CN110776138B - 一种钢铁酸洗废水膜法处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢铁酸洗废水膜法处理装置及方法，处理装置包括料液箱、残液箱、产酸箱、进水箱以及扩散渗析膜系统，扩散渗析膜系统包括内部均有扩散渗析膜的首端单元、进水单元、回流单元和末端单元，每个扩散渗析膜上均有进料口、残液出口和产酸口，首端单元和进水单元的扩散渗析膜上均设有进水口，回流单元和末端单元的扩散渗析膜上均设有回流口，回流单元和末端单元的扩散渗析膜的回流口均通过回流管路并联到产酸箱底部，首端单元、进水单元的扩散渗析膜的进水口均通过进水管路并联到进水箱上。本发明料液侧从首端供料、末端排出残液；进水侧分段运行，分段进水，分段产酸；后部产酸回流，在保持铁截留率的前提下充分回收残液中盐酸。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，是一种钢铁酸洗废水膜法处理装置及方法，更具体的是一种对钢铁制品酸洗表面去除铁锈过程中所产生的含铁含重金属废酸水进行回收处理的装置及方法。
背景技术
钢铁制品工业所生产的产品被广泛地应用于各个领域，为国家经济做出重大贡献，因此钢铁制品生产工业是极为重要的基础工业。盐酸是一种工业生产中常用的化学药剂，在钢铁制品生产的工艺中，使用盐酸酸洗钢铁制品是一道重要的工序，用于去除其表面的铁锈。盐酸溶液经钢铁酸洗工序使用后，其中溶解了大量铁离子、亚铁离子以及少量的锌、铅、铜等重金属离子，高浓度的铁离子影响了盐酸溶解铁锈的能力，较难再用于酸洗工艺，形成了钢铁酸洗废水。
目前针对此种含有较高铁离子钢铁酸洗废酸水的处理主要采用加入大量的氢氧化钠进行中和，在处理产生的沉淀、废水的方法。然而此方法需要消耗大量的氢氧化钠，成本很高，而且中和所产生的废水中氯离子浓度很高，难于后续处理。申请号为201510995426.X、名称为“一种铜阳极泥处理过程产生的高酸废液中有价金属回收的方法”的中国专利公开了一种铜阳极泥处理过程产生的高酸废液中有价金属回收的方法，主要包括以下步骤：（1）选择性吸附金银铂钯等稀贵金属；（2）扩散渗析分离产酸；（3）中和水解回收氯氧铋；（4）铜砷分离回收铜；（5）高效硫化深度除砷；（6）中和法回收锌镍锡；（7）中和后高盐废水采用多效蒸发回收盐。虽然该方法实现了稀贵金属、贱金属、砷及酸的高效分离及深度回收，该回收方法针对的废酸溶液为铜阳极泥火法处理产生的洗涤高酸废液，该废液贱金属含量低，故而无需回收利用其中的贱金属，且经过扩散渗析处理后残液增生量较少，而钢铁酸洗废水中所含铁离子较多，使用该方法处理钢铁酸洗废水，难以回用其中的铁离子。
发明内容
针对现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种膜钢铁酸洗废水膜法处理装置及方法，在保证铁的截留率的基础上，提高酸的回收率，并最终回收利用残液中的铁。
本发明膜钢铁酸洗废水膜法处理装置采用如下技术方案：一种钢铁酸洗废水膜法处理装置，包括料液箱、残液箱、产酸箱、进水箱以及扩散渗析膜系统，所述扩散渗析膜系统包括内部均有扩散渗析膜的首端单元、进水单元、回流单元和末端单元，每个扩散渗析膜上均有进料口、残液出口和产酸口，所述首端单元和进水单元的扩散渗析膜上均设有进水口，所述回流单元和末端单元的扩散渗析膜上均设有回流口，所述料液箱和首端单元扩散渗析膜的进料口之间连接有料液管路，料液管路上设有料液阀和料液泵，首端单元扩散渗析膜的残液