CN110316908A - 一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺 - Google Patents

一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水处理技术领域，具体公开了一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，包括以下步骤：1）石灰中和；2）一级混凝沉淀；3）软化反应；4）二级混凝沉淀；5）pH调节；6）生物反硝化；7）生化沉淀；8）碱度回流。为了解决现有的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺中因投加大量软化药剂带来废水处理药剂费用高昂的问题，本发明通过将生物反硝化出水回流至前端软化处理中，利用不锈钢冷轧酸性废水中高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化反应生成的大量碱度与废水中过量投加的钙离子进行反应形成碳酸钙沉淀，整个软化过程无需另外投加大量软化药剂，可大幅节省不锈钢冷轧酸性废水处理药剂耗费。

Description

一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体是一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺。
背景技术
钢铁行业作为水资源消耗大户，其生产废水的处理对水资源的循环利用和环境的保护具有重要意义。其中，不锈钢冷轧生产过程中产生的含有氢氟酸、硝酸、硫酸以及铁、镍、铬等重金属离子的酸性废水，需要通过处理后才能进行排放或循环利用。
目前，不锈钢冷轧酸性废水常规处理工艺是采用投加石灰乳进行石灰中和的方法进行处理，请参阅图1所示，为不锈钢冷轧酸性废水常规处理工艺的流程图，其中，首先在酸性废水(不锈钢冷轧酸性废水)中投加石灰乳进行中和，通过在偏碱性条件下形成氟化钙、硫酸钙以及金属氢氧化物沉淀来去除废水中的氟离子和重金属，然后将废水pH值回调至中性，再通过外加碳源生物反硝化去除废水中的硝酸盐氮，最后通过生化沉淀使出水水质满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)中规定的总氮排放标准。
在上述不锈钢冷轧酸性废水常规处理工艺中，为使氟离子和重金属离子充分形成沉淀物去除，往往在废水中过量投加石灰乳，这就使得后续处理设施的进水硬度偏高，在生产运行中极易造成水泵、管道、池体内壁结垢；特别是在生物反硝化处理过程中，由于生物反硝化过程会生成大量碱度，而生成的碱度与进水中的钙离子反应形成不溶物，致使反硝化污泥中的无机质含量升高、微生物活性降低，从而使得反硝化脱氮效率下降。
为了解决废水前端处理引入高浓度钙离子影响后端生物脱氮的问题，目前采用的改进方法主要是在生物反硝化工艺前设置软化除钙措施，即在石灰中和沉淀出水中投加碳酸钠或硫酸钠药剂来与废水中钙离子形成碳酸钙或硫酸钙沉淀，从而降低废水的硬度。例如，在授权公告号为CN102351348B的中国专利中公开了一种不锈钢酸废水后续处理防结垢的处理方法，其通过在石灰中和沉淀出水中投加碳酸盐进行软化，碳酸盐投加量与废水中钙含量质量配比为1:1。又如，在授权公告号为CN102276122B的中国专利中公开了一种不锈钢冷轧混酸废水脱氮处理工艺，其在石灰中和沉淀出水中投加硫酸钠进行软化。
尽管投加药剂软化除钙可以解决高浓度钙离子影响生物脱氮的问题，但是上述的技术方案在实际使用时还存在以下不足：现有的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺为降低石灰中和沉淀出水中钙离子浓度而需投加大量化学药剂，使得废水处理药剂费用大幅增高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，以解决上述背景技术中提出的现有的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺中因投加大量软化药剂带来废水处理药剂费用高昂的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，它包括以下步骤：
1)石灰中和：在不锈钢冷轧酸性废水中投加石灰乳(5-10％质量浓度)进行石灰中和处理，水力停留时间为0.5-1h；通过石灰中和处理，废水中的氟离子、硫酸根离子与钙离子反应形成氟化钙、硫酸钙沉淀，同时，废水中的铁、镍、铬等重金属离子在偏碱性条件下形成氢氧化物沉淀；
2)一级混凝沉淀：依次在经步骤1)石灰中和后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀；通过一级混凝沉淀使石灰中和产生的不溶物形成较大的密实絮体，然后在一级沉淀池中将沉淀污泥(即密实絮体)与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，一级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；
