CN108928955B - 一种不锈钢酸洗废水的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，该工艺采用多步中和反应，并且每一步的中和反应配合不同的复合碱，最后得到的污泥能够提高金属镍的回收率，得到的处理后污水能够达到环保排放标准。

Description

一种不锈钢酸洗废水的处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种不锈钢酸洗废水的处理工艺。

背景技术

酸洗是不锈钢生产加工必不可少的环节。酸洗工艺每天会产生大量含有铬、镍等重金属和氟化物的酸性废水。这类废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。废水中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子状态转变成难溶性化合物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。总之，含重金属的废水经处理后形成两种产物，一种是基本上脱除了重金属的处理水，另一种是重金属的浓缩产物。重金属浓度低于排放标准的处理水可以进行排放；如果符合生产工艺用水要求，最好回用。浓缩产物中的重金属大都有使用价值，应尽量回收利用；没有回收价值的，要加以无害化处理。

目前，酸洗废水的常用处理工艺采用的是传统的化学沉淀法，并采用石灰作为中和药剂对废水进行处理。该方法的优点是通过石灰的物理及化学性能，可以很好地去除污水中的污染物。但是，由于这类废水中氟化物含量比较高，并且在很多情况下含有硫酸和硫酸盐，导致主要的问题是会产生大量氟化钙等污泥以及水合硫酸钙沉淀，同时，硫酸钙晶体的间隙水含量较高，进一步地增大了污泥量。污泥的产生量增大大，势必造成重金属镍等的品位低，使得大部分镍等不能回收利用，导致了资源浪费。并且含镍、铬等金属的污泥属于危险废物，不仅对环境造成严重的污染，并且由于处置费用较高，给企业带来了巨大的环保支出。

一个公布号为CN105060566A的中国专利，公开了一种钢铁酸洗废水的处理方法，该方法，包括如下步骤：(1)调节钢铁酸洗废水的酸碱度，向钢铁酸洗废水中加入氢氧化钠，调节钢铁酸洗废水的pH至6.5～7.5；(2)向所述钢铁酸洗废水中加入生石灰，所述生石灰的添加量为钢铁酸洗废水质量的2.0～2.6％，然后向钢铁酸洗废水中通空气，静置，分离，取上清液；(3)向所述上清液中添加石英砂，所述石英砂的重量为生石灰重量的1.2～2.1倍，搅拌；静置，取上清液，制得处理后的钢铁酸洗液。该方法就是采用生石灰作为沉淀剂，因此，不可避免地导致污泥量增大，从而造成了上述所述的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种不锈钢酸洗废水的处理工艺。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，包括以下步骤：

（1）将酸洗废水在第一中和池中加入第一复合碱，搅拌进行第一中和反应，然后经沉淀分离，得到第一污泥、第一滤液和第一上清液；第一污泥进行危废处理或炼钢厂回炉使用；

（2）将得到的第一滤液和第一上清液在第二中和池中加入第二复合碱进行第二中和反应，经沉淀分离后，得到第二污泥、第二滤液和第二上清液，第二污泥作为资源回收的原料进行资源回收；

（3）将第二中和反应后包括第二滤液和第二上清液在第三中和池中加入第三复合碱进行第三中和反应，经沉淀分离得到第三污泥、第三滤液和第三上清液，第三污泥返回至第一中和池中，将第三滤液和第三上清液的pH调节至6-9，经检验合格后进行排放、回用或深度处理。

目前对酸洗废水的处理通常采用的是一锅法，即采用生石灰一步中和法，该方法不可避免地导致污泥量的增大，污泥的增大，使得在单位体积的污泥中镍含量降低，这给镍的回收提取带来了很大的难度。