出口和进水单元扩散渗析膜的进料口通过管道连接，进水单元扩散渗析膜的残液出口和回流单元扩散渗析膜的进料口通过管道连接，回流单元扩散渗析膜的残液出口和末端单元扩散渗析膜的进料口通过管道连接，末端单元扩散渗析膜的残液出口和残液箱之间连接有残液管路，残液管路上设有残液阀，所述首端单元、进水单元、回流单元和末端单元的扩散渗析膜的产酸口均通过产酸管路并联到产酸箱上，产酸管路上设有产酸阀和止回阀，产酸阀靠近产酸箱，止回阀靠近每个扩散渗析膜的产酸口处，所述回流单元和末端单元的扩散渗析膜的回流口均通过回流管路并联到产酸箱底部，回流管路上靠近产酸箱的位置上设有底阀，回流管路上靠近扩散渗析膜回流口处的位置上回流阀和回流泵，所述首端单元、进水单元的扩散渗析膜的进水口均通过进水管路并联到进水箱上，进水管路上靠近进水箱的位置设有进水母管阀，进水管路上靠近扩散渗析膜进水口的位置上设有进水阀和进水泵。
所述产酸管路包括连接在每个扩散渗析膜产酸口上的产酸支管和连接在产酸箱上部的产酸总管，所述产酸支管并联后连接在产酸总管上，所述产酸阀设置在产酸总管上，所述止回阀设置在产酸支管上。
所述回流管路包括回流支管和回流总管，回流支管连接在扩散渗析膜回流口上，回流单元和末端单元的回流支管并联后与回流总管连接，所述底阀设置在回流总管上，所述回流阀和回流泵设置在回流支管上。
所述进水管路包括进水支管和进水总管，进水支管连接在扩散渗析膜进水口上，首端单元和进水单元的进水支管并联后与进水总管连接，所述进水母管阀设置在进水总管上，所述进水阀和进水泵设置在进水支管上。
所述回流支管上靠近扩散渗析膜回流口处的位置设有减压阀，所述进水支管上靠近扩散渗析膜进水口处的位置设有减压阀。
所述进水单元的进水支管上和回流总管之间连接有回流分支管；所述回流单元的回流支管上和进水总管之间连接有进水分支管。
本发明膜钢铁酸洗废水膜法处理方法采用如下技术方案：一种钢铁酸洗废水膜法处理方法，其包括以下步骤：（1）对酸洗废液进行物化预处理，去除料液中大颗粒的杂质，预处理后的料液存于料液箱；（2）开启料液阀、进水母管阀、残液阀、产酸阀、底阀、首端单元进水支管进水阀、末端单元的回流阀、进水单元的进水阀及回流单元的回流阀，使料液和进水充满扩散渗析膜，使得各单元的扩散渗析膜内皆为满流；（3）打开料液泵，将料液泵入料液管路，打开首端单元和进水单元的进水泵，将进水箱纯水泵入首端单元与进水单元的进水管路，将产酸箱的产酸通过回流管路泵入回流单元和末端单元，产酸由产酸管路注入产酸箱，残液由残液管路注入残液箱，进料液、进水、产酸开始同步循环流动，从而实现料液分离；（4）向残液中加入碱液进行预沉，预沉后再加入重金属捕捉剂使残液实现固液分离，固液分离后的清液经一级反渗透浓缩，使得亚铁离子得到富集；（5）向残液中投加产酸，调节盐酸浓度至10~12%，再进入陶瓷膜中曝气氧化，使得亚铁离子被氧化，得到氯化铁溶液。
步骤（1）中，预处理后料液的浊度为20~50NTU；步骤（3）中，料液流量为80~200L/h，进水流量为20~30L/h，回流流量为15~25L/h。
步骤（4）中，加入碱液具体是按5~15%的体积比投加质量浓度约10~25%的氢氧化钠；加入重金属捕捉剂是按5~10%的体积比投加10~80%质量浓度的二硫代胺基甲酸盐类重金属捕捉剂。
步骤（4）中，反渗透浓缩的倍数为1.5~3倍；步骤（5）中，陶瓷膜孔径为200~800mm，曝气时长为10~30分钟，曝气强度为0.05~0.2MPa。
