CN109368857A - 一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置及工艺，属于废液回收处理技术领域，该装置包括通过管道依次连接的废液储存池、沉淀池和砂滤罐，所述沉淀池与所述砂滤罐通过排水管道连通，所述沉淀池与废液储存池之间设有文丘里混合器，所述文丘里混合器通过管道连通有碱液罐，所述沉淀池的底部连接有浓缩池，所述浓缩池通过废水管道与所述废液储存池连通，所述浓缩池通过排渣管道依次连接有酸洗废酸池、过滤装置和反应釜，所述酸洗废酸池的顶部连接有铁屑槽，所述反应釜顶部连接有稳定剂罐和氧化剂罐。使钢铁加工企业钢铁酸洗产生的废水、废酸得到综合处理和利用，无废水、废气、废渣产生，使企业真正实现了无害化清洁生产。

Description

一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置及工艺
技术领域
本发明涉及废液回收处理技术领域，具体涉及一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置及工艺。
背景技术
钢铁加工企业对钢铁表面铁锈进行清除，一般采用盐酸、硫酸酸洗，然后用清水洗涤的方法，这样就产生了大量主要含铁离子的酸性废水和酸洗废酸液，如果直接排放，会对环境造成严重污染。
现在国内对这些废酸、废水的处理主要有如下方法：
1、投加石灰粉或石灰乳液进行化学中和、沉淀处理，产生的大量废渣还会产生二次污染，需进一步对废渣进行无害化处理，这不仅增加了企业成本负担，也造成了有用资源的浪费；
2、对废酸液中的废酸进行回收利用，但工艺技术要求高，工艺复杂，设备投资大，运行成本高，且对废水需另加设备处理，故几乎得不到实际应用。
因此，研究一种钢铁酸洗废液的无害化处理及废物利用工艺，无任何有害气体、液体和固体废物的产生，做到“废物利用、变废为宝”，符合清洁生产的原则要求，无论是从环境保护方面，还是从企业经济利益方面看，都有重要的意义。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置及工艺，使钢铁加工企业钢铁酸洗产生的废水、废酸得到综合处理和利用，无废水、有害废气、废渣产生，使企业真正实现了无害化清洁生产，又为企业取得了良好的经济效益。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，包括通过管道依次连接的废液储存池、沉淀池和砂滤罐，所述沉淀池与所述砂滤罐通过排水管道连通，所述沉淀池与废液储存池之间设有文丘里混合器，所述文丘里混合器通过管道连通有碱液罐，所述沉淀池的底部连接有浓缩池，所述浓缩池通过废水管道与所述废液储存池连通，所述浓缩池通过排渣管道依次连接有酸洗废酸池、过滤装置和反应釜，所述酸洗废酸池的顶部连接有铁屑槽，所述反应釜顶部连接有稳定剂罐和氧化剂罐。
优选的，所述废液储存池与所述沉淀池之间的管道上设有提升泵。
优选的，所述沉淀池采用竖流式沉淀池，所述排水管道的一端连接所述沉淀池内部的溢流堰，所述排水管道的另一端连接所述砂滤罐的顶部。
优选的，所述砂滤罐的底部设有清水排水管道，所述砂滤罐的底部一侧设有反冲洗水管道，所述砂滤罐的顶部一侧设有反冲洗排水管道。
优选的，所述反应釜为氧化聚合反应釜，所述反应釜内设有搅拌器。
优选的，所述过滤装置为耐腐蚀过滤网筛过滤装置。
本发明还提供一种钢铁酸洗废液的无害化处理工艺，采用上述所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，包括以下步骤:
(1)废液储存池内的酸性含铁离子废液与碱液在文丘里混合器混合，混合液进入沉淀池内反应，使废液中H+与OH-结合成水以除酸，同时，使Fe2+、Fe3+分别生成Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀，沉淀物与水在沉淀池内分离，水进入砂滤罐，进一步去除悬浮物杂质，排出的清水回用；
