CN109987752A - 一种不锈钢电解抛光废水处理方法及装置 - Google Patents

一种不锈钢电解抛光废水处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢电解抛光废水处理方法及装置，包括以下步骤，检测废水的pH值，根据PH值不同分类，放进不同混凝沉淀系统中；原废水水质酸度pH＜0.8的电解废水选用酸性沉淀装置+碱性混凝沉淀装置；原废水水质酸度pH＞1.2的电解废水选用二级碱性混凝沉淀装置；混凝沉淀系统中固液分离，处理后的废水用RO反渗透系统进行深度处理，排放或回收重复利用。本发明提供的不锈钢电解抛光废水处理方法及装置设计科学合理，对不锈钢电解抛光废水进行有效治理，实现资源化，针对不同废水特点、排放限值、资源化要求，合理选用联合工艺、混凝药剂，达到投资合理、管理简便、环境效益高、成本低等多个目标。

Description

一种不锈钢电解抛光废水处理方法及装置
技术领域
本发明涉及电解废水处理技术领域，具体来说，是一种联合工艺净化不锈钢电解废水，实现污染有效治理与资源化的不锈钢电解抛光废水处理方法及装置。
背景技术
随着市场对产品质量要求的不断提高，不锈钢产品的电解抛光比例日益增加，其主要工艺流程除油--水洗--除锈--水洗--电解抛光钝化—酸洗--水洗—风干-包装，这些工艺会产生高浓度磷以及重金属镍、铬、铜等污染物的废水，这些废水的直接排放会造成水体污染、土壤污染，破坏区域生态系统，甚至危害周围居民的身体健康等，因此，对电解抛光废水进行有效治理的意义重大。
不锈钢电解液主要由硫酸、磷酸、甘油按一定比例配置而成，另外根据生产需要还有铬酐、明胶、氟化钠等药剂，因此其清洗排放的废水富含磷、镍、铬、铜等污染物，其中磷的浓度最高、净化难度大，很难一步实现达标净化，需研发一种高效、可靠的联合工艺对其进行有效治理、减少污染物排放。
目前报道较多的治理工艺为“单级混凝沉淀+反渗透”，该工艺的处理出水重金属能够稳定达标，但磷的达标率较低，且反渗透膜堵塞比较频繁，在实际工业应用中，还未能真正达到有效治理电解抛光废水的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢电解抛光废水净化、回用工艺，可满足不同规模、水质、排放标准、回用要求的不锈钢电解抛光废水处理，具有投资选择灵活、操作简单、管理方便、效果可靠等优势的不锈钢电解抛光废水处理方法及装置。
为了克服上述现有技术中的缺陷本发明采用如下技术方案：
一种不锈钢电解抛光废水处理方法，包括以下步骤，
1)检测废水的pH值，根据pH值不同分类，放进不同混凝沉淀系统中；合理选择混凝沉淀装置的类型，可有效提高污染物的降解效率、提高系统的稳定性、节省运行费用。
2)原废水水质酸度pH＜0.8的电解废水选用酸性沉淀装置+碱性混凝沉淀装置；
3)原废水水质酸度pH＞1.2的电解废水选用二级碱性混凝沉淀装置；
4)混凝沉淀系统中固液分离，处理后的废水用RO反渗透系统进行深度处理，排放或回收重复利用。
实现有效治理净化的同时减少废水排放；通过不同药剂投加方案，实现逐级除磷去重金属的目的；通过RO深度处理系统，减少水资源的浪费，也可满足更加严格的排放要求。
进一步地，所述混凝沉淀系统药剂以PAM为助凝剂，混凝剂为CaCl2、PAC、聚合除磷剂中的一种或多种。
进一步地，所述废水的总磷浓度超过500mg/L时，混凝剂选用聚合除磷剂。
进一步地，所述废水治理达标后排放至城市污水处理厂时，混凝剂为CaCl2。
进一步地，所述废水治理后需要进入RO深度净化系统进行深度处理并回用，混凝剂为PAC。
进一步地，所述RO反渗透系统包括预处理机构、超滤层和反渗透膜，预处理机构、超滤层和反渗透膜依次放置。
一种不锈钢电解抛光废水处理装置，包括混凝沉淀系统和混凝沉淀系统与RO反渗透系统；所述混凝沉淀系统包括一级混凝沉淀装置和二级混凝沉淀装置，所述一级混凝沉淀装置与二级混凝沉淀装置连接；所述一级混凝沉淀装置依次设有还原池、pH调节池、混凝池、絮凝池和沉淀池，还原池与废水集水池连接，沉淀池与二级混凝沉淀装置连接。