本发明的有益效果是：本发明的处理装置中，扩散渗析工序为单侧分段处理，膜组料液侧从首端单元供料，末端单元排出残液，中间无分段；而扩散渗析进水侧分段运行，分段进水，分段产酸，这使得前部膜段可在较大的浓度差下产酸，每段进水流量较小使得铁截留率得到提升，残液增生比下降；后部产酸回流至进水口，使得后部产酸在保持铁截留率的前提下，得以充分回收残液中剩余的盐酸。采用进水吸收料液中的盐酸达到特种分离、盐酸回收的作用外，还有进水的单元越多，总体的盐酸回收率越高，但铁离子截留率会下降，残液增生比也越大，而产酸回流可提高铁离子截留率，减少残液的增生，但盐酸总体回收率会大幅度下降。因此本发明通过一部分回流、一部分进水，能使产酸和铁离子截留率都相对达到较大值。
本发明的处理方法，首先利用物化方法预处理，去除其中的固体物质，分离出较为澄清的废酸料液；然后利用各单元中扩散渗析膜分离废酸液中的盐酸与其他金属离子，特殊的单侧分段、部分回流工艺，使得产酸的浓度达到8~15%，酸回收率可维持在80~88%，铁截留率可达80~90%，残液增生比降至3~15%；最后再利用少量的碱液预沉与重金属捕捉剂沉淀分离其中的铁离子和重金属离子，保留了其中部分亚铁离子，以一级反渗透浓缩剩余残液，使铁质量浓度达到14~18%，残液添加产酸调节其盐酸浓度，投加产酸是为了维持铁离子在水中的稳定存在，不水解，然后置于陶瓷膜中曝气氧化，残液经处理后用作氯化铁水处理剂。当扩散渗析膜组进料液总含铁量为20~25%，含盐酸量为8~16%，经扩散渗析膜处理后，产酸的浓度在8~15%，酸回收率可维持在80~88%，铁截留率可达80~90%，残液增生比降至3~15%。该方法回收了废酸中部分铁离子以及近乎全部的盐酸，同步提高了酸的回收率及铁的截留率，又降低了残液的增生比，且仅使用少量的碱液，大大降低了废酸的处理成本。
本发明的优点和积极效果是：1、所述扩散渗析工序的进水侧为分段进水，每段独立回收产酸，且进水侧各段流量均远小于料液侧流量，同步提高了各段的铁截留率以及主要产酸部分的酸回收率，且减少了残液体积增生比，产酸质量浓度可达8~15%，铁截留率可达80~90%，残液增生比降至3~15%。2、所述残液经碱液预沉、重金属捕捉分离、反渗透浓缩后，其铁浓度可达14~18%，添加氧化亚铁离子所需盐酸后，经陶瓷膜曝气氧化后，残液用作氯化铁水处理剂，实现铁离子的资源化回用。
优选的，设置回流分支管和进水分支管能使回流单元和进水单元上的管路结构相同，使回流单元和进水单元结构相同，便于维修更换。
附图说明
图1是本发明钢铁酸洗废水膜法处理装置的结构示意图；
图2是本发明钢铁酸洗废水膜法处理方法的流程图。
图中，1、残液箱，2、残液阀，3、扩散渗析膜，31-进料口，32-残液出口，33-产酸口，34-进水口，35-回流口，4、减压阀，51、进水泵，52、回流泵，6、回流阀，7、进水母管阀，8、进水箱，81-进水总管，82-进水支管，83-进水分支管，9、止回阀，10、末端单元，11、回流单元，12、进水阀，13、进水单元，14、首端单元，15、产酸阀，16、料液箱，17、料液阀，18、料液泵，19、产酸箱底阀，20、产酸箱，201-产酸总管，202-产酸支管，203-回流总管，204-回流支管，205-回流分支管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种实施例的钢铁酸洗废水膜法处理装置的结构如图1所示，本实施例的钢铁酸洗废水膜法处理装置，包括料液箱16、残液箱1、产酸箱20、进水箱8以及扩散渗析膜系统，所述扩散渗析膜系统包括内部