3)软化反应：将经步骤2)一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池进行软化处理；
4)二级混凝沉淀：依次在经步骤3)软化反应后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀；通过二级混凝沉淀使软化反应产生的碳酸钙不溶物形成较大的密实絮体，然后在二级沉淀池中与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，二级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；
5)pH调节：通过投加盐酸将经步骤4)二级混凝沉淀后的出水的pH值调节为6.5-7.5；
6)生物反硝化：向将经步骤5)pH调节后的出水中投加碳源进行生物反硝化反应；通过生物反硝化反应将废水中的硝酸盐氮转化为氮气去除；
7)生化沉淀：对经步骤6)生物反硝化后的出水进行生化沉淀得到反硝化污泥与生化沉淀出水，然后将反硝化污泥与生化沉淀出水分离；
8)碱度回流：将经步骤7)生化沉淀后的生化沉淀出水部分回流至软化反应池并与一级混凝沉淀后的出水进行软化，剩余部分的生化沉淀出水达标排放；通过利用不锈钢冷轧酸性废水中高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化反应生成的大量碱度，来与废水中的石灰中和时过量投加的钙离子进行反应，形成碳酸钙沉淀，大幅降低了废水中钙离子浓度，而且软化过程无需额外投加软化药剂，相比现有技术可大幅节省废水处理药剂耗费。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中，所述混凝剂为聚合氯化铝，且投加浓度为50-200mg/L；所述絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，且投加浓度为3-5mg/L。
作为本发明再进一步的方案：步骤3)中，所述软化反应池中的水力停留时间为0.2-0.5h。
作为本发明再进一步的方案：步骤4)中，所述混凝剂为聚合氯化铝，且投加浓度为50-150mg/L；所述絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，且投加浓度为3-5mg/L。
作为本发明再进一步的方案：步骤6)中，所述碳源为甲醇、乙酸钠或葡萄糖中的一种。
作为本发明再进一步的方案：步骤6)中，所述碳源投加量与经步骤5)pH调节后的出水中硝酸盐氮含量的质量比例为4-5:1。
作为本发明再进一步的方案：步骤8)中，所述生化沉淀出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例为60-100％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将一定比例的生物反硝化出水回流至前端软化处理过程中，利用不锈钢冷轧酸性废水中高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化反应生成的碱度来与废水中过量投加的钙离子进行反应形成碳酸钙沉淀，可以有效降低石灰中和沉淀出水中钙离子浓度，从而实现对废水软化的目的；整个软化过程无需另外投加大量软化药剂，可大幅节省不锈钢冷轧酸性废水处理药剂耗费，解决了现有的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺中因投加大量软化药剂带来废水处理药剂费用高昂的问题，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为不锈钢冷轧酸性废水常规处理工艺的流程图。
图2为本发明不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
还应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，请参考图2，它包括以下步骤：
1)石灰中和：在不锈钢冷轧酸性废水中投加石灰乳(5-10％质量浓度)进行石灰中和处理，水力停留时间为0.5h；通过石灰中和处理，废水中的氟离子、硫酸根离子与钙离子反应形成氟化钙、硫酸钙沉淀，同时，废水中的铁、镍、铬等重金属离子在偏碱性条件下形成氢氧化物沉淀；
2)一级混凝沉淀：依次在经步骤1)石灰中和后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀，水力停留时间为0.3h；通过一级混凝沉淀使石灰中和产生的不溶物形成较大的密实絮体，然后在一级沉淀池中将沉淀污泥(即密实絮体)与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，一级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为50mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为3mg/L；
