CN108128874A - 一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法，将热轧板酸洗的废酸经预脱硅及脱硅处理后在酸再生装置中变成的再生酸送入酸洗槽。将从酸再生系统中不含氨氮的废水排入漂洗废水坑，氨氮废水进入酸再生系统中。向坑中加入固态粉状氨氮去除剂，把初步去除氨氮的废水进入冷轧废水站，冷轧薄板平整废水和乳化液含油废水输送到冷轧废水站处理完后成为混合含氨氮的废水，向混合含氨氮废水的输送管中注入液态氨氮去除剂将混合氨氮废水变成氨氮含量≤5PPm的洁净“废水”。此种氨氮去除方法在薄板冷轧工艺中属首创，能有效地处理废水中的氨氮，为同类行业或其它行业处理废水中的氨氮提供了科技依据，使处理后的“废水”中氨氮含量符合国家排放标准。

Description

一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理方法，尤其涉及一种冶金行业薄板冷轧工艺中的冷轧薄板废水中的氨氮处理方法。

背景技术

目前，薄板冷轧水系统中均有浓度不一的氨氮含量，而且它们的浓度不稳定，加之薄板冷轧工艺中冷轧废水站所属的各系统都还没有处理氨氮的设施和能力，使冷轧废水中的氨氮不断超标，不符合环保要求。

据分析，现时薄板冷轧废水中氨氮的来源主要是：①脱硅工艺当中加氨水调节PH值是薄板冷轧废水中氨氮的主要来源；②酸洗缓蚀剂当中含有大量有机胺类物质随着带钢经酸洗后带入漂洗段产生的漂洗废水③薄板冷轧工艺中的使用的乳化液中含有不同浓度的氨氮；④薄板冷轧工艺中所使用的平整液和光整液含有浓度不等的氨氮，而且其质量百分浓度不是ppm级。

去除薄板冷轧工艺废水中的氨氮方法目前有生物硝化与反消化、沸石选择性交换吸附、空气吸脱及折点氯化等。除此，还有采用加大水量来稀释冷轧废水中氨氮含量的方法，但耗水量大，不是一种理想的方法。据查，与本发明专利申请最为接近的有“酸再生氨氮废水回收改造”的论文。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低薄板冷轧废水中的氨氮质量百分含量以达到国家排放要求的冷轧薄板废水中的氨氮处理方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术是：所述的一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法包括如下步骤：把废酸储罐中的废酸用泵经第一管道送到预脱硅系统中去除废酸中的游离硅胶，预脱硅后的废酸以10m³/h的流量经第二管道进入脱硅系统中，在脱硅系统中加入氨水调PH值加入絮凝剂可经沉淀、压滤将泥浆及滤液分开。把在脱硅系统中处理后的废酸由过滤器过滤后由第三管道送入酸再生系统，废酸在酸再生系统中生成再生酸，酸再生系统中的再生酸经第四管道送到再生酸储罐，再生酸储罐中的再生酸按体积比1000:3比例配入酸洗缓蚀剂再由第五管道送入酸洗槽对热轧板进行酸洗，所述酸洗缓蚀剂为已有技术，市场可买产品。把经酸洗后的热轧板连续进入冷轧工序进行冷轧。热轧板酸洗产生的废酸由第六管道送入废酸储罐，酸再生洗酸枪和清洗过滤器的含氨氮的水由第七管道进入含氨氮废水坑，脱硅系统压滤机反冲洗水和泥饼仓滴水经收集管进入含氨氮废水坑，再用泵将含氨氮废水坑中的废水经第十五管道打入废酸储罐。把热轧板在酸洗之后的漂洗段产生的含有氨氮的漂洗废水从不含氨氮的废水坑中经第九管道送入漂洗废水坑中，把在酸再生脱硅、预脱硅系统中产生的不含氨氮的废水经第八管道送入漂洗废水坑中，第十管道将固态粉状氨氮去除剂送到漂洗废水坑内对含氨氮废水进行处理，控制固态粉状氨氮去除剂的加入量：根据漂洗废水坑中的废水氨氮含量，1m³氨氮废水加入100～200g固态粉状氨氮去除剂。所述固态粉状氨氮去除剂由次氯酸钙、磷酸钠和氯化镁组成，它们三者的质量比依次为85:10:5。

