷轧酸性废水中COD的方法和装置
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种冷轧酸性废水中总有机碳的方法和装置。
背景技术
钢铁工业是一个高能耗、高资源、高污染的产业，其水资源消耗巨大，约占全国工业用水量的14％。
2005年7月国家发改委出台了《钢铁产业发展政策》，对钢铁工业发展循环经济、节约能源和资源、走可持续发展道路提出了更高的目标和更具体的要求，在全球资源紧缺的情况下，低能耗、低污染、低排放成为社会发展的需要。
我国钢铁企业的单位耗用水量仍高于国外先进钢铁企业的水平，近一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量，提高钢铁企业水的循环利用率，加强钢铁企业废水的综合处理与回用是我国钢铁企业实现可持续发展的关键之一。
酸洗是冷轧厂不可缺少的工序之一。工艺生产过程中，冷轧钢材需采用酸洗工艺去除钢材表面的氧化铁皮，并且酸洗之后需要用纯水对钢材表面进行冲洗，以清洗钢材表面残留的酸液。因此随之而产生酸洗废液和酸性漂洗水，通常酸洗过程中的废酸大多返回酸再生系统进行再生后重复利用；漂洗废水由于酸浓度过低无法进行酸再生，只能排放。
到目前为止，还没有针对冷轧酸性废水去除COD的工艺和方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于，提供一种冷轧酸性废水中总有机碳的方法和装置。本发明的目的就是根据冷轧酸性废水水质水量情况，开发出经济、高效的达标及回用的技术方案，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。本发明首次提出了去除冷轧酸性废水COD的技术方案，系统解决了酸性废水污染环境的问题，因此本发明属于钢铁绿色环保生产工艺系统。
为实现本发明的目的，本发明一种冷轧酸性废水中总有机碳的方法和装置技术方案如下：
一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，使用包括中和池、碱液加药系统、中间水箱、一级提升泵、臭氧反应塔、臭氧发生器、二级提升泵、内置改性半焦吸附剂的吸附塔及排水泵的系统，其特征在于，
所述冷轧酸性废水通过管道进入中和池，出水控制冷轧酸性废水的pH为6～9之间，
经过中和池的冷轧酸性废水通过重力流入中间水池。然后通过一级提升泵将冷轧酸性废水从底部打入臭氧反应塔，经过臭氧反应塔后，冷轧酸性废水的COD为35～52mg/L，
从臭氧反应塔流出的冷轧酸性废水通过二级提升泵进入吸附塔。吸附塔中内置改性活性半焦吸附剂。填料吸附塔的高度和直径比为3～5：1，改性活性半焦吸附剂按体积比占整个填料吸附塔的75～85％。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，碱液加药系统由PLC控制，确定碱液的投加量，碱液为25～37％氢氧化钙，投加入中和池的投加量为200～500mg/L，中和池的停留时间为18～23min。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，所述冷轧酸性废水的水质特征：PH为3～6，COD为56～95mg/L。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，臭氧发生器的气源为纯氧，产生的臭氧浓度为100～120g/m3，臭氧也从底部进入臭氧反应塔，水流和气流为同向流，
在臭氧反应塔内的停留时间为40～55min，反应结束后从反应塔的上部出水口流出，臭氧从顶部排放。
臭氧有很强的氧化能力，能够氧化冷轧酸性废水中的冷轧酸性废水。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，冷轧酸性废水在填料吸附塔中的流速为6～8m/s。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，所述改性活性半焦吸附剂制备过程如下：
1)所述活性半焦主要成分(质量分数)为C：79.2～92.6％；H：4.2～8.6％；N：1.2～2.3％，杂质0.5～2.9％；
2)所述活性半焦颗粒用自来水冲洗3～4次至中性，在120℃鼓风干燥炉中干燥2小时，然后冷却；
3)冷却后的活性半焦，将活性半焦：硅藻土：纯水(体积比)按照1～5：1：60～80的比例配制水溶液，然后置于高压釜中，再加入1％～5％的双氧水50～150mg/L，密封加热后烘干；