3)软化反应：将经步骤2)一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池进行软化处理，软化反应池中的水力停留时间为0.2h；
4)二级混凝沉淀：依次在经步骤3)软化反应后的出水中投加混凝剂和絮凝剂，水力停留时间为0.3h；通过二级混凝沉淀使软化反应产生的碳酸钙不溶物形成较大的密实絮体，然后在二级沉淀池中与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，二级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为50mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为3mg/L；
5)pH调节：通过投加盐酸将经步骤4)二级混凝沉淀后的出水的pH值调节为6.5；
6)生物反硝化：向将经步骤5)pH调节后的出水中投加碳源(所述碳源为乙酸钠)进行生物反硝化反应；通过生物反硝化反应将废水中的硝酸盐氮转化为氮气去除；所述生物反硝化池的硝酸盐氮去除负荷为0.03-0.06kgNO3-N/kgMLSS·d；所述碳源投加量与经步骤5)pH调节后的出水中硝酸盐氮含量的质量比例为4:1(以COD/NO3-N计)；
7)生化沉淀：对经步骤6)生物反硝化后的出水进行生化沉淀得到反硝化污泥与生化沉淀出水，然后将反硝化污泥与生化沉淀出水分离；
8)碱度回流：将经步骤7)生化沉淀后的生化沉淀出水部分回流至软化反应池并与一级混凝沉淀后的出水进行软化，所述生化沉淀出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例(简称回流比)为60％，剩余部分的生化沉淀出水达标排放；通过利用不锈钢冷轧酸性废水中高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化反应生成的大量碱度，来与废水中的石灰中和时过量投加的钙离子进行反应，形成碳酸钙沉淀，大幅降低了废水中钙离子浓度，而且软化过程无需额外投加软化药剂，相比现有技术可大幅节省废水处理药剂耗费。
实施例2
一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，请参考图2，它包括以下步骤：
1)石灰中和：在不锈钢冷轧酸性废水中投加石灰乳(5-10％质量浓度)进行石灰中和处理，水力停留时间为1h；通过石灰中和处理，废水中的氟离子、硫酸根离子与钙离子反应形成氟化钙、硫酸钙沉淀，同时，废水中的铁、镍、铬等重金属离子在偏碱性条件下形成氢氧化物沉淀；
2)一级混凝沉淀：依次在经步骤1)石灰中和后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀，水力停留时间为0.5h；通过一级混凝沉淀使石灰中和产生的不溶物形成较大的密实絮体，然后在一级沉淀池中将沉淀污泥(即密实絮体)与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，一级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为200mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为5mg/L；
3)软化反应：将经步骤2)一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池进行软化处理，软化反应池中的水力停留时间为0.5h；
4)二级混凝沉淀：依次在经步骤3)软化反应后的出水中投加混凝剂和絮凝剂，水力停留时间为0.5h；通过二级混凝沉淀使软化反应产生的碳酸钙不溶物形成较大的密实絮体，然后在二级沉淀池中与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，二级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为150mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为5mg/L；
5)pH调节：通过投加盐酸将经步骤4)二级混凝沉淀后的出水的pH值调节为6.5；
6)生物反硝化：向将经步骤5)pH调节后的出水中投加碳源(所述碳源为葡萄糖)进行生物反硝化反应；通过生物反硝化反应将废水中的硝酸盐氮转化为氮气去除；所述生物反硝化池的硝酸盐氮去除负荷为0.03-0.06kgNO3-N/kgMLSS·d；所述碳源投加量与经步骤5)pH调节后的出水中硝酸盐氮含量的质量比例为5:1(以COD/NO3-N计)；
7)生化沉淀：对经步骤6)生物反硝化后的出水进行生化沉淀得到反硝化污泥与生化沉淀出水，然后将反硝化污泥与生化沉淀出水分离；
