CN110759577A - 一种热轧浊环水处理与回用工艺 - Google Patents

一种热轧浊环水处理与回用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热轧浊环水处理与回用工艺,包括如下步骤:根据热轧浊环水的路径设置依次相连通的铁皮坑、平流沉淀池和磁絮凝系统;向注入有热轧浊环水的铁皮坑中投加混凝剂和助凝剂;向经铁皮坑出水端流向平流沉淀池进水端的热轧浊环水中投加反向破乳剂;在平流沉淀池进水端设置带式除油机进行除油,以及向流入进平流沉淀池内的热轧浊环水中投加石灰乳溶液;磁絮凝系统具有三个依次相连通的反应器,分别为反应器a、反应器b和反应器c,向依次流入至反应器a、反应器b、反应器c的热轧浊环水中分别投加PAC、磁粉和PAM。本发明的有益效果是:可以满足热轧用水水质要求,可以在现有水处理工艺上进行简单改造。

Description

一种热轧浊环水处理与回用工艺
技术领域
本发明涉及环保技术领域,尤其涉及一种热轧浊环水处理与回用工艺。
背景技术
热轧浊环水的水质对板坯质量非常重要,由于钢坯在加热炉内加热时,表面形成氧化铁皮,通常在轧制中,需用10~15MPa高压水冲洗轧材表面除鳞,若含有大量氧化铁皮和润滑油的浊环水直接冷却板坯,容易导致异物压入、划伤、表面黑灰等,热轧带钢典型的表面质量缺陷,无法满足高强结构钢、硅钢等高端产品生产要求。
目前热轧浊环水治理工艺,如图1所示,采用用户冷却使用后的水经粗、精轧铁皮沟进入漩流池沉淀,除去大颗粒的氧化铁皮,沉淀后的水一部分用水泵加压送至轧线供冲氧化铁皮使用,另一部分的水经水泵提升进平流沉淀池处理,水进入平流沉淀池后进一步沉淀、除油,然后用水泵加压送至过陶粒滤器过滤,去除水中的悬浮物颗粒和油污,过滤后的水利用余压直接上冷却塔冷却,冷却后的水进入冷水池,最后根据用户对水压的需求,用水泵加压供轧线直接冷却用户使用,过滤器在过滤一定时序后利用余压反洗,反洗排水排入循环水系统处理,主要存在的问题是处理系统复杂,处理构筑物占地面积大,投资费用高,浊环水水质(含有油类、悬浮物、细微氧化铁皮等)不能稳定达标,外排水量大等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热轧浊环水处理与回用工艺,以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种热轧浊环水处理与回用工艺,包括如下步骤:
S01、根据热轧浊环水的路径设置依次相连通的铁皮坑、平流沉淀池和磁絮凝系统;
S02、向注入有热轧浊环水的铁皮坑中投加混凝剂和助凝剂;
S03、向经铁皮坑出水端流向平流沉淀池进水端的热轧浊环水中投加反向破乳剂;
S04、在平流沉淀池进水端设置带式除油机进行除油,以及向流入进平流沉淀池内的热轧浊环水中投加石灰乳溶液;
S05、磁絮凝系统具有三个依次相连通的反应器,分别为反应器a、反应器b和反应器c,向依次流入至反应器a、反应器b、反应器c的热轧浊环水中分别投加PAC、磁粉和PAM。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
在上述方案中,所述S02中,混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁中的一种或几种。
在上述方案中,混凝剂的投加量为5~20g/m3;助凝剂的投加量为0.5~2g/m3
在上述方案中,所述混凝剂加在铁皮坑中进入旋流井的进口处;所述助凝剂加在旋流井中心。
在上述方案中,所述S03中,反向破乳剂的投加量为5~15g/m3;所述反向破乳剂为聚季铵盐类阳离子。
在上述方案中,所述S04中,石灰乳溶液浓度为10~20%,投加量为1~3kg/m3
在上述方案中,所述S05中,PAC的投加量为1~5g/m3;磁粉的投加量为0~10g/m3;PAM的投加量为0.2~1g/m3
在上述方案中,水流由所述反应器a依次流向所述反应器b和所述反应器c的路径呈倒S形。
在上述方案中,所述反应器a、所述反应器b和所述反应器c内均设置有搅拌器,其各搅拌器的搅拌速率分别为100~200r/min、80~150r/min和40~60r/min,所述反应器a、所述反应器b和所述反应器c内水力停留时间均为1~2min。