而本发明采用了多次碱中和，从而能够达到减少污泥量并且将镍进一步地富集，从而降低镍的回收难度，提高镍的回收率。

在上述的处理过程中，第一次复合碱的目的是中和各种酸，如硝酸、氢氟酸、硫酸等，除去大部分的Fe³⁺、F^-和少量的Ni²⁺、Gr³⁺；

经过第一中和反应后，第一污泥中含有Fe(OH)₃、 CaF₂、MgF₂以及少量的Ni²⁺、Gr³⁺氢氧化物沉淀；

经过第一种和反应后，第一上清液和滤液中还有大量的Ni²⁺、Gr³⁺，少量的Fe³⁺ 和F^-。

第二复合碱的目的是：继续中和剩余的各种酸，除去99.99%的Fe³⁺、F^-和99.99%的Ni²⁺、Gr³⁺；

经过第二中和反应后，第二污泥中含有Ni(OH)₂、Gr(OH)₃和少量的Fe(OH)₃、CaF₂、MgF₂；镍和铬主要富集在这部分污泥中，含量达到5-10%。

经过第二中和反应后，第二上清液和滤液除PH（显示酸性）外，只含有微量的重金属和F^-。（约0.01%）

最后pH调节成6-9的目的是处理的水达到纳管指标。

优选的，第一中和池中经第一中和反应后的酸洗废水的pH为3.0-4.5。

在这里对pH进了调节，调节pH值范围的目的是利于镍的富集，如果pH低于3.0，由于酸度偏大，污泥产生量较少，不利于酸洗废水的处理；而pH一旦高于4.5就会导致镍也沉淀出来，这样就非常不利于镍的富集。

在此，具体的，pH的调节是依靠第一中和碱的加入量进行的。

优选的，第二中和池中经第二中和反应后的酸洗废水的pH为5.5-7.0。

优选的，第一复合碱的组分按重量百分比为：氧化镁40-70%、氢氧化镁10-55%和CaO3-50%。

由于目前通常采用的是氧化钙处理工艺，而本发明采用了氧化镁、氢氧化镁和氧化钙，只会产生少量的硫酸钙污泥，大大减少污泥量。但由于氢氧化镁和氧化镁溶解度低，不易反应并且单独使用氢氧化镁和氧化镁，在处理后的水中F-含量很难达到排放标准，所以无人使用复合碱处理不锈钢酸洗废水。

优选的，所述第二复合碱的组分为：NaOH 5-90%、CaO:5-80%、MgO 4-40%和Na₂S 1-20%。

优选的，步骤（3）中将得到的第二滤液和第二上清液在第三中和池中加入第三复合碱进行第三中和反应，经沉淀分离得到第三污泥、第三滤液和第三上清液，第三污泥返回至第一中和池中，第三滤液和第三上清液进入后处理。

本发明在两次中和反应的基础上，再进行第三中和反应，第三中和反应的目的是基本除去所有的铁、氟和重金属，处理后的水除了pH外，已达到纳管指标。

将第三污泥返回至第一中和池的目的是为了污泥中过量的碱性物质在第一中和池继续反应。

优选的，第三复合碱的组分为： MgO 90-98%和CaO 2-10%。

经过第三次中和反应后，最后的滤液和上清液中，F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，

Gr³⁺<0.5mg/L。除pH显示酸性外，达到纳管指标。

技术效果：

第三次中和反应具体除去了微量的Ni₂₊、Gr³⁺、Fe³⁺ 和F^-，保证了处理后的水达到纳管指标。纳管指标：，F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，Gr3+<0.5mg/L。

由于第三中和反应采用了氧化镁和氧化钙，与第一复合碱相比，少了氢氧化镁，剩余微量的重金属是依靠过量的MgO和CaO水解产生的OH﹣去除。

优选的，具体包括以下步骤：

（1）复合碱乳液配置：在配料釜中加入水，不断搅拌下将各复合碱原料按照既定配比投入配料釜中配置成质量浓度为5-10%的第一复合碱乳液、第二复合碱乳液和第三复合碱乳液。

（2）将酸洗废水泵入第一中和池，不断搅拌下加入第一复合碱乳液，在常温下反应至pH为3-4.5，然后进行沉淀分离，得到第一上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第一污泥和第一滤液；

（3）将上述的第一滤液和第一上清液在第二中和池中，不断搅拌下加入第二复合碱乳液，待反应至pH为5.5-7时，进行沉淀分离，得到第二上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第二污泥和第二滤液；

（4）将上述的第二滤液和第二上清液在第三中和池中，不断搅拌下加入第三复合碱乳液，待反应至pH为9.8-10.5，进行沉淀分离，得到第三上清液和沉淀物，将沉淀物沉采用板框压滤机压滤，得到第三污泥和第三滤液；将第三污泥返回至第一中和池中，第三滤液和第三上清液待用；

（5）将上述的第三滤液和第三上清液pH为调节至6-9，经检验合格后，进行排放、回用或者深度处理。

由于pH非常不容易控制，因此，本发明的反应对pH的要求非常高。

优选的，

本发明与现有技术相比，有益效果是：

1污泥量小，某钢铁厂按原方法处理废水每100立方米废水产生污泥约10.8吨；按本专利技术处理，100立方米废水产生污泥约5.6吨；

2处理后污泥内含镍量高，第二步的污泥中，镍的含量在5%-10%，在将镍富集后，从而能够降低镍的回收难度，提高镍的回收率。

3能够在在污水达到环境处理要求的基础上，尽可能地回收镍，并且降低镍的回收成本。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明的另一种工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