8)碱度回流：将经步骤7)生化沉淀后的生化沉淀出水部分回流至软化反应池并与一级混凝沉淀后的出水进行软化，所述生化沉淀出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例(简称回流比)为100％，剩余部分的生化沉淀出水达标排放；通过利用不锈钢冷轧酸性废水中高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化反应生成的大量碱度，来与废水中的石灰中和时过量投加的钙离子进行反应，形成碳酸钙沉淀，大幅降低了废水中钙离子浓度，而且软化过程无需额外投加软化药剂，相比现有技术可大幅节省废水处理药剂耗费。
实施例3
一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，参考图2，它包括以下步骤：
1)石灰中和：将不锈钢冷轧酸性废水输送至石灰中和池中，在不锈钢冷轧酸性废水中投加石灰乳(5-10％质量浓度)进行石灰中和处理；石灰中和池中，水力停留时间为0.5-1h；通过石灰中和处理，将废水pH值调节至9.5-10.5，废水中的氟离子、硫酸根离子与钙离子反应形成氟化钙、硫酸钙沉淀，同时，废水中的铁、镍、铬等重金属离子在偏碱性条件下形成氢氧化物沉淀；
2)一级混凝沉淀：将经步骤1)石灰中和后的出水输送至一级混凝池，依次在经步骤1)石灰中和后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀，水力停留时间为0.3-0.5h；通过一级混凝沉淀使石灰中和产生的不溶物形成较大的密实絮体，然后在一级沉淀池中将沉淀污泥(即密实絮体)与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，一级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为50-200mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为3-5mg/L；所述一级沉淀池表面负荷1-2m3/m2·h；
3)软化反应：将经步骤2)一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池进行软化处理，软化反应池中的水力停留时间为0.2-0.5h；
4)二级混凝沉淀：将经步骤3)软化反应后的出水输送至二级混凝池，依次在经步骤3)软化反应后的出水中投加混凝剂和絮凝剂，水力停留时间为0.3-0.5h；通过二级混凝沉淀使软化反应产生的碳酸钙不溶物形成较大的密实絮体，然后在二级沉淀池中与水分离，沉淀污泥输送至污泥脱水系统处理，二级沉淀池上清液流入下一道处理工艺；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为50-150mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为3-5mg/L；所述二级沉淀池表面负荷为1-2m3/m2·h；
5)pH调节：将经步骤4)二级混凝沉淀后的出水(即二级沉淀池出水)流入至pH调节池，通过投加盐酸将经步骤4)二级混凝沉淀后的出水的pH值调节为6.5-7.5；pH调节池中的水力停留时间为0.3-0.5h；
6)生物反硝化：将经步骤5)pH调节后的出水(即pH调节池出水)流入生物反硝化池，向将经步骤5)pH调节后的出水中投加碳源(所述碳源为甲醇、乙酸钠或葡萄糖中的一种)进行生物反硝化反应；通过生物反硝化反应将废水中的硝酸盐氮转化为氮气去除；所述生物反硝化池的硝酸盐氮去除负荷为0.03-0.06kgNO3-N/kgMLSS·d；所述碳源投加量与经步骤5)pH调节后的出水中硝酸盐氮的比例为4-5:1(以COD/NO3-N计)；
7)生化沉淀：在生物反硝化后端设置生化沉淀池，对经步骤6)生物反硝化后的出水进行生化沉淀得到反硝化污泥与生化沉淀出水，然后将反硝化污泥与生化沉淀出水分离；沉淀分离的反硝化污泥回流至反硝化池内；
8)碱度回流：将经步骤7)生化沉淀后的生化沉淀出水部分回流至软化反应池并与一级混凝沉淀后的出水进行软化，剩余部分生化沉淀出水达标排放；通过利用不锈钢冷轧酸性废水中高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化反应生成的大量碱度，来与废水中的石灰中和时过量投加的钙离子进行反应，形成碳酸钙沉淀，大幅降低了废水中钙离子浓度，而且软化过程无需额外投加软化药剂，相比现有技术可大幅节省废水处理药剂耗费；
具体的，通过将生化沉淀出水部分回流至软化反应池，同时，一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池，并与回流的生化沉淀出水(即生物反硝化出水)充分混合，一级混凝沉淀出水中的钙离子与回流水中的碱度(HCO3 -、OH-)进行反应，形成碳酸钙不溶物沉淀，从而完成软化反应；