在漂洗废水坑同冷轧废水站之间有第十一管道相连，将漂洗废水坑初步去除氨氮后的废水由第十一管道送入冷轧废水站中的酸碱废水处理系统，把冷轧薄板在平整废水含氨氮废水和乳化液废水由第十四管道送入冷轧废水站中的含油废水处理系统，在含油废水处理系统中处理完后的废水由输送管送入酸碱废水处理系统中。在冷轧废水站同排水池之间有第十三管道相连，带阀门的第十二管道的一头连接第十三管道，第十二管道的另一头连接/连通液态氨氮去除剂罐。开启第十二管道上的阀门，让液态氨氮去除剂罐中的液态氨氮去除剂流入第十三管道与从冷轧废水站酸碱废水处理系统来的混合废水混合，把经进一步去氨氮后的“废水”排入排放沟。控制好第十三管道中混合废水同第十二管道中的10%次氯酸钙溶液以体积计的混合比为1000:1。

采用如上技术方案提供的热轧板酸洗/酸再生/冷轧板平整废水和乳化液含油废水中的氨氮去除方法与现有技术相比，技术效果在于：①本发明所述的热轧板酸洗/酸再生及冷轧板平整废水和乳化液含油废水中的氨氮去除方法结合了企业内自身设备的改造、工艺的调整和氨氮处理（去除）剂的配制，在薄板冷轧行业中属首创；②反复寻找氨氮来源后有了去除氨氮的方法，节省了成本，实用性强；③为国内同类型企业或其它企业解决薄板冷轧废水的排放问题找到了一条便捷之路，实用价值高；④无需在冷轧废水站设置专有的氨氮处理设施，节省了企业生产成本。

附图说明

图1为本发明所述的一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法所备的工艺流程示意图，图中所标装置均为已有技术，它们均为非标产品，可根据情况进行现场制作。所述氨氮NH₃-N⁺为有害物质。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

所述的一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法也可称之为一种热轧板酸洗/酸再生/冷轧板平整废水和乳化液中的氨氮去除方法。

当把热轧板（卷）25送入酸洗槽6进行酸洗时即进入了薄板冷轧工序，热轧板25先经酸洗后再冷轧成不同厚度的冷轧板，在各个不同阶段会有含氨氮的废水产生，这些含氨氮的废水不能随意排放，必须处理。

（如图1所述）本发明所述的一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法所示的工艺流程中包括有如下的设备：废酸储罐1、预脱硅系统2、脱硅系统3、酸再生系统4、再生酸储罐5、酸洗槽6、漂洗装置6a、漂洗废水坑7、不含氨氮废水坑7a、含氨氮废水坑7b、冷轧废水站8、液态氨氮去除剂罐9和排水池10，以及第一管道11（又称废酸输出管）、第二管道12（又称预脱硅废酸输送管）、第三管道13（又称脱硅废酸输送管）、第四管道14（又称再生酸输入管）、第五管道15（又称再生酸输出管）、第六管道16（又称废酸输入管）、第七管道17（又称含氨氮污水输送管）、第八管道18（又称不含氨氮的废水输送管）、第九管道19（又称漂洗废水输送管）、第十管道20（又称固态粉状氨氮去除剂输送管）、第十一管道21（又称初去氨氮废水输送管）、第十二管道22（又称液态氨氮去除剂输送管）、第十三管道23（又称无氨氮含量的混合水输送管）和第十四管道24（又称冷轧薄板平整废水和乳化液含油废水输送管）、第十五管道26和第十六管道27。其中预脱硅系统2、脱硅系统3、酸再生系统4和冷轧废水站8均为已有技术，是热轧板25酸洗工艺中有配置的设备，其它装置均为现场所安置的非标准设备。