本发明的有益效果是:
其一,与现有工艺相比,本发明工艺在不需要对现有工艺改动较大情况下,实现出水水质大幅提升。新工艺与原工艺各单元水质见表1;
表1两种工艺处理前后水质指标对比/单位:mg/L
Figure BDA0002255018740000031
其二,与现有工艺相比,本发明工艺采用了磁絮凝替代原来的多介质过滤器,省去了反冲洗水必须外排,外排水量减少90%以上,周边环境大为改善,水质净化后循环使用,是轧制冷却效果得到改善,板坯上油垢显著减少;同时,整个废水单元取水量也相应减少,利于浓缩倍数提高;
其三,与现有工艺相比,热轧废水中的氧化铁皮流经磁场时产生磁感应,废水中粒径较大的铁氧化物被磁化直接吸附截留,未被截留的微细粒子离开磁场后具有剩磁,极易凝聚,在沉淀过程中提高沉降速度,沉淀效率大幅度提高,不会导致污泥上漂溢流出澄清池进而影响出水水质;
其四、高速沉降的絮体和磁粉形成污泥经由磁分离系统将磁粉回收,进行循环使用,澄清池底部污泥由于受加载磁粉重力影响,得到了有效浓缩,脱水前不需要浓缩处理,污泥含固率大于5%,含水率小于93%(普通沉淀污泥含水率为98%-99%),大大节省污泥浓缩池占地和污泥脱水设备占地,经过常规的压滤脱水后,污泥含水率小于45%,成泥饼状,便于装卸外运。
附图说明
图1为现有技术中热轧浊环水处理与回用工艺流程图;
图2为本发明所述热轧浊环水处理与回用工艺流程图;
图3为本发明所述磁絮凝系统流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图2、图3所示,一种热轧浊环水处理与回用工艺,包括如下步骤:
S01、根据热轧浊环水的路径设置依次相连通的铁皮坑、平流沉淀池和磁絮凝系统;
S02、向注入有热轧浊环水的铁皮坑中投加混凝剂和助凝剂;
S03、向经铁皮坑出水端流向平流沉淀池进水端的热轧浊环水中投加反向破乳剂,其中,在热轧浊环水进入平流沉淀池前,投加反相破乳剂,其目的是在适量浓度下的它可以快速吸附、中和带负电的悬浮微粒,降低微粒间的静电斥力,使得悬浮微粒得以快速聚并长大并上浮,实现油水分离;
S04、在平流沉淀池进水端设置带式除油机进行除油,通过机械传动,用具有亲油斥水胶带将平流沉淀池中油污清除,油污通过导流管进入油桶进行收集,另外,向流入进平流沉淀池内的热轧浊环水中投加石灰乳溶液;
S05、磁絮凝系统具有三个依次相连通的反应器,分别为反应器a、反应器b和反应器c,向依次流入至反应器a、反应器b、反应器c的热轧浊环水中分别投加PAC、磁粉和PAM。
本发明的流程为:从粗轧、精轧机、热轧辊道等处的排水,先送入铁皮坑除去悬浮物,主要是大块的铁皮、铁屑,而后通过提升泵将废水送入平流沉淀池进一步去除悬浮物及油类,之后再通过磁絮凝系统去除废水中的溶解油及悬浮物,使出水悬浮物、油类降至10mg/L和3mg/L以下,出水送往逆流冷却塔冷却后送用户回用。
所述S02中,混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁中的一种或几种,混凝剂的投加量为5~20g/m3。助凝剂的投加量为0.5~2g/m3
所述混凝剂加在铁皮坑中进入旋流井的进口处;所述助凝剂加在旋流井中心,需要说明的是,一是混凝剂与助凝剂投加点分布在不同位置,混凝剂加在进入旋流井的进口处,而助凝剂加在旋流井中心,以确保在混凝反应在旋流池内进行充分混合沉淀,确保悬浮物得到有效去除;二是通过投加混凝剂和助凝剂对进入旋流沉淀池的废水进行混凝沉淀,原工艺旋流井未投加任何化学药剂,旋流井只能利用重力去除大颗粒的氧化铁皮,对油和粒度较小、重量较轻的悬浮杂质不能有效去除,旋流井出水悬浮物普遍在500~1500mg/L,油类在10~25mg/L左右,导致进入平流沉淀池水质差,处理负荷大,而本发明工艺新增混凝沉淀后,旋流井出水悬浮物普遍在50~200mg/L,油类在3~8mg/L左右,大大降低了进入平流沉淀池进水水质负荷。
所述S03中,反向破乳剂的投加量为5~15g/m3;所述反向破乳剂为聚季铵盐类阳离子。