均有扩散渗析膜3的首端单元14、进水单元13、回流单元11和末端单元10，每个扩散渗析膜3上均有进料口31、残液出口32和产酸口33，所述首端单元14和进水单元13的扩散渗析膜3上均设有进水口34，所述回流单元11和末端单元10的扩散渗析膜3上均设有回流口35，所述料液箱16和首端单元扩散渗析膜3的进料口31之间连接有料液管路，料液管路上设有料液阀17和料液泵18，首端单元14扩散渗析膜3的残液出口32和进水单元13扩散渗析膜3的进料口31通过管道连接，进水单元13扩散渗析膜3的残液出口32和回流单元11扩散渗析膜3的进料口31通过管道连接，回流单元11扩散渗析膜3的残液出口32和末端单元10扩散渗析膜3的进料口31通过管道连接，末端单元10扩散渗析膜3的残液出口32和残液箱1之间连接有残液管路，残液管路上设有残液阀2。
所述首端单元14、进水单元13、回流单元11和末端单元10的扩散渗析膜3的产酸口均通过产酸管路并联到产酸箱20上，产酸管路上设有产酸阀15和止回阀9，产酸阀15靠近产酸箱20，止回阀9靠近每个扩散渗析膜3的产酸口33处，所述产酸管路包括连接在每个扩散渗析膜3产酸口33上的产酸支管202和连接在产酸箱20上部的产酸总管201，所述产酸支管202并联后连接在产酸总管201上，所述产酸阀15设置在产酸总管201上，所述止回阀9设置在产酸支管202上。
所述回流单元11和末端单元10的扩散渗析膜3的回流口35均通过回流管路并联到产酸箱20底部，回流管路上靠近产酸箱的位置上设有底阀19，回流管路上靠近扩散渗析膜3回流口35处的位置上回流阀6和回流泵52，所述回流管路包括回流支管204和回流总管203，回流支管204连接在扩散渗析膜3回流口35上，回流单元11和末端单元10的回流支管204并联后与回流总管203连接，所述底阀19设置在回流总管203上，所述回流阀6和回流泵52设置在回流支管204上。所述进水单元13的进水支管82上和回流总管203之间连接有回流分支管205；所述回流单元的回流支管204上和进水总管81之间连接有进水分支管。
所述首端单元14、进水单元13的扩散渗析膜3的进水口34均通过进水管路并联到进水箱8上，进水管路上靠近进水箱8的位置设有进水母管阀7，进水管路上靠近扩散渗析膜3进水口34的位置上设有进水阀12和进水泵51。所述进水管路包括进水支管82和进水总管81，进水支管81连接在扩散渗析膜进水口上34，首端单元14和进水单元13的进水支管82并联后与进水总管81连接，所述进水母管阀7设置在进水总管81上，所述进水阀12和进水泵51设置在进水支管82上。所述回流支管204上靠近扩散渗析膜回流口35处的位置设有减压阀4，所述进水支管82上靠近扩散渗析膜进水口34处的位置设有减压阀4。
本实施例的处理装置中，扩散渗析工序为单侧分段处理，膜组料液侧首端供料，末端排出，中间无分段，而进水侧为分段供水，分段进水，分段产酸。所述扩散渗析进水侧分段运行，这使得前部膜段可在较大的浓度差下产酸；每段进水流量较小使得铁截留率得到提升，残液增生比下降；后部产酸回流至进水口，使得后部产酸在保持铁截留率的前提下，得以充分回收残液中剩余的盐酸。