可以理解的，所述生化沉淀出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例(简称回流比)为60-100％；所述一级混凝沉淀出水pH值为9.5-10.5，所述生化沉淀出水pH值为7.0-8.0，两者混合后的pH值范围为7.8-10，由于软化反应的pH值控制范围为8-10，大多数情况下无需再投加化学药剂调节软化反应pH值，少数情况下需投加少量氢氧化钠溶液调节软化反应pH值，相比现有技术，无需为降低石灰中和沉淀出水中钙离子浓度而投加大量化学药剂，可大幅节省废水处理药剂耗费。
实施例4
一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，参考图2，它包括以下步骤：
1)石灰中和：将不锈钢冷轧酸性废水输送至石灰中和池中，在不锈钢冷轧酸性废水中投加石灰乳(5-10％质量浓度)进行石灰中和处理；石灰中和池中，水力停留时间为0.5-1h；
2)一级混凝沉淀：将经步骤1)石灰中和后的出水输送至一级混凝池，依次在经步骤1)石灰中和后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀，水力停留时间为0.3-0.5h；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为50-200mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为3-5mg/L；
3)软化反应：将经步骤2)一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池进行软化处理，软化反应池中的水力停留时间为0.2-0.5h；
4)二级混凝沉淀：将经步骤3)软化反应后的出水输送至二级混凝池，依次在经步骤3)软化反应后的出水中投加混凝剂和絮凝剂，水力停留时间为0.3-0.5h；所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，投加浓度为50-150mg/L；所述絮凝剂采用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，投加浓度为3-5mg/L；
5)pH调节：将经步骤4)二级混凝沉淀后的出水(即二级沉淀池出水)流入至pH调节池，通过投加盐酸将经步骤4)二级混凝沉淀后的出水的pH值调节为6.5-7.5；pH调节池中的水力停留时间为0.3-0.5h；
6)生物反硝化：将经步骤5)pH调节后的出水(即pH调节池出水)流入生物反硝化池，向将经步骤5)pH调节后的出水中投加碳源(所述碳源为甲醇)进行生物反硝化反应；通过生物反硝化反应将废水中的硝酸盐氮转化为氮气去除；所述生物反硝化池的硝酸盐氮去除负荷为0.03-0.06kgNO3-N/kgMLSS·d；所述碳源投加量与经步骤5)pH调节后的出水中硝酸盐氮的比例为4-5:1(以COD/NO3-N计)；
具体的，在生物反硝化过程中，反硝化细菌利用外加碳源将废水中的硝酸盐氮转化为氮气，实现废水中硝酸盐氮的去除，如以甲醇(CH3OH)为碳源进行反硝化反应时，理论上，反硝化脱氮过程中每还原1g硝酸盐氮产生3.57g碱度(以CaCO3计)，通过将生物反硝化出水回流至前端软化反应，即可使回流水中的碱度与废水中的钙离子进行反应，形成碳酸钙不溶物沉淀，从而实现了对废水软化除钙的目的；
7)生化沉淀：在生物反硝化后端设置生化沉淀池，对经步骤6)生物反硝化后的出水进行生化沉淀得到反硝化污泥与生化沉淀出水，然后将反硝化污泥与生化沉淀出水分离；沉淀分离的反硝化污泥回流至反硝化池内；
8)碱度回流：将经步骤7)生化沉淀后的生化沉淀出水部分回流至软化反应池并与一级混凝沉淀后的出水进行软化，剩余部分生化沉淀出水达标排放；具体的，通过将生化沉淀出水部分回流至软化反应池，同时，一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池，并与回流的生化沉淀出水(即生物反硝化出水)充分混合，一级混凝沉淀出水中的钙离子与回流水中的碱度(HCO3 -、OH-)进行反应，形成碳酸钙不溶物沉淀，从而完成软化反应；
可以理解的，所述生化沉淀出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例(简称回流比)为60-100％；所述一级混凝沉淀出水pH值为9.5-10.5，所述生化沉淀出水pH值为7.0-8.0，两者混合后的pH值范围为7.8-10，由于软化反应的pH值控制范围为8-10，大多数情况下无需再投加化学药剂调节软化反应pH值，少数情况下需投加少量氢氧化钠溶液调节软化反应pH值，相比现有技术，无需为降低石灰中和沉淀出水中钙离子浓度而投加大量化学药剂，可大幅节省废水处理药剂耗费。
实施例5
采用实施例4对一钢铁企业不锈钢冷轧酸性废水进行处理，经石灰中和、一级混凝沉淀后，工艺运行参数及处理水质指标如下：生物反硝化出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例(简称回流比)为100％；软化反应pH值为8.5，软化反应池水力停留时间为0.3h；二级混凝池PAC投加浓度150mg/L；二级絮凝池PAM投加浓度5mg/L；二级沉淀池表面负荷为1.5m3/m2·h；二级沉淀池出水硬度值为60mg/L；pH调节池pH值为7.0，pH调节池水力停留时间为0.3h；生物反硝化池的硝酸盐氮去除负荷为0.05kgNO3-N/kgMLSS·d；碳源投加量与废水中硝酸盐氮的比例为4.5(以COD/NO3-N计)；生化沉淀池出水硝酸盐氮浓度为0.8mg/L。