所述S04中,石灰乳溶液浓度为10~20%,投加量为1~3kg/m3,投加石灰乳溶液其目的一是加速对废水中的絮体进行的沉降;二是去除废水中的氟离子、磷酸盐,降低对钢板表面腐蚀及后序冷却塔生物垢,见反应式1)和2):
2F-+Ca2+→CaF2↓1)
PO3 4-+Ca2+→Ca3(PO4)2↓2)。
所述S05中,PAC的投加量为1~5g/m3;磁粉的投加量为0~10g/m3;PAM的投加量为0.2~1g/m3,需要说明的是基于热轧浊环水中悬浮物70%~90%为氧化铁皮铁磁性物质,因此,磁粉也可以不投加;而对于油污和非磁性悬浮物通过本专利絮凝、投加磁粉进行预磁,使其与磁性物质结合在一起,通过磁分离也可以有效去除废水中的悬浮物。水流由所述反应器a依次流向所述反应器b和所述反应器c的路径呈倒S形。
所述反应器a、所述反应器b和所述反应器c内均设置有搅拌器,其各搅拌器的搅拌速率分别为100~200r/min、80~150r/min和40~60r/min,所述反应器a、所述反应器b和所述反应器c内水力停留时间均为1~2min,磁性污泥经磁分离循环系统处理后,磁粉可以循环使用;而非磁性悬浮物污泥经脱水后回收利用或外运处置。
实施例1
来自粗轧、精轧机和热轧辊道等处的排水,先送入铁皮坑(旋流井)除去悬浮物,主要是大块的铁皮、铁屑,停留时间2min,水流速度为0.05~1m/s;铁皮坑中通过自动投药装置在旋流井的进口处,投加药剂为聚合氯化铝(PAC),投加量为5g/m3;助凝剂(阴离子型PAM,分子量≥1000万)加在旋流井中心附近,投加量为0.5g/m3
而后通过提升泵将废水送入平流沉淀池进一步去除悬浮物及油类,进入平流沉淀池前,在进水管投加聚季铵盐类阳离子反相破乳剂,反相破乳剂投加量分别为5g/m3;平流沉淀池上进水端设置带式除油机进行除油,油污通过导流管进入油桶进行收集,外售;
平流沉淀池中间设置Ca(OH)2石灰乳加药装置,石灰乳浓度在10%,投加量在1kg/m3,进一步对废水中的絮体进行的沉降,同时去除废水中的氟离子、磷酸盐,之后,废水通过泵进入磁絮凝系统去除废水中的溶解油及悬浮物,分别在磁絮凝系统反应器a,反应器b和反应器c,三个反应器中依次加药分别为PAC、磁粉和PAM,药剂量分别1g/m3、0、0.2g/m3,且水流按照倒“S”形依次自流到各反应器,出水送入清水池由冷水塔进行降温,送入用户进行回用。送入用户水质见表2;
表2本实施例回用水质指标
Figure BDA0002255018740000071
实施例2:
来自粗轧、精轧机和热轧辊道等处的排水,先送入铁皮坑(旋流井)除去悬浮物,主要是大块的铁皮、铁屑,停留时间2min,水流速度为0.05~1m/s;铁皮坑中通过自动投药装置在旋流井的进口处,投加药剂为聚合氯化铝(PAC)\聚合硫酸铝铁(PAFS)混合物(任意比例),投加量为12g/m3;助凝剂(阴离子型PAM,分子量≥1000万)加在旋流井中心附近,投加量为1.2g/m3
而后通过提升泵将废水送入平流沉淀池进一步去除悬浮物及油类,进入平流沉淀池前,在进水管投加聚季铵盐类阳离子反相破乳剂,反相破乳剂投加量分别为10g/m3;平流沉淀池上进水端设置带式除油机进行除油,油污通过导流管进入油桶进行收集,外售;
平流沉淀池中间设置Ca(OH)2石灰乳加药装置,石灰乳浓度在15%,投加量在2kg/m3,进一步对废水中的絮体进行的沉降,同时去除废水中的氟离子、磷酸盐,之后,废水通过泵进入磁絮凝系统去除废水中的溶解油及悬浮物,分别在磁絮凝系统反应器a,反应器b和反应器c,三个反应器中依次加药分别为PAC、磁粉和PAM,药剂量分别2.5g/m3、5g/m3、0.6g/m3,且水流按照倒“S”形依次自流到各反应器,出水送入清水池由冷水塔进行降温,送入用户进行回用。送入用户水质见表3;
表3本实施例回用水质指标
Figure BDA0002255018740000081
实施例3:
来自粗轧、精轧机和热轧辊道等处的排水,先送入铁皮坑(旋流井)除去悬浮物,主要是大块的铁皮、铁屑,停留时间2min,水流速度为0.05~1m/s;铁皮坑中通过自动投药装置在旋流井的进口处,投加药剂为聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铝铁(PAFS)混合物(按任意比例),投加量为20g/m3;助凝剂(阴离子型PAM,分子量≥1000万)加在旋流井中心附近,投加量为2g/m3