本发明一种实施例的钢铁酸洗废水膜法处理方法的流程如图2所示，本实施例的钢铁酸洗废水膜法处理方法，包括以下步骤：（1）对酸洗废液进行物化预处理，去除料液中大颗粒的杂质，预处理后料液的浊度为20~50NTU，预处理后的料液存于料液箱；（2）开启料液阀、进水母管阀、残液阀、产酸阀、底阀、首端单元进水支管进水阀、末端单元的回流阀、进水单元的进水阀及回流单元的回流阀，使料液和进水充满扩散渗析膜，使得各单元的扩散渗析膜内皆为满流；（3）打开料液泵，将料液泵入料液管路，料液流量为80~200L/h，打开首端单元和进水单元的进水泵，进水流量为20~30L/h，将进水箱纯水泵入首端单元与进水单元的进水管路，将产酸箱的产酸通过回流管路泵入回流单元和末端单元，回流流量为15~25L/h，产酸由产酸管路注入产酸箱，残液由残液管路注入残液箱，进料液、进水、产酸开始同步循环流动，从而实现料液分离；（4）向残液中加入碱液进行预沉，具体是按5~15%的体积比投加质量浓度约10~25%的氢氧化钠，预沉后再按5~10%的体积比投加10~80%质量浓度的二硫代胺基甲酸盐类重金属捕捉剂使残液实现固液分离，固液分离后的清液经一级反渗透浓缩，使得亚铁离子得到富集；（5）向残液中投加产酸，调节盐酸浓度至10~12%，再进入陶瓷膜中曝气氧化，陶瓷膜孔径为200~800mm，曝气时长为10~30分钟，曝气强度为0.05~0.2MPa，使得亚铁离子被氧化，得到氯化铁溶液。
下面结合具体的应用实例对上述实施例的处理装置和处理方法进行具体说明：
实例1：
图2为本实施例提供的一种钢铁酸洗废水膜法处理及资源化利用集成工艺流程图，如图2所示，工艺包括通过管路依次连接的预处理、扩散渗析、碱液预沉、离子捕捉、反渗透浓缩、盐酸酸化、陶瓷膜曝气工序。
图1为扩散渗析工序所用处理装置的结构示意图，如图1所示，所述扩散渗析工序为料液管路，残液管路、产酸管路、进水管路、回流管路、首端单元14、1个进水单元13、1个回流单元11、末端单元10组成。其中，所述料液管路包括通过管路依次连接的料液箱16、料液阀17、料液泵18，所述残液管路包括通过管路依次连接的残液箱1、残液阀2，所述产酸管路包括通过管路依次连接的产酸箱20、产酸阀15，所述进水管路包括通过管路依次连接的进水箱8、进水母管阀7，所述回流管路包括通过管路依次连接的产酸箱20、产酸箱底阀19；所述料液管路连接首端单元14扩散渗析膜的进料口，首端单元14扩散渗析膜的残液出口连接下个单元扩散渗析膜进料口，如此依次连接进水单元13、回流单元11及末端单元10，最终将末端单元10扩散渗析膜残液出口与残液管路入口连接；所述产酸管路依次与各单元的产酸支管连接，所述进水管路依次与首端单元14及进水单元13进水支管连接；所述回流管路从产酸箱20底部产酸箱底阀19起始，依次与回流单元11及末端单元10回流支管连接；所述首端单元14扩散渗析膜进水口与进水支管连接，进水支管从进水口开始依次设有减压阀4、进水泵51、进水阀12，产酸支管与产酸口相连，并设有止回阀9；所述进水单元13及回流单元11进水支管与回流支管并联，进水支管设有进水阀12，回流支管设有回流阀6，扩散渗析膜进水口与并联的回流及进水两支管连接，从进水口开始依次设有减压阀4、进水泵51，进水阀12，产酸支管与产酸口相连，并设有止回阀9；所述末端单元10扩散渗析膜进水口与回流支管连接，回流支管从进水口开始依次设有减压阀4、回流泵52、回流阀6，产酸支管与产酸口相连，并设有止回阀9。
本实例的钢铁酸洗废水膜法处理方法具体的工艺流程如下：
（1）酸洗废液经物化预处理形成料液，料液浊度为47NTU，含铁20%，含盐酸8%，存于料液箱；
（2）关闭进水单元回流分支管回流阀及回流单元进水分支管进水阀，开启料液阀、进水母管阀、残液阀、产酸阀、产酸箱底阀、首端单元进水支管进水阀、末端单元回流支管回流阀、进水单元进水支管进水阀及回流单元回流支管回流阀；