还原池投加还原剂(硫酸亚铁、焦亚硫酸钠等)将废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，pH调节池利用pH计自动控制液碱投加量使废水的pH为8.0-8.5，混凝池根据废水中磷的浓度、最终排水去向投加适量的除磷剂，絮凝池投加PAM,然后废水进入沉淀池进行固液分离，一级混凝沉淀装置出水重金属污染物达标、磷浓度不超过10mg/L。
进一步地，所述二级混凝沉淀装置包括依次连接的二级pH调节池、二级缓冲池、二级混凝池、二级絮凝池和二级沉淀池，二级pH调节池与沉淀池连接，二级沉淀池与RO反渗透系统连接。二级pH调节池利用pH计自动控制液碱投加量使废水的pH为9.0-9.5，二级缓冲池投加除磷剂，二级混凝池投加PAC、二级絮凝池投加PAM,然后废水进入二级沉淀池进行固液分离，出水水质满足污水排放要求。
进一步地，所述RO反渗透系统包括预处理机构、超滤层和反渗透膜，预处理机构、超滤层和反渗透膜依次放置，所述预处理机构由砂滤层、碳滤层、保安过滤器组成。可将二级混凝沉淀装置水用出水泵送至RO反渗透系统进行深度处理，使出水水质满足工艺生产线用水要求/国家地表水质Ⅳ标准。
进一步地，所述一级混凝沉淀装置和二级混凝沉淀装置上都设有搅拌器或曝气管，搅拌器位于一级混凝沉淀装置和二级混凝沉淀装置上方，曝气管位于一级混凝沉淀装置和二级混凝沉淀装置上方底部。
进一步地，所述二级沉淀池通过高压水泵与RO反渗透系统连接；所述还原池通过提升泵与废水集水池连接。
本发明提供的不锈钢电解抛光废水处理方法及装置设计科学合理，对不锈钢电解抛光废水进行有效治理，实现资源化，针对不同废水特点、排放限值、资源化要求，合理选用联合工艺、混凝药剂，达到投资合理、管理简便、环境效益高、成本低等多个目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1是本发明一种不锈钢电解抛光废水处理方法实施例示意图；
图2是本发明一种不锈钢电解抛光废水处理装置示意图；
图3是图2不锈钢电解抛光废水处理装置的pH调节池示意图；
附图中：1-混凝沉淀系统；10-废水集水池；11-一级混凝沉淀装置；111-还原池；112-pH调节池；113-混凝池；114-絮凝池；115-沉淀池；12-二级混凝沉淀装置；120-二级pH调节池；121-二级缓冲池；122-二级混凝池；123-二级絮凝池；124-二级沉淀池；13-搅拌器；14-曝气管；2-RO反渗透系统；21-预处理机构；211-砂滤层；212-碳滤层；213-保安过滤器；22-超滤层；23-反渗透膜。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2和图3所示，一种不锈钢电解抛光废水处理方法，包括以下步骤，
二级混凝沉淀系统可分2类选择，第1类选用酸性沉淀装置+碱性混凝沉淀装置，第2类选用二级碱性混凝沉淀装置。原水水质酸度较大(pH＜0.8)的电解废水，优选选用第1类二级混凝沉淀系统；原水水质酸度较低(pH＞1.2)的电解废水，优选选用第2类二级混凝沉淀系统。合理选择混凝沉淀系统的类型，可有效提高污染物的降解效率、提高系统的稳定性、节省运行费用。
混凝沉淀系统药剂以PAM为助凝剂，混凝剂选用CaCl2、PAC、聚合除磷剂中的一种或多种联合，主要取决于废水的排放、回用要求及原水中磷的浓度。当总磷浓度超过500mg/L时，混凝剂选用以聚合除磷剂为主；当废水治理达标后排放至城市污水处理厂时，混凝剂选用以CaCl2为主；当废水治理后需要进入RO深度净化系统进行深度处理并回用，混凝剂选用以PAC为主。合理根据处理废水的特点，选择混凝的类型，做到针对性治理污染物，使出水水质达标，也能为深度处理创造有利的条件。
