CN110981000A

CN110981000A - 一种硅钢氧化镁废水的处理方法

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Publication number: CN110981000A
Application number: CN201911139927.2A
Authority: CN
Inventors: 舒纯; 俞琴; 王丽娜; 张垒; 彭斌; 刘璞
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明公开了一种硅钢氧化镁废水的处理方法，所述方法包括，将硅钢刷洗段产生的氧化镁废水依次进行均质处理和一次过滤；所述一次过滤为膜过滤，所述膜的孔径为1～10μm；将所述一次过滤后的氧化镁废水、碱液和絮凝剂溶液混合后，加入助凝剂溶液，获得混合液；将所述混合液进行沉淀后，取上层清液二次过滤；将所述二次过滤后的混合液与阻垢剂混合，获得回用水。采用本发明处理硅钢氧化镁废水，可以去除氧化镁废水中的悬浮固体，将回用水送回硅钢刷洗段再利用，避免了回用水中悬浮固体堵塞喷管，导致的带钢表面刷洗不净，影响带钢质量的问题。同时，大幅度节约硅钢CT机组漂洗用水和漂洗水加热蒸汽用量，减少废水排放。

Description

一种硅钢氧化镁废水的处理方法

技术领域

本发明属于钢铁环保技术领域，特别涉及一种硅钢氧化镁废水的处理方法。

背景技术

冷轧普通取向硅钢作为钢铁企业的高附加值和深加工产品，为了提高电磁性能，同时防止取向硅钢退火造成的黏结问题，必须在取向硅钢表面涂上具有氧化镁涂层。在氧化镁涂层形成过程中，在取向硅钢的表面始终会残余少量氧化镁固体，在进入下工序绝缘涂层前，必须将这些残余的氧化镁固体粉末用热水刷洗干净，常规氧化镁刷洗段大多依次为1#刷洗段、硫酸酸洗喷淋段和2#刷洗段三段，在刷洗过程就产生了氧化镁废水。氧化镁废水中一般包括大量的氧化镁、Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄ ^2-、少量的Fe²⁺、CO₃ ^2-和HCO₃ ^2-。

目前，钢铁工业相关技术规范和国内主要硅钢生产企业的生产实践中，通常将氧化镁废水与带钢酸洗产生的盐酸废水统一收集后，集中进行曝气中和、絮凝沉淀处理，处理后废水达标排放，沉淀污泥经脱水后作为工业固废处置。该工艺运行稳定，较易实现废水达标排放，但废水排放量大，单机排水量约200m³/h。同时，排水硬度和电导率极高，废水回用处理困难，对企业节能减排非常不利。为了降低氧化镁废水排放量和刷洗段加热蒸汽消耗，部分硅钢生产企业对氧化镁刷洗工艺进行了一定改进，在机旁单独将1#刷洗段氧化镁废水进行絮凝沉淀处理，经絮凝沉淀后泥水分离，上层清液循环回用至1#刷洗段，沉淀污泥泵送废水站脱水后作为工业固废处置。该工艺相对传统工艺具有明显的节水效果，单机废水排放量可减少60％左右，但在实际运行中，存在处理之后的废水回用之后刷洗段喷管易堵塞，这会影响带钢的刷洗效果，氧化镁刷洗不净会影响带钢的外观，还可能会影响硅钢的性能。

因此，现有迫切需要一种氧化镁废水处理方法，解决氧化镁废水处理后悬浮物含量高，回用易堵塞刷洗喷管的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种硅钢氧化镁废水处理方法，以解决现有技术中氧化镁废水处理后悬浮物含量高，回用易堵塞刷洗段喷管，导致带钢表面质量差，性能不和的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明提供了一种硅钢氧化镁废水的处理方法，所述方法包括，

将硅钢刷洗段产生的氧化镁废水依次进行均质处理和一次过滤；所述一次过滤为膜过滤，所述膜的孔径为1～10μm；

将所述一次过滤后的氧化镁废水、碱液和絮凝剂溶液混合后，加入助凝剂溶液，获得混合液；

将所述混合液进行沉淀后，取上层清液二次过滤；

将所述二次过滤后的混合液与阻垢剂混合，获得回用水。进一步地，所述硅钢刷洗段产生的氧化镁废水的温度为50～70℃，所述回用水的温度为40～60℃。

进一步地，所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述碱液的质量浓度为5～10％。

进一步地，所述絮凝剂溶液的质量浓度为5～10％，所述絮凝剂为聚合硫酸铝、硫酸铝钾和聚合硫酸铝铁中的一种，所述助凝剂溶液的质量浓度为0.05％～0.1％，所述助凝剂为聚丙烯酰胺和丙烯酰胺-丙烯酸共聚物中的一种。