处理工艺流程具体如图1和图2所示。

实施例1：

一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，具体包括以下步骤：

（1）复合碱乳液配置：在配料釜中加入水，不断搅拌下将各复合碱原料按照既定配比投入配料釜中配置成质量浓度范围为5-10%的第一复合碱乳液、第二复合碱乳液和第三复合碱乳液。

（2）将酸洗废水泵入第一中和池，不断搅拌下加入第一复合碱乳液，在常温下反应至pH为3-4.5，然后进行沉淀分离，得到第一上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第一污泥和第一滤液；第一复合碱的组分按重量百分比为：氧化镁42%、氢氧化镁55%和CaO3%；

（3）将上述的第一滤液和第一上清液在第二中和池中，不断搅拌下加入第二复合碱乳液，待反应至pH为5.5-7时，进行沉淀分离，得到第二上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第二污泥和第二滤液；所述第二复合碱的组分为：NaOH 25%、CaO:15%、MgO 40%和Na₂S 20%；

（4）将第二中和反应后包括第二滤液和第二上清液在内的酸洗废水进行后处理，具体为：将pH调节至6-9，经检验合格后进行排放、回用或深度处理。

以F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，Gr3+<0.5mg/L为纳管指标，处理后的污水达到该标准。

实施例2：

一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，具体包括以下步骤：

（1）复合碱乳液配置：在配料釜中加入水，不断搅拌下将各复合碱原料按照既定配比投入配料釜中配置成质量浓度范围为5-10%的第一复合碱乳液、第二复合碱乳液和第三复合碱乳液。

（2）将酸洗废水泵入第一中和池，不断搅拌下加入第一复合碱乳液，在常温下反应至pH为3-4.5，然后进行沉淀分离，得到第一上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第一污泥和第一滤液；第一复合碱的组分按重量百分比为：氧化镁40%、氢氧化镁10%和CaO50%；

（3）将上述的第一滤液和第一上清液在第二中和池中，不断搅拌下加入第二复合碱乳液，待反应至pH为5.5-7时，进行沉淀分离，得到第二上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第二污泥和第二滤液；所述第二复合碱的组分为：NaOH 5%、CaO:80%、MgO 4%和Na₂S 11%；

（4）将第二中和反应后包括第二滤液和第二上清液在内的酸洗废水进行后处理，具体为：将pH调节至6-9，经检验合格后进行排放、回用或深度处理。

以F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，Gr3+<0.5mg/L为纳管指标，处理后的污水达到该标准。

实施例3：

一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，具体包括以下步骤：

（1）复合碱乳液配置：在配料釜中加入水，不断搅拌下将各复合碱原料按照既定配比投入配料釜中配置成质量浓度范围均为5%的第一复合碱乳液、第二复合碱乳液和第三复合碱乳液。

（2）将酸洗废水泵入第一中和池，不断搅拌下加入第一复合碱乳液，在常温下反应至pH为3-4，然后进行沉淀分离，得到第一上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第一污泥和第一滤液；第一复合碱的组分按重量百分比为：氧化镁70%、氢氧化镁25%和CaO5%。

（3）将上述的第一滤液和第一上清液在第二中和池中，不断搅拌下加入第二复合碱乳液，待反应至pH为6-7时，进行沉淀分离，得到第二上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第二污泥和第二滤液；所述第二复合碱的组分为：NaOH 50%、CaO:20%、MgO20%和Na₂S 10%；

（4）将上述的第二滤液和第二上清液在第三中和池中，不断搅拌下加入第三复合碱乳液，待反应至pH为9.8-10，进行沉淀分离，得到第三上清液和沉淀物，将沉淀物沉采用板框压滤机压滤，得到第三污泥和第三滤液；将第三污泥返回至第一中和池中，第三滤液和第三上清液待用；第三复合碱的组分为：MgO 98%和CaO 2%；

（5）将上述的第三滤液和第三上清液pH为调节至6-9，经检验合格后，进行排放、回用或者深度处理。

以F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，Gr3+<0.5mg/L为纳管指标，处理后的污水达到该标准。

实施例4：

一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，具体包括以下步骤：

（1）复合碱乳液配置：在配料釜中加入水，不断搅拌下将各复合碱原料按照既定配比投入配料釜中配置成质量浓度范围均为10%的第一复合碱乳液、第二复合碱乳液和第三复合碱乳液。