(2)沉淀池底部沉淀物排入浓缩池，在浓缩池内，在重力作用下沉淀物与水再分离，使沉淀物得到进一步浓缩，上清液排入废液储存池内；
(3)浓缩后的沉淀物进入酸洗废酸池内，与废酸反应，生成可溶性二价铁盐、三价铁盐和水，沉淀物完全溶解后，在上述溶液中加入铁屑，中和残余废酸，生成无害的氢气和可溶性二价铁盐，同时过量的铁屑把Fe3+还原为Fe2+，此时溶液的主要成分变为：水、Fe2+、酸根离子和铁屑；
(4)上述溶液经过滤装置，过滤出铁屑回用，而滤液进入反应釜，在一定温度与pH值条件下，在搅拌状态下加入氧化剂，使Fe2+全部转化为Fe3+，Fe3+进行水解聚合反应，反应结束后，加入稳定剂，最终得到聚合铁盐絮凝剂溶液。
优选的，所述步骤(1)中的碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
优选的，所述步骤(1)中的沉淀池中混合液的pH值控制在7-9。
优选的，所述步骤(4)中的稳定剂为磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢氨中的任意一种。
优选的，所述步骤(4)中，温度为30-60℃，pH值为0.5-1.5。
优选的，所述步骤(4)中的氧化剂为氯酸钠、双氧水中的任意一种或两种。
本发明的有益效果表现在：
1、使钢铁加工企业钢铁酸洗产生的废水、废酸得到综合处理和利用，本处理工艺无废水、有害废气、废渣产生，使企业真正实现了无害化清洁生产，又为企业取得了良好的经济效益；
2、本处理工艺设备简单，投资小、处理能力强、占地面积小，运行费用低；
3、本装置及工艺适应面广，既可对钢铁加工企业盐酸酸洗废酸、废水又可对硫酸酸洗废酸、废水进行无害化处理；
4、运行操作简单，所得絮凝剂产品质量稳定，絮凝效果好，可替代聚合氯化铝，但成本大大降低；
5、经本工艺处理后的酸洗废水水质清澈透明，杂质少，可与自来水相当，可全部回用。
附图说明
图1为本发明一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置的整体结构示意图。
图中：1-废液储存池、2-沉淀池、3-砂滤罐、4-排水管道、5-碱液罐、6-浓缩池、7-废水管道、8-排渣管道、9-酸洗废酸池、10-过滤装置、11-反应釜、12-铁屑槽、13-稳定剂罐、14-氧化剂罐、15-提升泵、16-清水排水管道、17-反冲洗水管道、18-反冲洗排水管道、19-文丘里混合器。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，包括通过管道依次连接的废液储存池1、沉淀池2和砂滤罐3，所述沉淀池2与所述砂滤罐3通过排水管道4连通，所述沉淀池2与废液储存池1之间设有文丘里混合器19，所述文丘里混合器19通过管道连通有碱液罐5，所述沉淀池2的底部连接有浓缩池6，所述浓缩池6通过废水管道7与所述废液储存池1连通，所述浓缩池6通过排渣管道8依次连接有酸洗废酸池9、过滤装置10和反应釜11，所述酸洗废酸池9的顶部连接有铁屑槽12，所述反应釜11顶部连接有稳定剂罐13和氧化剂罐14。
所述废液储存池1与所述沉淀池2之间的管道上设有提升泵15。所述沉淀池2采用竖流式沉淀池，所述排水管道4的一端连接所述沉淀池2内部的溢流堰，所述排水管道4的另一端连接所述砂滤罐3的顶部。所述砂滤罐3的底部设有清水排水管道16，所述砂滤罐3的底部一侧设有反冲洗水管道17，所述砂滤罐3的顶部一侧设有反冲洗排水管道18。所述反应釜11为氧化聚合反应釜，所述反应釜11内设有搅拌器。所述过滤装置10为耐腐蚀过滤网筛过滤装置。
以下结合具体实施例说明采用上述一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置的钢铁酸洗废液的无害化处理工艺。
实施例1：
一种钢铁酸洗废液的无害化处理工艺，包括以下步骤:
(1)废液储存池1内的酸性含铁离子废液与碱液罐5中的氢氧化钠溶液在文丘里混合器19混合，混合液进入沉淀池2内反应，混合液的pH值控制在7.5，使废液中H+与OH-结合成水以除酸，同时，使Fe2+、Fe3+分别生成Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀，沉淀物与水在沉淀池2内分离，水进入砂滤罐3，进一步去除悬浮物杂质，清水由清水排水管道16排出回用，当截留悬浮物达到一定量，经砂滤罐3底部的反冲洗水管道17泵入清水对砂滤罐3进行反洗，反洗水由砂滤罐3上部的反冲洗排水管道18排入废液储存池1；
(2)沉淀池2底部沉淀物排入浓缩池6，在浓缩池6内，在重力作用下沉淀物与水再分离，使沉淀物得到进一步浓缩，上清液经废水管道7排入废液储存池1内；
(3)浓缩后的沉淀物经排渣管道8进入酸洗废酸池9内，与废酸反应，生成可溶性二价铁盐、三价铁盐和水，沉淀物完全溶解后，在上述溶液中加入铁屑槽12中的铁屑，中和残余废酸，生成无害的氢气和可溶性二价铁盐，同时过量的铁屑把Fe3+还原为Fe2+，此时溶液的主要成分变为：水、Fe2+、酸根离子和铁屑，经测得Fe3+含量小于废液总铁量的1％时，即可视为反应终点；
(4)上述溶液经过滤装置10，过滤出铁屑回用，而滤液进入反应釜11，在60℃与pH值为1的条件下，在搅拌状态下加入氧化剂罐14中的氧化剂氯酸钠，使Fe2+全部转化为Fe3+，为尽量使Fe2+全部转化为Fe3+，投加略过量的氯酸钠(按氯酸钠与Fe2+摩尔比为0.18:1—0.19:1)，Fe3+进行水解聚合反应，测得Fe2+含量小于1％时，反应结束，然后加入稳定剂罐13中的稳定剂磷酸二氢钠，加入量为每吨2㎏，最终得到聚合铁盐絮凝剂溶液。
实施例2：
一种钢铁酸洗废液的无害化处理工艺，包括以下步骤:
(1)废液储存池1内的酸性含铁离子废液与碱液罐5中的氢氧化钠溶液在文丘里混合器19混合，混合液进入沉淀池2内反应，混合液的pH值控制在9，使废液中H+与OH-结合成水以除酸，同时，使Fe2+、Fe3+分别生成Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀，沉淀物与水在沉淀池2内分离，水进入砂滤罐3，进一步去除悬浮物杂质，清水由清水排水管道16排出回用，当截留悬浮物达到一定量，经砂滤罐3底部的反冲洗水管道17泵入清水对砂滤罐3进行反洗，反洗水由砂滤罐3上部的反冲洗排水管道18排入废液储存池1；
(2)沉淀池2底部沉淀物排入浓缩池6，在浓缩池6内，在重力作用下沉淀物与水再分离，使沉淀物得到进一步浓缩，上清液经废水管道7排入废液储存池1内；
(3)浓缩后的沉淀物经排渣管道8进入酸洗废酸池9内，与废酸反应，生成可溶性二价铁盐、三价铁盐和水，沉淀物完全溶解后，在上述溶液中加入铁屑槽12中的铁屑，中和残余废酸，生成无害的氢气和可溶性二价铁盐，同时过量的铁屑把Fe3+还原为Fe2+，此时溶液的主要成分变为：水、Fe2+、酸根离子和铁屑，经测得Fe3+含量小于废液总铁量的1％时，即可视为反应终点；
(4)上述溶液经过滤装置10，过滤出铁屑回用，而滤液进入反应釜11，在30℃与pH值为0.5的条件下，在搅拌状态下加入氧化剂罐14中的氧化剂双氧水，使Fe2+全部转化为Fe3 +，为尽量使Fe2+全部转化为Fe3+，投加略过量的双氧水(按双氧水与Fe2+摩尔比为0.65:1—0.7:1)，Fe3+进行水解聚合反应，测得Fe2+含量小于1％时，反应结束，然后加入稳定剂罐13中的稳定剂磷酸二氢铵，加入量为每吨1.5㎏，最终得到聚合铁盐絮凝剂溶液。
由于钢铁酸洗废液中含铁量常有波动，故每次氧化剂投加量根据滤液中实测Fe2+的含量，按各氧化剂与Fe2+的反应摩尔比计算确定。