进一步地，所述混合时间为9～14min，所述沉淀时间为60～180min。

进一步地，所述混合液的pH值为7～9，所述混合液中的絮凝剂的质量浓度为30～50ppm，所述混合液中的助凝剂的质量浓度为0.2～0.5ppm。

进一步地，所述二次过滤滤速为15～18m/h，所述二次过滤在过滤器中进行，所述过滤器的滤料包括石英砂，所述石英砂的粒径为0.8～1.2mm。

进一步地，所述过滤器的滤料还包括无烟煤，所述无烟煤的粒径为2～4mm。

进一步地，所述阻垢剂的加入量为2～4mg/每升二次过滤后的混合液。

进一步地，所述阻垢剂为2膦酸丁烷-1,2,4三羧酸和聚环氧琥珀酸中的一种或两种的混合物。

本发明的有益效果至少包括：

本发明提供了一种硅钢氧化镁废水的处理方法，所述方法包括，将硅钢刷洗段产生的氧化镁废水依次进行均质处理和一次过滤；所述一次过滤为膜过滤，所述膜的孔径为1～10μm；将所述一次过滤后的氧化镁废水、碱液和絮凝剂溶液混合后，加入助凝剂溶液，获得混合液；将所述混合液进行沉淀后，取上层清液二次过滤；将所述二次过滤后的混合液与阻垢剂混合，获得回用水。由于氧化镁颗粒悬浊性好，絮凝效果差，所以采用孔径为1～10μm滤膜进行一次过滤，可以去除氧化镁颗粒和大部分其他类型的悬浊物；采用絮凝后再沉淀和二次过滤，可以将一次过滤留下的其他的悬浊物去除；去除悬浊物后的氧化镁废水加入阻垢剂，可以抑制Mg²⁺、SO₄ ^2-等离子结垢。本发明采用一次过滤+中和+絮凝沉淀+二次过滤+阻垢处理的设计，处理后获得的回用水悬浮物含量低，不易结垢，有效避免了现有技术中氧化镁废水处理后氧化镁颗粒物和致垢离子含量高，导致的喷管结垢堵塞、出水不均匀，导致带钢漂洗质量差等问题，从而解决了氧化镁废水再生利用技术难题，取得了良好的节水、节能、减排效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种硅钢氧化镁废水的处理方法工艺步骤图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本发明实施例提供一种硅钢氧化镁废水的处理方法，所述方法包括，

S1，将硅钢刷洗段产生的氧化镁废水依次进行均质处理、一次过滤。

刷洗段包括1#刷洗段、硫酸酸洗喷淋段和2#刷洗段，这三段产生的氧化镁废水经过收集后进入调节池进行均质处理，同时可以使氧化镁废水量得到缓冲。将均质处理后的氧化镁废水泵入膜过滤机进行一次过滤处理，除去氧化镁废水中的氧化镁固体颗粒，获得一次过滤的氧化镁废水和氧化镁污泥，一次过滤的氧化镁废水自流至混合反应槽中，氧化镁污泥由泥斗暂存，由汽车运走资源化利用。由于氧化镁废水中的氧化镁颗粒经过高温烧结，其悬浊性好，如果不进行一次过滤直接进入中和絮凝，其絮凝效果非常差，氧化镁颗粒去除效果不好，所以必须要进行一次过滤后才能进入中和絮凝沉淀处理。

进一步地，所述一次过滤为膜过滤，所述膜的孔径为1～10μm。

将一次过滤孔径限定为1～10μm，在最大限度的将氧化镁截留的同时，可以提供较高的处理通量；同时还可以提高过滤的氧化镁污泥的纯度，可实现氧化镁污泥高附加值资源利用。如果一次过滤孔径过小，会导致膜面堵塞、通量下降，设备投资增大。如果一次过滤膜孔径过大，无法有效将氧化镁颗粒物截留，增加了沉淀池排泥困难和回用后刷洗段喷管堵塞风险。

一次过滤可以使用陶瓷板过滤机，陶瓷板过滤机为成套设备，包括辊筒系统、陶瓷滤板、真空系统、滤液排放系统、刮料系统、清洗系统、槽体、机架、泥斗和自动控制系统，运行真空0.09～0.096MPa。