RO反渗透系统主要由预处理(砂滤、碳滤、保安过滤器)、超滤、反渗透膜组成。RO反渗透系统在电解抛光废水中的主要作用有2个，第1个是废水资源化，产水回用至电解抛光生产线，减少新鲜水用量；第2个在部分水体已受到轻微污染的流域，使排放废水水质满足地表水质Ⅳ标准，确保企业的生产对区域环境的污染甚微。
一种不锈钢电解抛光废水处理装置，包括混凝沉淀系统1和混凝沉淀系统1与RO反渗透系统2；所述混凝沉淀系统1包括一级混凝沉淀装置11和二级混凝沉淀装置12，所述一级混凝沉淀装置11与二级混凝沉淀装置12连接；所述一级混凝沉淀装置11依次设有还原池111、pH调节池112、混凝池113、絮凝池114和沉淀池115，还原池111通过提升泵与废水集水池10连接，沉淀池115与二级混凝沉淀装置12连接。
还原池111投加还原剂(硫酸亚铁、焦亚硫酸钠等)将废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，pH调节池112利用pH计自动控制液碱投加量使废水的pH为8.0-8.5，混凝池113根据废水中磷的浓度、最终排水去向投加适量的除磷剂，絮凝池114投加PAM,然后废水进入沉淀池115进行固液分离，一级混凝沉淀装置11出水重金属污染物达标、磷浓度不超过10mg/L。
出水水质满足《电镀水污染物排放标准》(DB44/1597-2015)的要求；对水资源紧张或水体环境较差的区域，可将二级混凝沉淀装置出水泵送至3-RO反渗透系统进行深度处理，使出水水质满足工艺生产线用水要求/国家地表水质Ⅳ标准。不锈钢电解废水反应池可采用机械、气体进行搅拌，以保证药剂的充分反应。
具体地，所述二级混凝沉淀装置12包括依次连接的二级pH调节池120、二级缓冲池121、二级混凝池122、二级絮凝池123和二级沉淀池124，二级pH调节池120与沉淀池115连接，二级沉淀池124通过高压水泵与RO反渗透系统2连接。二级pH调节池120利用pH计自动控制液碱投加量使废水的pH为9.0-9.5，二级缓冲池121投加除磷剂，二级混凝池122投加PAC、二级絮凝池123投加PAM,然后废水进入二级沉淀池124进行固液分离，出水水质满足污水排放要求。
具体地，所述RO反渗透系统2包括预处理机构21、超滤层22和反渗透膜23，预处理机构21、超滤层22和反渗透膜23依次放置，所述预处理机构21由砂滤层211、碳滤层212、保安过滤器213组成。可将二级混凝沉淀装置12水用出水泵送至RO反渗透系统2进行深度处理，使出水水质满足工艺生产线用水要求/国家地表水质Ⅳ标准。
具体地，所述一级混凝沉淀装置11和二级混凝沉淀装置12上都设有搅拌器13或曝气管14，搅拌器13位于一级混凝沉淀装置11和二级混凝沉淀装置12上方，曝气管14位于一级混凝沉淀装置11和二级混凝沉淀装置12上方底部。准确地说吗，在本发明中，搅拌器13和曝气管14使用地方之一：pH调节池112利用pH计自动控制液碱投加量使废水的pH为8.0-8.5时，为了确保pH值正常和加快工作效率，往往是一边添加液碱，另一边搅拌器13搅拌池中的废水使液碱与废水快速混合；曝气管14的使用原理也是基本一样,一般地，在实际使用中会选择搅拌器13或曝气管14的其中一种作为加速混合。
本发明的“二级混凝沉淀+RO系统”的不锈钢电解抛光废水治理与资源化工艺，具有以下优势特点：
工艺组合灵活、治理与回用相结合：不同废水特点、排放限值、资源化要求灵活选择本发明的工艺组合，如水资源紧张或水体环境较差的区域，可选择本发明的全流治理工艺；如有工业园区/城市污水处理厂配套齐全的区域，可选择本发明中的二级混凝沉淀系统工艺，使废水中的磷、重金属污染物达标后进入污水厂进一步治理。
设备模块化、操作维修方便：本发明工艺可以分成三个模块：一级混凝沉淀模块、二级混凝沉淀模块、RO深度处理模块，模块化设备工厂标准化制作，现场安装调试快捷方便，后期维护管理简单。