把废酸储罐1中的废酸（酸洗热轧板25产生的废酸，酸洗热轧板25所使用的酸洗液通常为16～18%的盐酸）用泵经第一管道11送到预脱硅系统2内的石墨热交换器中，待废酸冷却到65℃后进入预脱硅系统2内的混合罐，在此混合罐的前后管道中加入ZETAG7018和ZETAG7563两种不同絮凝剂，使废酸中的游离硅胶生成沉淀物在沉淀池里沉淀下来，沉淀池里上部的澄清液溢流到预脱硅系统2的中间罐，沉淀池下部的泥浆送到压滤机压成泥饼，压滤机后的滤液由第二管道12输送到脱硅系统3中。来自预脱硅系统2中的滤液以10m³/h的流量进入脱硅装置3内的石墨加热器中，加热到85℃后进入圆柱形的浸溶塔，在浸溶塔内预脱硅的废酸与废铁片（低硅钢）反应，即废酸中游离的HC1与Fe反应生成H₂与FeCl₂。让从浸溶塔流出的不含游离HC1的液体进入冷却塔，待此液体冷却到45℃后将此液体送到脱硅系统3的反应罐，在反应罐中加入质量浓度为20%的氨水并通入压缩空气，把渗有氨水的溶液PH值调为3.8～4.5，在该反应罐中部分Fe²⁺氧化成Fe³⁺并且生成Fe(OH)₃，呈絮状沉淀。在絮状沉淀物进入沉淀池前在输送管中加入絮凝剂Nalco8173使絮状沉淀物的颗粒长大并充分收附废酸中的硅，将沉淀池的沉淀物用泵打入压滤机，泥浆经压滤机压成的泥饼集中处理（运走），滤液返回沉淀池，澄清后的澄清液体流回处理酸储罐。把在脱硅系统3中脱硅处理后的废酸经过滤器过滤后由第三管道13送入酸再生装置4的洗涤塔的下部，废酸的一部分进行循环，另一部分进入到文丘里预浓缩器的底部，在预浓缩泵的作用下，进入到文丘里预浓缩器中的废酸在文丘里预浓缩器中进行循环，并与来自焙烧炉的炉气进行热交换，同时被浓缩。经浓缩与加热后的废酸用泵加压送往焙烧炉的炉顶喷嘴中，使喷嘴向焙烧炉里喷射废酸，废酸在焙烧炉里与水反应生成氧化铁粉和盐酸：

4Fec1₂+4H₂O+O₂=2Fe₂O₃+8HCl↑

2Fec1₃+3H₂O=Fe₂O₃+6HCl↑

在焙烧炉中还发生了另一个反应

4NH₃ + 3O₂＝2N₂↑+6 H₂O

含氨氮废液和不含氨氮废液进行分开并分别对待，含氨氮废液和处理酸一起最终经焙烧炉去除氨氮。

将压滤机泥饼反冲水管道（第七管道17）连接到酸再生的含氨氮污水坑7b，脱硅系统用氨水调节废酸的PH值之后，其沉淀池底的铁泥当中是含有较多的氨，所以泥饼反冲之后的水含有氨，压滤机泥饼反冲水冲洗完之后含氨氮污水坑，再通过泵经第十五管道26打往废酸储罐1回收，将泥饼仓底部滴漏水收集管27直接进入酸再生的含氨氮污水坑7b，再通过泵经第十五管道26打往废酸储罐1回收。酸再生洗酸枪和清洗酸过滤器的水均含氨氮经第七管道17进入含氨氮污水坑7b，再通过泵经第十五管道26打往废酸储罐1回收。