（3）打开料液泵，将料液泵入扩散渗析膜组料液管路，料液流量为80L/h，打开各单元进水泵，将进水箱纯水泵入首端单元与进水单元进水管路，进水流量为20L/h，将产酸箱产酸泵入回流单元与末端单元回流管路，产酸由母管注入产酸箱，回流流量为15L/h，残液由残液管路注入残液箱，产酸由产酸管道注入产酸箱，此时产酸浓度约10%，酸回收率88%，铁截留率85%，残液增生比为10%；
（4）向残液中按5%的体积比投加质量浓度约25%的氢氧化钠进行预沉，再按5%的体积比投加80%质量浓度的二硫代胺基甲酸盐类重金属捕捉剂，固液分离后的清液经一级反渗透浓缩3倍，浓缩液铁离子含量15%，铅、锌离子含量均在4mg/L左右；
（5）向残液中投加产酸，调节盐酸浓度至11%，再进入陶瓷膜中曝气氧化，陶瓷膜孔径为200mm，曝气时长为30分钟，曝气强度0.2MPa，残液经处理后用作氯化铁水处理剂。
实例2
本实例工艺内容及扩散渗析装置结构及连接关系与实例1中相同，不同的是，所采用进水单元有2个，回流单元有1个，另工艺参数亦不同，具体的工艺流程如下：
（1）酸洗废液经物化预处理形成料液，料液浊度为35NTU，含铁23%，含盐酸12%，存于料液箱；
（2）关闭各进水单元回流分支管回流阀及各回流单元进水分支管进水阀，开启料液阀、进水母管阀、残液阀、产酸阀、产酸箱底阀、首端单元进水支管进水阀、末端单元回流支管回流阀、各进水单元进水支管进水阀及各回流单元回流支管回流阀；
（3）打开料液泵，将料液泵入扩散渗析膜组料液管路，料液流量为120L/h，打开各单元进水泵，将进水箱纯水泵入首端单元与各进水单元进水管路，进水流量为30L/h，将产酸箱产酸泵入各回流单元与末端单元回流管路，产酸由母管注入产酸箱，回流流量为25L/h，残液由残液管路注入残液箱，产酸由产酸管道注入产酸箱，此时产酸浓度约13%，酸回收率83%，铁截留率87%，残液增生比为5%；
（4）向残液中按8%的体积比投加质量浓度约20%的氢氧化钠进行预沉，再按7%的体积比投加40%质量浓度的二硫代胺基甲酸盐类重金属捕捉剂，固液分离后的清液经一级反渗透浓缩2.5倍，浓缩液铁离子含量18%，铅、锌离子含量均在2mg/L左右；
（5）向残液中投加产酸，调节盐酸浓度至12%，再进入陶瓷膜中曝气氧化，陶瓷膜孔径为400mm，曝气时长为20分钟，曝气强度0.1MPa，残液经处理后用作氯化铁水处理剂。
实例3
本实例工艺内容及扩散渗析装置结构及连接关系与实例1中相同，不同的是，进水单元有3个，回流单元有2个，另工艺参数亦不同，具体的工艺流程如下：
（1）酸洗废液经物化预处理形成料液，料液浊度为28NTU，含铁25%，含盐酸14%，存于料液箱；
（2）关闭各进水单元回流分支管回流阀及各回流单元进水分支管进水阀，开启料液阀、进水母管阀、残液阀、产酸阀、产酸箱底阀、首端单元进水支管进水阀、末端单元回流支管回流阀、各进水单元进水支管进水阀及各回流单元回流支管回流阀；
（3）打开料液泵，将料液泵入扩散渗析膜组料液管路，料液流量为160L/h，打开各单元进水泵，将进水箱纯水泵入首端单元与各进水单元进水管路，进水流量为25L/h，将产酸箱产酸泵入各回流单元与末端单元回流管路，产酸由母管注入产酸箱，回流流量为20L/h，残液由残液管路注入残液箱，产酸由产酸管道注入产酸箱，此时产酸浓度约13%，酸回收率80%，铁截留率89%，残液增生比为3%；