多级多种混凝药剂联合使用，确定除磷效果：除磷是不锈钢电解抛光废水的重中之重，工艺生产中磷酸盐的使用量决定产品的质量，导致废水中的磷浓度较高，单一某种除磷剂、一级混凝沉淀，都难于实现磷的达标排放；本发明采用二级混凝沉淀、多种除磷剂联合使用，再通过投加量的控制，使废水中磷的去除效果更稳当更高效，保证能满足排放标准的限值要求。
治理与资源化相结合，降低运行费用：本发明工艺在实现对废水进行有效、可靠处理的同时进行适当的资源回收利用。二级混凝沉淀确保了废水的达标排放；RO深度处理对达标废水进行深度处理，作为生产线补充用水，减少新鲜用水量、废水排放量，提高企业环保效益。
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)

1.一种不锈钢电解抛光废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)检测废水的pH值，根据pH值不同分类，放进不同混凝沉淀系统中；
2)原废水水质酸度pH＜0.8的电解废水选用酸性沉淀装置+碱性混凝沉淀装置；
3)原废水水质酸度pH＞1.2的电解废水选用二级碱性混凝沉淀装置；
4)混凝沉淀系统中固液分离，处理后的废水用RO反渗透系统进行深度处理，排放或回收重复利用。
2.根据权利要求1所述的不锈钢电解抛光废水处理方法，其特征在于：
所述混凝沉淀系统药剂以PAM为助凝剂，混凝剂为CaCl2、PAC、聚合除磷剂中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的不锈钢电解抛光废水处理方法，其特征在于：
所述废水的总磷浓度超过500mg/L时，混凝剂选用聚合除磷剂。
4.根据权利要求3所述的不锈钢电解抛光废水处理方法，其特征在于：
所述废水治理达标后排放至城市污水处理厂时，混凝剂为CaCl2。
5.根据权利要求4所述的不锈钢电解抛光废水处理方法，其特征在于：
所述废水治理后需要进入RO深度净化系统进行深度处理并回用，混凝剂为PAC。
6.根据权利要求1或5所述的不锈钢电解抛光废水处理方法，其特征在于：
所述RO反渗透系统(2)包括预处理机构(21)、超滤层(22)和反渗透膜(23)，预处理机构(21)、超滤层(22)和反渗透膜(23)依次放置。
7.一种不锈钢电解抛光废水处理装置，包括混凝沉淀系统(1)和混凝沉淀系统(1)与RO反渗透系统(2)；其特征在于：
所述混凝沉淀系统(1)包括一级混凝沉淀装置(11)和二级混凝沉淀装置(12)，所述一级混凝沉淀装置(11)与二级混凝沉淀装置(12)连接；所述一级混凝沉淀装置(11)依次设有还原池(111)、pH调节池(112)、混凝池(113)、絮凝池(114)和沉淀池(115)，还原池(111)与废水集水池(10)连接，沉淀池(115)与二级混凝沉淀装置(12)连接。
8.根据权利要求7所述的不锈钢电解抛光废水处理装置；其特征在于：
所述二级混凝沉淀装置(12)包括依次连接的二级pH调节池(120)、二级缓冲池(121)、二级混凝池(122)、二级絮凝池(123)和二级沉淀池(124)，二级pH调节池(120)与沉淀池(115)连接，二级沉淀池(124)与RO反渗透系统(2)连接。
9.根据权利要求7所述的不锈钢电解抛光废水处理装置；其特征在于：
所述RO反渗透系统(2)包括预处理机构(21)、超滤层(22)和反渗透膜(23)，预处理机构(21)、超滤层(22)和反渗透膜(23)依次放置，所述预处理机构(21)由砂滤层(211)、碳滤层(212)、保安过滤器(213)组成。
10.根据权利要求8或9所述的不锈钢电解抛光废水处理装置；其特征在于：
所述一级混凝沉淀装置(11)和二级混凝沉淀装置(12)上都设有搅拌器(13)或曝气管(14)，搅拌器(13)位于一级混凝沉淀装置(11)和二级混凝沉淀装置(12)上方，曝气管(14)位于一级混凝沉淀装置(11)和二级混凝沉淀装置(12)上方底部。
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