采用该工艺，处理后废水全部回用；酸洗废液综合处理后生产的聚合氯化铁絮凝剂、聚合硫酸铁絮凝剂，质量稳定可靠，各项指标均达到或超过国家质量标准要求，已被用于印染、油脂化工、食品屠宰等行业废水及生活污水处理，取得了良好效果。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的废液储存池、沉淀池和砂滤罐，所述沉淀池与所述砂滤罐通过排水管道连通，所述沉淀池与废液储存池之间设有文丘里混合器，所述文丘里混合器通过管道连通有碱液罐，所述沉淀池的底部连接有浓缩池，所述浓缩池通过废水管道与所述废液储存池连通，所述浓缩池通过排渣管道依次连接有酸洗废酸池、过滤装置和反应釜，所述酸洗废酸池的顶部连接有铁屑槽，所述反应釜顶部连接有稳定剂罐和氧化剂罐。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，其特征在于，所述废液储存池与所述沉淀池之间的管道上设有提升泵。
3.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，其特征在于，所述沉淀池采用竖流式沉淀池，所述排水管道的一端连接所述沉淀池内部的溢流堰，所述排水管道的另一端连接所述砂滤罐的顶部。
4.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，其特征在于，所述砂滤罐的底部设有清水排水管道，所述砂滤罐的底部一侧设有反冲洗水管道，所述砂滤罐的顶部一侧设有反冲洗排水管道。
5.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，其特征在于，所述反应釜为氧化聚合反应釜，所述反应釜内设有搅拌器。
6.根据权利要求1所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，其特征在于，所述过滤装置为耐腐蚀过滤网筛过滤装置。
7.一种钢铁酸洗废液的无害化处理工艺，采用权利要求1-6任一项所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理装置，其特征在于，
(1)废液储存池内的酸性含铁离子废液与碱液在文丘里混合器混合，混合液进入沉淀池内反应，使废液中H+与OH-结合成水以除酸，同时，使Fe2+、Fe3+分别生成Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀，沉淀物与水在沉淀池内分离，水进入砂滤罐，进一步去除悬浮物杂质，排出的清水回用；
(2)沉淀池底部沉淀物排入浓缩池，在浓缩池内，在重力作用下沉淀物与水再分离，使沉淀物得到进一步浓缩，上清液排入废液储存池内；
(3)浓缩后的沉淀物进入酸洗废酸池内，与废酸反应，生成可溶性二价铁盐、三价铁盐和水，沉淀物完全溶解后，在上述溶液中加入铁屑，中和残余废酸，生成无害的氢气和可溶性二价铁盐，同时过量的铁屑把Fe3+还原为Fe2+，此时溶液的主要成分变为：水、Fe2+、酸根离子和铁屑；
(4)上述溶液经过滤装置，过滤出铁屑回用，而滤液进入反应釜，在一定温度与pH值条件下，在搅拌状态下加入氧化剂，使Fe2+全部转化为Fe3+，Fe3+进行水解聚合反应，反应结束后，加入稳定剂，最终得到聚合铁盐絮凝剂溶液。
8.根据权利要求7所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，所述步骤(1)中的沉定池中混合液的pH值控制在7-9。
9.根据权利要求7所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的稳定剂为磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢氨中的任意一种，氧化剂为氯酸钠、双氧水中的任意一种或两种。
10.根据权利要求7所述的一种钢铁酸洗废液的无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，30-60℃，pH值为0.5-1.5。
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