也可以使用其他可以达到本效果的过滤设备处理。

进一步地，所述硅钢刷洗段产生的氧化镁废水的温度为50～70℃。

刷洗段中的1#刷洗段和2#刷洗段均使用热水进行刷洗，这样可以避免带钢变形，改善漂洗效果。但考虑到加热成本，温度不能过高。

S2，将所述一次过滤后的氧化镁废水、碱液和絮凝剂溶液混合后，加入助凝剂溶液，获得混合液。

本步骤主要是为了去除一次过滤后的氧化镁废水中的Fe²⁺和胶体物质，因为Fe²⁺不去除会在回收水中富集，促进管道和设备腐蚀；胶体物质在回用水中会影响带钢漂洗质量。一次过滤后的氧化镁废水在絮凝剂的作用下形成大颗粒絮体的条件是中性偏碱性，因一次过滤的废水中含有H⁺，为酸性环境，颗粒无法絮凝，因此需要加入碱液调整pH值，提供絮凝条件。絮凝后的氧化镁废水中的胶体物质在助凝剂的作用下可以形成微絮凝晶核。微絮凝晶核在助凝剂的作用下，可以形成大颗粒絮体，更易沉淀分离。如果将助凝剂溶液和絮凝剂溶液同时加入，搅拌会使大颗粒絮体解散，降低沉淀效果。

加入氢氧化钠溶液，使一次过滤后的氧化镁废水中的Fe²⁺氧化、水解为Fe(OH)₃絮体；另一方面可以中和一次过滤后的氧化镁废水中的H⁺，以调整废水的pH值。

进一步地，所述絮凝剂溶液的质量浓度为5～10％，所述絮凝剂为聚合硫酸铝、硫酸铝钾和聚合硫酸铝铁中的一种，所述助凝剂溶液的质量浓度为0.05～0.1％，所述助凝剂为聚丙烯酰胺和丙烯酰胺-丙烯酸共聚物中的一种。

加入絮凝剂溶液和助凝剂溶液，使一次过滤后的氧化镁废水中的Fe(OH)₃絮体和一次过滤后残留的氧化镁进一步变成大颗粒絮状物。絮凝剂选择硫酸根系列的絮凝剂，是因为硫酸根可以与氧化镁废水中的Mg²⁺形成沉淀物，在沉淀和二次过滤过程中可以去除。不可以选用氯化铝聚合物等氯离子系的絮凝剂，因为随着处理后氧化镁废水的循环使用，Cl^-会富集，造成刷洗带钢表面晶间腐蚀。

进一步地，所述混合时间为9～14min。在此混合时间内可以使絮凝剂溶液充分发挥絮凝的作用，同时可缩短助凝剂搅拌时间，避免大颗粒絮体再次打散。

将混合液中的絮凝剂和助凝剂控制在上述范围，可以最大限度的使混合液中的残留MgO颗粒和Fe(OH)₃转化为大颗粒絮状物，利于下一步沉淀分离。絮凝剂和助凝剂的浓度过高，会造成药剂浪费，增加废水处理成本。

S3，将所述混合液进行沉淀后，取上层清液二次过滤。

进一步地，所述沉淀时间为60～180min。沉淀可以采用斜板沉淀池或幅流沉淀池。

经过沉淀，可以将混合液中的絮状物去除，沉淀时间长，可以提高沉淀效果。考虑到工程投资，沉淀时间不宜超过180min。沉淀后获得的污泥经脱水后送往烧结工序再利用。

进一步地，所述二次过滤滤度为15～18m/h，所述二次过滤在过滤器中进行，所述过滤器的滤料包括石英砂，所述石英砂的粒径范围为0.8～1.2mm。二次过滤进一步去除了沉淀后的混合液中的残留絮状物和细小颗粒。二次过滤可以在多介质过滤器中进行，可以在砂过滤器中进行，还可以在其他过滤设备中进行，只要可以实现本步骤的效果即可。

进一步地，所述过滤器的滤料还包括无烟煤，所述无烟煤的粒径为2～4mm。无烟煤具有吸附作用，可以进一步去除废水中的细微杂质。

S4，将所述二次过滤后的混合液与阻垢剂混合，获得回用水。

进一步地，所述回用水的温度为40～60℃。

经过处理后的回用水温度为40～60℃，回用至刷洗段可以降低蒸汽消耗，利用氧化镁废水中的余热，减少漂洗水加热蒸汽消耗；还可以减少新水用量，节能环保。

进一步地，所述阻垢剂的加入量为2～4mg/每升二次过滤后的混合液，所述阻垢剂为2膦酸丁烷-1,2,4三羧酸(PBTC)和聚环氧琥珀酸(PESA)中的一种或两种的混合物。

经过二次过滤后的混合液中还含有Mg²⁺、SO₄ ^2-等致垢离子，直接回用，会导致喷管堵塞结垢、喷水不均匀等问题，影响带钢清洗质量，增加维修频次。投加阻垢剂可抑制喷管和管道结垢堵塞，保证带钢清洗效果，减少设备维修工作量。