（4）向残液中按12%的体积比投加质量浓度约15%的氢氧化钠进行预沉，再按9%的体积比投加20%质量浓度的二硫代胺基甲酸盐类重金属捕捉剂，固液分离后的清液经一级反渗透浓缩2倍，浓缩液铁离子含量14%，铅、锌离子含量均在3mg/L左右；
（5）向残液中投加产酸，调节盐酸浓度至10%，再进入陶瓷膜中曝气氧化，陶瓷膜孔径为800mm，曝气时长为10分钟，曝气强度0.05MPa，残液经处理后用作氯化铁水处理剂。
实例4
本实例工艺内容及扩散渗析装置结构及连接关系与实例1中相同，不同的是，进水单元有4个，回流单元有2个，另工艺参数亦不同，具体的工艺流程如下：
（1）酸洗废液经物化预处理形成料液，料液浊度为17NTU，含铁21%，含盐酸16%，存于料液箱；
（2）关闭各进水单元回流分支管回流阀及各回流单元进水分支管进水阀，开启料液阀、进水母管阀、残液阀、产酸阀、产酸箱底阀、首端单元进水支管进水阀、末端单元回流支管回流阀、各进水单元进水支管进水阀及各回流单元回流支管回流阀；
（3）打开料液泵，将料液泵入扩散渗析膜组料液管路，料液流量为200L/h，打开各单元进水泵，将进水箱纯水泵入首端单元与各进水单元进水管路，进水流量为30L/h，将产酸箱产酸泵入各回流单元与末端单元回流管路，产酸由母管注入产酸箱，回流流量为20L/h，残液由残液管路注入残液箱，产酸由产酸管道注入产酸箱，此时产酸浓度约14%，酸回收率85%，铁截留率88%，残液增生比为7%；
（4）向残液中按15%的体积比投加质量浓度约10%的氢氧化钠进行预沉，再按10%的体积比投加10%质量浓度的二硫代胺基甲酸盐类重金属捕捉剂，固液分离后的清液经一级反渗透浓缩2倍，浓缩液铁离子含量16%，铅、锌离子含量均在2mg/L左右；
（5）向残液中投加产酸，调节盐酸浓度至11%，再进入陶瓷膜中曝气氧化，陶瓷膜孔径为400mm，曝气时长为20分钟，曝气强度0.1MPa，残液经处理后用作氯化铁水处理剂。
在本发明其它的实施例中，进水单元和首端单元扩散渗析膜上的进水管路可以直接连接在进水箱上；回流单元和末端单元扩散渗析膜上的回流管路可以直接连接在产酸箱下部；进水单元、首端单元、回流单元和末端单元扩散渗析膜上的产酸管路可以直接连接在产酸箱上。
需要说明的是，以上实例说明的是本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种钢铁酸洗废水膜法处理装置，包括料液箱、残液箱、产酸箱、进水箱以及扩散渗析膜系统，其特征在于：所述扩散渗析膜系统包括内部均有扩散渗析膜的首端单元、进水单元、回流单元和末端单元，每个扩散渗析膜上均有进料口、残液出口和产酸口，所述首端单元和进水单元的扩散渗析膜上均设有进水口，所述回流单元和末端单元的扩散渗析膜上均设有回流口，所述料液箱和首端单元扩散渗析膜的进料口之间连接有料液管路，料液管路上设有料液阀和料液泵，首端单元扩散渗析膜的残液出口和进水单元扩散渗析膜的进料口通过管道连接，进水单元扩散渗析膜的残液出口和回流单元扩散渗析膜的进料口通过管道连接，回流单元扩散渗析膜的残液出口和末端单元扩散渗析膜的进料口通过管道连接，末端单元扩散渗析膜的残液出口和残液箱之间连接有残液管路，残液管路上设有残液阀，所述首端单元、进水单元、回流单元和末端单元的扩散渗析膜的产酸口均通过产酸管路并联到产酸箱上，产酸管路上设有产酸阀和止回阀，产酸阀靠近产酸箱，止回阀靠近每个扩散渗析膜的产酸口处，所述回流单元和末端单元的扩散渗析膜的回流口均通过回流管路并联到产酸箱底部，回流管路上靠近产酸箱的位置上设有底阀，回流管路上靠近扩散渗析膜回流口处的位置上回流阀和回流泵，所述首端单元、进水单元的扩散渗析膜的进水口均通过进水管路并联到进水箱上，进水管路上靠近进水箱的位置设有进水母管阀，进水管路上靠近扩散渗析膜进水口的位置上设有进水阀和进水泵。