而后通过提升泵将废水送入平流沉淀池进一步去除悬浮物及油类,进入平流沉淀池前,在进水管投加聚季铵盐类阳离子反相破乳剂,反相破乳剂投加量分别为15g/m3;平流沉淀池上进水端设置带式除油机进行除油,油污通过导流管进入油桶进行收集,外售;
平流程沉淀池中间设置Ca(OH)2石灰乳加药装置,石灰乳浓度在20%,投加量在3kg/m3,进一步对废水中的絮体进行的沉降,同时去除废水中的氟离子、磷酸盐,之后,废水通过泵进入磁絮凝系统去除废水中的溶解油及悬浮物,分别在磁絮凝系统反应器a,反应器b和反应器c,三个反应器中依次加药分别为PAC、磁粉和PAM,药剂量分别5g/m3、10g/m3、1g/m3,且水流按照倒“S”形依次自流到各反应器,出水送入清水池由冷水塔进行降温,送入用户进行回用。送入用户水质见表4;
表4本实施例回用水质指标
Figure BDA0002255018740000091
另外,混凝剂那四种可以任意比例调整,加入一种、两种、三种或四种都可以,通常而言,聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁之类的复合絮凝剂效果较好,无毒,兼具铁盐安全无害和铝盐净水效果,形成的矾花大,絮凝沉降速度快,用量少,去除率高等的优点,甚至不加助凝剂,都可以使絮体形成快而大的沉降块沉淀。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S01、根据热轧浊环水的路径设置依次相连通的铁皮坑、平流沉淀池和磁絮凝系统;
S02、向注入有热轧浊环水的铁皮坑中投加混凝剂和助凝剂;
S03、向经铁皮坑出水端流向平流沉淀池进水端的热轧浊环水中投加反向破乳剂;
S04、在平流沉淀池进水端设置带式除油机进行除油,以及向流入进平流沉淀池内的热轧浊环水中投加石灰乳溶液;
S05、磁絮凝系统具有三个依次相连通的反应器,分别为反应器a、反应器b和反应器c,向依次流入至反应器a、反应器b、反应器c的热轧浊环水中分别投加PAC、磁粉和PAM。
2.根据权利要求1所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,所述S02中,混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,混凝剂的投加量为5~20g/m3;助凝剂的投加量为0.5~2g/m3
4.根据权利要求3所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,所述混凝剂加在铁皮坑中进入旋流井的进口处;所述助凝剂加在旋流井中心。
5.根据权利要求1所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,所述S03中,反向破乳剂的投加量为5~15g/m3;所述反向破乳剂为聚季铵盐类阳离子。
6.根据权利要求4所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,所述S04中,石灰乳溶液浓度为10~20%,投加量为1~3kg/m3
7.根据权利要求1所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,所述S05中,PAC的投加量为1~5g/m3;磁粉的投加量为0~10g/m3;PAM的投加量为0.2~1g/m3
8.根据权利要求7所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,水流由所述反应器a依次流向所述反应器b和所述反应器c的路径呈倒S形。
9.根据权利要求8所述的一种热轧浊环水处理与回用工艺,其特征在于,所述反应器a、所述反应器b和所述反应器c内均设置有搅拌器,其各搅拌器的搅拌速率分别为100~200r/min、80~150r/min和40~60r/min,所述反应器a、所述反应器b和所述反应器c内水力停留时间均为1~2min。
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