4)冷却至室温，得到改性活性半焦填料。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，1)中，筛选粒径为1.5～3.2mm的活性半焦颗粒。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，3)中，将高压釜密封后充氮气加热到220～290℃，维持2～5个小时后停止加热。反应后将改性活性半焦在120℃的鼓风干燥箱内烘干3小时。
根据本发明所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，经过整个工艺后，冷轧酸性废水出水水质为PH为6～9，COD为16～28mg/L。
经过处理后的冷轧酸性废水可以通过排水泵直接达标排放，也可通过超滤和反渗透工艺进行回用。
附图说明
图1为本发明一种冷轧酸性废水达标及回用的系统示意图。
图中，1中和池，2为碱液加药系统，3为中间水箱，4为一级提升泵，5为臭氧反应塔，6为臭氧发生器，7为二级提升泵8为吸附塔，9为改性活性半焦吸附剂，10为排水泵。
具体实施方式
实施例1：
一种去除冷轧酸性废水中COD的方法和装置，包括中和池、碱液加药系统、中间水箱、一级提升泵、臭氧反应塔、臭氧发生器、二级提升泵、吸附塔、改性半焦吸附剂、排水泵。
所述冷轧酸性废水的水质特征：PH为5.2，COD为88mg/L。
所述冷轧酸性废水通过管道进入中和池。碱液加药系统由PLC控制，确定碱液的投加量，出水控制冷轧酸性废水的pH为8.3之间。碱液为29％氢氧化钙，投加入中和池的投加量为260mg/L，中和池的停留时间为21min。
经过中和池的冷轧酸性废水通过重力流入中间水池。然后通过一级提升泵将冷轧酸性废水从底部打入臭氧反应塔。臭氧发生器的气源为纯氧，产生的臭氧浓度为112g/m3，臭氧也从底部进入臭氧反应塔，水流和气流为同向流。臭氧有很强的氧化能力，能够氧化冷轧酸性废水中的冷轧酸性废水在臭氧反应塔内的停留时间为51min，反应结束后从反应塔的上部出水口流出，臭氧从顶部排放。经过臭氧反应塔后，冷轧酸性废水的COD为47mg/L。
从臭氧反应塔流出的冷轧酸性废水通过二级提升泵进入吸附塔。吸附塔中内置改性活性半焦吸附剂。填料吸附塔的高度和直径比为5：1，改性活性半焦吸附剂按体积比占整个填料吸附塔的80％。冷轧酸性废水在填料吸附塔中的流速为7m/s。
所述改性活性半焦吸附剂针对冷轧酸性废水的水质特点制备而成，制备过程如下：1)所述活性半焦主要成分(质量分数)为C：81.2％；H：4.5％；N：1.4％。筛选粒径为1.8mm的活性半焦颗粒。2)所述活性半焦颗粒用自来水冲洗4次至中性，在120℃鼓风干燥炉中干燥2小时，然后冷却。3)冷却后的活性半焦，将活性半焦：硅藻土：纯水(体积比)按照5：1：80的比例配制水溶液，然后置于高压釜中，再加入3％的双氧水50～150mg/L，将高压釜密封后充氮气加热到230℃，维持4个小时后停止加热。反应后将改性活性半焦在120℃的鼓风干燥箱内烘干3小时。4)冷却至室温，得到改性活性半焦填料。
经过处理后的冷轧酸性废水可以通过排水泵直接达标排放，也可进行回用。
经过整个工艺后，冷轧酸性废水出水水质为PH为8.1，COD为25mg/L。
实施例2：
一种去除冷轧酸性废水中COD的方法和装置，包括中和池、碱液加药系统、中间水箱、一级提升泵、臭氧反应塔、臭氧发生器、二级提升泵、吸附塔、改性半焦吸附剂、排水泵。
所述冷轧酸性废水的水质特征：PH为3.7，COD为63mg/L。
所述冷轧酸性废水通过管道进入中和池。碱液加药系统由PLC控制，确定碱液的投加量，出水控制冷轧酸性废水的pH为7.6。碱液为35％氢氧化钙，投加入中和池的投加量为450mg/L，中和池的停留时间为19min。
经过中和池的冷轧酸性废水通过重力流入中间水池。然后通过一级提升泵将冷轧酸性废水从底部打入臭氧反应塔。臭氧发生器的气源为纯氧，产生的臭氧浓度为109g/m3，臭氧也从底部进入臭氧反应塔，水流和气流为同向流。臭氧有很强的氧化能力，能够氧化冷轧酸性废水中的冷轧酸性废水在臭氧反应塔内的停留时间为45min，反应结束后从反应塔的上部出水口流出，臭氧从顶部排放。经过臭氧反应塔后，冷轧酸性废水的COD为39mg/L。
从臭氧反应塔流出的冷轧酸性废水通过二级提升泵进入吸附塔。吸附塔中内置改性活性半焦吸附剂。填料吸附塔的高度和直径比为3：1，改性活性半焦吸附剂按体积比占整个填料吸附塔的85％。冷轧酸性废水在填料吸附塔中的流速为7m/s。