（2）将酸洗废水泵入第一中和池，不断搅拌下加入第一复合碱乳液，在常温下反应至pH为4-4.5，然后进行沉淀分离，得到第一上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第一污泥和第一滤液；第一复合碱的组分按重量百分比为：氧化镁40%、氢氧化镁10%和CaO50%。

（3）将上述的第一滤液和第一上清液在第二中和池中，不断搅拌下加入第二复合碱乳液，待反应至pH为5.5-6时，进行沉淀分离，得到第二上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第二污泥和第二滤液；所述第二复合碱的组分为：NaOH 90%、CaO:5%、MgO 5%和Na₂S 1%；

（4）将上述的第二滤液和第二上清液在第三中和池中，不断搅拌下加入第三复合碱乳液，待反应至pH为10-10.5，进行沉淀分离，得到第三上清液和沉淀物，将沉淀物沉采用板框压滤机压滤，得到第三污泥和第三滤液；将第三污泥返回至第一中和池中，第三滤液和第三上清液待用；第三复合碱的组分为：MgO 90%和CaO 10%；

（5）将上述的第三滤液和第三上清液pH为调节至6-9，经检验合格后，进行排放、回用或者深度处理。

以F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，Gr3+<0.5mg/L为纳管指标，处理后的污水达到该标准。

实施例5：

在5000升的反应池中，加入4000升某不锈钢厂的漂洗废水，加入第一复合碱水溶液，反应至PH=4.4，沉淀压滤，滤渣149公斤。滤液呈绿色，泵入第二反应釜，加入第二复合碱水溶液，反应至PH=6.5，沉淀压滤，滤渣74.6公斤，经检测镍离子含量9.2%。将上述的第二滤液和第二上清液在第三中和池中，不断搅拌下加入第三复合碱乳液，反应至pH为10.5，进行沉淀分离，得到第三上清液和沉淀物，将沉淀物沉采用板框压滤机压滤，得到第三污泥和第三滤液；将第三污泥返回至第一中和池中，滤液加盐酸中和至PH=7.5后，纳管处理。

以F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，Gr3+<0.5mg/L为纳管指标，处理后的污水达到该标准。

实施例6：

在15立方的反应池中，加入12立方某不锈钢厂的漂洗废水，加入第一复合碱水溶液，反应至PH=4.35，沉淀压滤，滤渣448公斤。滤液呈绿色，泵入第二反应釜，加入第二复合碱水溶液，反应至PH=6.6，沉淀压滤，滤渣224公斤，经检测镍离子含量9.0%。滤液将上述的第二滤液和第二上清液在第三中和池中，不断搅拌下加入第三复合碱乳液，待反应至pH为10.3，进行沉淀分离，得到第三上清液和沉淀物，将沉淀物沉采用板框压滤机压滤，得到第三污泥和第三滤液；将第三污泥返回至第一中和池中，加盐酸中和至PH=7.5后，纳管处理。

以F^-<10mg/L，Ni²⁺<1mg/L，Fe³⁺<5mg/L，Gr3+<0.5mg/L为纳管指标，处理后的污水达到该标准。

Claims (1)

1.一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）复合碱乳液配置：在配料釜中加入水，不断搅拌下将各复合碱原料按照既定配比投入配料釜中配置成质量浓度范围为5-10%的第一复合碱乳液、第二复合碱乳液和第三复合碱乳液；

（2）将酸洗废水泵入第一中和池，不断搅拌下加入第一复合碱乳液，在常温下反应至pH为3-4.5，然后进行沉淀分离，得到第一上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第一污泥和第一滤液；第一复合碱的组分按重量百分比为：氧化镁40-70%、氢氧化镁10-55%和CaO3-50%；

（3）将上述的第一滤液和第一上清液在第二中和池中，不断搅拌下加入第二复合碱乳液，待反应至pH为5.5-7时，进行沉淀分离，得到第二上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第二污泥和第二滤液；所述第二复合碱的组分为：NaOH 5-90%、CaO:5-80%、MgO 4-40%和Na₂S 1-20%；

（4）将上述的第二滤液和第二上清液在第三中和池中，不断搅拌下加入第三复合碱乳液，待反应至pH为9.8-10.5，进行沉淀分离，得到第三上清液和沉淀物，将沉淀物采用板框压滤机压滤，得到第三污泥和第三滤液；将第三污泥返回至第一中和池中，第三滤液和第三上清液待用；第三复合碱的组分为：MgO 90-98%和CaO 2-10%；

（5）将上述的第三滤液和第三上清液pH为调节至6-9，经检验合格后，进行排放、回用或者深度处理。