生成的氧化铁粉（如Fe₂O₃）落到焙烧炉锥形底部经旋转阀送到除氯装置，加热除氯后的铁粉送到氧化铁粉仓。由焙烧炉的顶部排出的炉气先由双旋风除尘器分离其中的氧化铁粉，分离出的氧化铁粉由旋转阀送回焙烧炉，炉气先进入文丘里预浓缩器的顶部与废酸进行热交换，废酸被加热和浓缩，同时炉气被冷却，被冷却的炉气从文丘里预浓缩器出来后进入吸收塔，炉气中的HCl气体与漂洗水结合生成再生酸，在酸再生系统4中生成的再生酸经第四管道14送到再生酸储罐5，再生酸储罐5中的再生酸按体积比1000:3配入酸洗缓蚀剂（即再生酸：酸洗缓蚀剂=1000:3）后由第五管道15送入酸洗槽6对热轧板25进行酸洗，酸洗后产生的废酸由第六管道16送到废酸储罐1，如此循环。

把热轧板25在酸洗后的漂洗装置6a中生成的漂洗废水（其中含有氨氮）经第九管道19送入漂洗废水坑7中，而在酸再生装置4中产生的（酸再生）不含氨氯的废水（主要包括废酸加热器中的冷凝水、泵区密封冷却水和泥浆泵冷却水等）先流入不含氨氮废水坑7a再经第八管道18送入漂洗废水坑7中。所述漂洗废水坑7为自行设计制造的钢筋混凝土结构防腐的废水坑，在它的底面积一定的前提下，根据漂洗废水坑7中废水的深度就能推算出漂洗废水坑7中废水的立方米数或吨位数。在此漂洗废水坑7顶端或侧边由外向里安装有输送固态粉状氨氮去除剂的第十管道20（也可由人工直接向漂洗废水坑7中投放固态粉状氨氮去除剂）。所述固态粉状氨氮去除剂由次氯酸钙、磷酸盐（如磷酸三钠）和镁盐（如氯化镁）组成，其配比以重量计为次氯酸钙:磷酸钠:氯化镁=85:10:5。当漂洗废水坑7中废水的氨氮（质量）浓度大于20ppm时，1立方米氨氮废水加入200g固态粉状氨氮去除剂（即1m³氨氮加入200g）；而当废水中的氨氮浓度在5～20ppm时，1m³废水加100g固态粉状氨氮去除剂。在向漂洗废水坑7中加入固态粉状氨氮去除剂过程中产生的MgNH₄PO₄沉淀物在后续程序中去除。

在漂洗废水坑7同冷轧废水站8之间有第十一管道21相连，把漂洗废水坑7中经去氨氮后的废水由第十一管道21送入冷轧废水站8中的酸碱废水处理系统8a，此时热轧板25经过酸洗后入冷轧机在乳化液投入的情况下冷轧成薄板（即进入薄板冷轧程序），冷轧薄板在平整或光整过程中产生的带有氨氮的废水由第十四管道24送到冷轧废水站8中的含油废水处理系统8b内，在含油废水处理系统8b中处理完后的废水进入酸碱废水处理系统8a中。在冷轧废水站8中的酸碱废水处理系统8a同排水池10之间有第十三管23相连，在第十三管道23上连接有带阀门的第十二管道22一头，第十二管道22的另一头连接/连通液态氨氮去除剂罐9，在液态氨氮去除剂罐9中装有浓度为10%的次氯酸钙溶液，10%的次氯酸钙溶液即为液态氨氮去除剂。开启第十二管道22上的阀门，让液态氨氮去除剂罐9中的次氯酸钙溶液流入十三管道23中与第十三管道23中的处理完后的废水（此处理完后的废水中的实际氨氮含量一般小于20ppm）对混合废水中的剩余氯氮进行处理，次氯酸钙与氨氮的反应为4NH₃+3Ca（ClO）₂→2N₂+6H₂O+3Cacl₂。控制第十三管道23中的废水的流量与第十二管道22中的次氯酸钙溶液的流量，向1立方米混合废水中加入1升的10%次氯酸钙溶液，即向1000升混合废水中加入1升10%次氯酸钙溶液（1000:1），在两者混合后一同进入排水池10的过程中不产生沉淀，经去氨氮之后的“废水”流入排水沟10。