实施例6
采用实施例4对一钢铁企业不锈钢冷轧酸性废水进行处理，经石灰中和、一级混凝沉淀后，工艺运行参数及处理水质指标如下：生物反硝化出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例(简称回流比)为60％；软化反应pH值为8.0，软化反应池水力停留时间为0.3h；二级混凝池PAC投加浓度150mg/L；二级絮凝池PAM投加浓度5mg/L；二级沉淀池表面负荷为1.5m3/m2·h；二级沉淀池出水硬度值为90mg/L；pH调节池pH值为7.0，pH调节池水力停留时间为0.3h；生物反硝化池的硝酸盐氮去除负荷为0.05kgNO3-N/kgMLSS·d；碳源投加量与废水中硝酸盐氮的比例为4.5(以COD/NO3-N计)；生化沉淀池出水硝酸盐氮浓度为0.6mg/L。
本发明有益效果是，本发明通过将一定比例的生物反硝化出水回流至前端软化处理过程中，利用不锈钢冷轧酸性废水中高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化反应生成的碱度，来与废水中过量投加的钙离子进行反应形成碳酸钙沉淀，可以有效降低石灰中和沉淀出水中钙离子浓度，从而实现对废水软化的目的；整个软化过程无需另外投加大量软化药剂，可大幅节省不锈钢冷轧酸性废水处理药剂耗费，解决了现有的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺中因投加大量软化药剂带来废水处理药剂费用高昂的问题；本发明不仅实现了对不锈钢冷轧酸性废水软化的目的，解决了高浓度钙离子对后端处理设施带来的水泵、管道、池体内壁结垢以及反硝化微生物活性降低等问题，而且软化过程无需额外投加软化药剂，相比现有技术可大幅节省废水处理药剂耗费，具有广阔的市场前景。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，它包括以下步骤：
1）石灰中和：在不锈钢冷轧酸性废水中投加石灰乳进行石灰中和处理，水力停留时间为0.5-1h；
2）一级混凝沉淀：依次在经步骤1）石灰中和后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀；
3）软化反应：将经步骤2）一级混凝沉淀后的出水流入软化反应池进行软化处理；
4）二级混凝沉淀：依次在经步骤3）软化反应后的出水中投加混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀；
5）pH调节：通过投加盐酸将经步骤4）二级混凝沉淀后的出水的pH值调节为6.5-7.5；
6）生物反硝化：向将经步骤5）pH调节后的出水中投加碳源进行生物反硝化反应；
7）生化沉淀：对经步骤6）生物反硝化后的出水进行生化沉淀得到反硝化污泥与生化沉淀出水，然后将反硝化污泥与生化沉淀出水分离；
8）碱度回流：将经步骤7）生化沉淀后的生化沉淀出水部分回流至软化反应池并与一级混凝沉淀后的出水进行软化。
2.根据权利要求1所述的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，步骤2）中，所述混凝剂为聚合氯化铝，且投加浓度为50-200mg/L；所述絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，且投加浓度为3-5mg/L。
3.根据权利要求2所述的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，步骤3）中，所述软化反应池中的水力停留时间为0.2-0.5h。
4.根据权利要求2所述的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，步骤4）中，所述混凝剂为聚合氯化铝，且投加浓度为50-150mg/L；所述絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，且投加浓度为3-5mg/L。
5.根据权利要求4所述的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，步骤6）中，所述碳源为甲醇、乙酸钠或葡萄糖中的一种。
6.根据权利要求5所述的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，步骤6）中，所述碳源投加量与经步骤5）pH调节后的出水中硝酸盐氮含量的质量比例为4-5:1。
7.根据权利要求1-6任一所述的不锈钢冷轧酸性废水脱氮处理工艺，其特征在于，步骤8）中，所述生化沉淀出水的回流量占一级混凝沉淀出水量的比例为60-100%。
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