2.根据权利要求1所述的钢铁酸洗废水膜法处理装置，其特征在于：所述产酸管路包括连接在每个扩散渗析膜产酸口上的产酸支管和连接在产酸箱上部的产酸总管，所述产酸支管并联后连接在产酸总管上，所述产酸阀设置在产酸总管上，所述止回阀设置在产酸支管上。
3.根据权利要求1所述的钢铁酸洗废水膜法处理装置，其特征在于：所述回流管路包括回流支管和回流总管，回流支管连接在扩散渗析膜回流口上，回流单元和末端单元的回流支管并联后与回流总管连接，所述底阀设置在回流总管上，所述回流阀和回流泵设置在回流支管上。
4.根据权利要求3所述的钢铁酸洗废水膜法处理装置，其特征在于：所述进水管路包括进水支管和进水总管，进水支管连接在扩散渗析膜进水口上，首端单元和进水单元的进水支管并联后与进水总管连接，所述进水母管阀设置在进水总管上，所述进水阀和进水泵设置在进水支管上。
5.根据权利要求4所述的钢铁酸洗废水膜法处理装置，其特征在于：所述回流支管上靠近扩散渗析膜回流口处的位置设有减压阀，所述进水支管上靠近扩散渗析膜进水口处的位置设有减压阀。
6.根据权利要求4所述的钢铁酸洗废水膜法处理装置，其特征在于：所述进水单元的进水支管上和回流总管之间连接有回流分支管；所述回流单元的回流支管上和进水总管之间连接有进水分支管。
7.一种利用权利要求1的钢铁酸洗废水膜法处理装置进行钢铁酸洗废水膜法处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）对酸洗废液进行物化预处理，去除料液中大颗粒的杂质，预处理后的料液存于料液箱；（2）开启料液阀、进水母管阀、残液阀、产酸阀、底阀、首端单元进水支管进水阀、末端单元的回流阀、进水单元的进水阀及回流单元的回流阀，使料液和进水充满扩散渗析膜，使得各单元的扩散渗析膜内皆为满流；（3）打开料液泵，将料液泵入料液管路，打开首端单元和进水单元的进水泵，将进水箱纯水泵入首端单元与进水单元的进水管路，将产酸箱的产酸通过回流管路泵入回流单元和末端单元，产酸由产酸管路注入产酸箱，残液由残液管路注入残液箱，进料液、进水、产酸开始同步循环流动，从而实现料液分离；（4）向残液中加入碱液进行预沉，预沉后再加入重金属捕捉剂使残液实现固液分离，固液分离后的清液经一级反渗透浓缩，使得亚铁离子得到富集；（5）向残液中投加产酸，调节盐酸浓度至10~12%，再进入陶瓷膜中曝气氧化，使得亚铁离子被氧化，得到氯化铁溶液。
8.根据权利要求7所述的钢铁酸洗废水膜法处理方法，其特征在于：步骤（1）中，预处理后料液的浊度为20~50NTU；步骤（3）中，料液流量为80~200L/h，进水流量为20~30L/h，回流流量为15~25L/h。
9.根据权利要求7所述的钢铁酸洗废水膜法处理方法，其特征在于：步骤（4）中，加入碱液具体是按5~15%的体积比投加质量浓度10~25%的氢氧化钠；加入重金属捕捉剂是按5~10%的体积比投加10~80%质量浓度的二硫代胺基甲酸盐类重金属捕捉剂。
10.根据权利要求7所述的钢铁酸洗废水膜法处理方法，其特征在于：步骤（4）中，反渗透浓缩的倍数为1.5~3倍；步骤（5）中，陶瓷膜孔径为200~800mm，曝气时长为10~30分钟，曝气强度为0.05~0.2MPa。
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