经过几级处理后，排水池10中的“废水”氨氮含量≤5ppm，符合国家排放标准。

Claims (4)

1.一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法，把废酸储罐（1）中的废酸用泵经第一管道（11）送到预脱硅系统（2）中去除废酸中的游离硅胶，预脱硅后的废酸以10m³/h的流量经第二管道（12）进入脱硅系统（3）中，在脱硅系统（3）经沉淀、压滤之后将泥浆及滤液分开；把在脱硅系统（3）中处理后的废酸由过滤器过滤后由第三管道（13）送入酸再生系统（4），废酸在酸再生系统（4）中生成再生酸，酸再生系统（4）中的再生酸经第四管道（14）送到再生酸储罐（5），再生酸储罐（5）中的再生酸按体积比1000:3配入酸洗缓蚀剂再由第五管道（15）送入酸洗槽（6）对热轧板（25）进行酸洗，酸洗产生的废酸由第六管道（16）送入废酸储罐（1），酸再生洗酸枪和清洗过滤器的含氨氮的水由第七管道（17）进入含氨氮废水坑（7b），脱硅系统压滤机反冲洗水和泥饼仓滴水经收集管（27）进入含氨氮废水坑（7b），再用泵将含氨氮废水坑（7b）中的废水经第十五管道（26）打入废酸储罐（1）；其特征在于：把热轧板（25）在酸洗之后的漂洗装置（6a）中产生的含有氨氮的漂洗废水经第九管道（19）送入漂洗废水坑（7）中，把在酸再生、脱硅、预脱硅系统中产生的不含氨氮的废水从不含氨氮的废水坑（7a）中经第八管道（18）送入漂洗废水坑（7）中，第十管道（20）将固态粉状氨氮去除剂送到漂洗废水坑（7）内对含氨氮废水进行处理，控制固态粉状氨氮去除剂的加入量；

在漂洗废水坑（7）同冷轧废水站（8）之间有第十一管道（21）相连，将漂洗废水坑（7）中初步去除氨氮后的废水由第十一管道（21）送入冷轧废水站（8）中的酸碱废水处理系统（8a）；把冷轧薄板在平整废水含氨氮废水和乳化液废水由第十四管道（24）送入冷轧废水站（8）中的含油废水处理系统（8b），处理完后的废水由输送管（8C）送入酸碱废水处理系统（8a）中；在冷轧废水站（8）同排水沟（10）之间有第十三管道（23）相连，带阀门的第十二管道（22）的一头连接第十三管道（23），第十二管道（22）的另一头连接/连通液态氨氮去除剂罐（9）；开启第十二管道（22）上的阀门，让液态氨氮去除剂罐（9）中的液态氨氮去除剂流入第十三管道（23）与从冷轧废水站（8）来的处理完后的废水混合；把经进一步去氨氮后的“废水”流入排放沟（10）。

2.根据权利要求1所述的一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法，其特征在于：固态粉状氨氮去除剂由次氯酸钙、磷酸钠、氯化镁组成，其质量比为次氯酸钙:磷酸钠:氯化镁=85:10:5。

3.根据权利要求1或2所述的一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法，其特征在于：当漂洗废水坑（7）的废水氨氮浓度大于20ppm时，1立方米氨氮废水加入200克固态粉状氨氮去除剂，而当漂洗废水坑（7）中废水氨氮浓渡在5～20ppm时，1立方米氨氮废水加入100克固态粉状氨氮去除剂。

4.根据权利要求1所述的一种冷轧薄板废水中的氨氮处理方法，其特征在于：第十三管道（23）中混合废水同第十二管道（22）中的10%次氯酸钙溶液以体积计两者的混合比为1000:1。