所述改性活性半焦吸附剂针对冷轧酸性废水的水质特点制备而成，制备过程如下：1)所述活性半焦主要成分(质量分数)为C：82.1％；H：4.3％；N：1.4％。筛选粒径为1.8mm的活性半焦颗粒。2)所述活性半焦颗粒用自来水冲洗3次至中性，在120℃鼓风干燥炉中干燥2小时，然后冷却。3)冷却后的活性半焦，将活性半焦：硅藻土：纯水(体积比)按照4：1：75的比例配制水溶液，然后置于高压釜中，再加入2％的双氧水70mg/L，将高压釜密封后充氮气加热到280℃，维持4个小时后停止加热。反应后将改性活性半焦在120℃的鼓风干燥箱内烘干3小时。4)冷却至室温，得到改性活性半焦填料。
经过处理后的冷轧酸性废水可以通过排水泵直接达标排放，也可进行回用。
经过整个工艺后，冷轧酸性废水出水水质为PH为7.5，COD为21mg/L。
综上所述，本发明首次提出了去除冷轧酸性废水中COD的技术方案，系统解决了冷轧酸性废水污染环境的问题，因此本发明属于钢铁绿色环保生产工艺系统。。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变形都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，使用包括中和池、碱液加药系统、中间水箱、一级提升泵、臭氧反应塔、臭氧发生器、二级提升泵、置有改性半焦吸附剂的吸附塔及排水泵的系统，其特征在于，
所述冷轧酸性废水通过管道进入中和池，出水控制冷轧酸性废水的pH为6～9之间，
经过中和池的冷轧酸性废水通过重力流入中间水池，然后通过一级提升泵将冷轧酸性废水从底部打入臭氧反应塔，经过臭氧反应塔后，冷轧酸性废水的COD为35～52mg/L，
从臭氧反应塔流出的冷轧酸性废水通过二级提升泵进入吸附塔，吸附塔中内置改性活性半焦吸附剂，填料吸附塔的高度和直径比为3～5：1，改性活性半焦吸附剂按体积比占整个填料吸附塔的75～85％。
2.如权利要求1所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，碱液加药系统由PLC控制，确定碱液的投加量，碱液为25～37％氢氧化钙，投加入中和池的投加量为200～500mg/L，中和池的停留时间为18～23min。
3.如权利要求1所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，所述冷轧酸性废水的水质特征：PH为3～6，COD为56～95mg/L。
4.如权利要求1所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，臭氧发生器的气源为纯氧，产生的臭氧浓度为100～120g/m3，臭氧也从底部进入臭氧反应塔，水流和气流为同向流，
在臭氧反应塔内的停留时间为40～55min，反应结束后从反应塔的上部出水口流出，臭氧从顶部排放。
5.如权利要求1所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，冷轧酸性废水在填料吸附塔中的流速为6～8m/s。
6.如权利要求1所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，所述改性活性半焦吸附剂制备过程如下：
1)所述活性半焦主要成分(质量分数)为C：79.2～92.6％；H：4.2～8.6％；N：1.2～2.3％，杂质0.5～2.9％；
2)所述活性半焦颗粒用自来水冲洗3～4次至中性，在120℃鼓风干燥炉中干燥2小时，然后冷却；
3)冷却后的活性半焦，将活性半焦：硅藻土：纯水(体积比)按照1～5：1：60～80的比例配制水溶液，然后置于高压釜中，再加入1％～5％的双氧水50～150mg/L，密封加热后烘干；
4)冷却至室温，得到改性活性半焦填料。
7.如权利要求6所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，在步骤1)中，筛选粒径为1.5～3.2mm的活性半焦颗粒。
8.如权利要求6所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，在步骤3)中，将高压釜密封后充氮气加热到220～290℃，维持2～5个小时后停止加热。反应后将改性活性半焦在120℃的鼓风干燥箱内烘干3小时。
9.如权利要求1所述一种去除冷轧酸性废水中COD的方法，其特征在于，经过整个工艺后，冷轧酸性废水出水水质为PH为6～9，COD为16～28mg/L。
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