S5，将所述回用水送回硅钢刷洗段再利用。

本发明提供了一种硅钢氧化镁废水的处理方法，通过特定孔径一次膜过滤，去除了氧化镁废水中MgO颗粒物，避免了回用水中因氧化镁含量高导致沉淀池排泥不畅、刷洗段喷管积泥淤塞、带钢刷洗质量差等问题；截留的MgO滤饼，纯度高，可实现资源化利用；结合中和+絮凝沉淀+二次过滤+阻垢处理，去除了氧化镁废水中的Fe²⁺和胶体物质，避免Fe²⁺在回用水中富集，腐蚀管道和设备，还可减少胶体物质残留带钢表面；投加阻垢剂可预防喷管结垢堵塞、喷水不均匀，影响带钢漂洗质量，减少设备维修；将回用水送回硅钢刷洗段再利用，解决了氧化镁废水再生利用问题，降低了产线新水消耗；处理后的回用水中含有一定的余热，大幅度减少了产线蒸汽消耗，节能减排效果好；还可充分利用废水站原有的酸性废水的部分处理设施，缩短了污泥输送距离，避免了输泥管堵塞和刷铣槽积渣的问题。运行可靠，维护成本低；本发明处理工艺简单，无需深度处理，易运行，投资少，运行成本低；一次过滤后可将绝大多数的氧化镁颗粒固体收集，降低了氧化镁污泥中的杂质含量，提高了纯度，可实现氧化镁污泥高附加值资源利用。

下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1到实施例3的处理步骤如下：

S3，将所述混合液进行沉淀后，取上层清液二次过滤。

S5，将所述回用水送回刷洗段再利用。

实施例1到实施例4各个步骤的工艺控制如表1到表3所示

表1

表2

表3

对比例1是采用将硅钢氧化镁废水与带钢酸洗产生的含酸废水统一收集后，集中进行曝气中和、絮凝沉淀处理后，直接排放。

对比例2是将氧化镁废水进行絮凝沉淀处理，经絮凝沉淀后泥水分离，上层清液循环回用至1#刷洗段，沉淀污泥泵送废水站脱水后作为工业固废处置。

表4

表4是实施例1到实施例4，对比例1和对比例2的氧化镁废水处理后的指标。根据表4中的数据可知，实施例1到实施例4的节水效率超过88.18％，蒸汽消耗量不超过3.2t/h，新水加入量不超过15t/h，回用水浊度不超过4.5NTU，悬浮物不超过10mg/L，管道和喷管维修频次为1次/年。对比例1氧化镁废水没有回用处理后直接排放，节水率为0，蒸汽消耗为5.0t/h，新水加入量为200t/h，排放水的浊度为1300，悬浮物为2000mg/L，管道和喷管维修为1次/季；对比例2氧化镁废水处理后回用，节水率为31.9％，蒸汽消耗为4.6t/h，新水加入量为130t/h，回用水浊度为78NTU，悬浮物为92mg/L，管道和喷管维修为1次/月。

根据表4数据可知，与对比例1和对比例2相比，本实施例1到实施例4的节水率大幅度提高，新水加入量减少，处理后的回用水(对比例1是排放水)的浊度和悬浮物指标都明显上升，维修频次明显降低，解决了喷管和管道堵塞的问题，减少了维修量，蒸汽消耗明显减少，具有良好的节能效果。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括，

将所述混合液进行沉淀后，取上层清液二次过滤；

将所述二次过滤后的混合液与阻垢剂混合，获得回用水。

2.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述硅钢刷洗段产生的氧化镁废水的温度为50～70℃，所述回用水的温度为40～60℃。

3.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述碱液的质量浓度为5～10％。

4.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂溶液的质量浓度为5～10％，所述絮凝剂为聚合硫酸铝、硫酸铝钾和聚合硫酸铝铁中的一种，所述助凝剂溶液的质量浓度为0.05％～0.1％，所述助凝剂为聚丙烯酰胺和丙烯酰胺-丙烯酸共聚物中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述混合时间为9～14min，所述沉淀时间为60～180min。

6.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述混合液的pH值为7～9，所述混合液中的絮凝剂的质量浓度为30～50ppm，所述混合液中的助凝剂的质量浓度为0.2～0.5ppm。

7.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述二次过滤滤速15～18m/h，所述二次过滤在过滤器中进行，所述过滤器的滤料包括石英砂，所述石英砂的粒径为0.8～1.2mm。

8.根据权利要求7所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述过滤器的滤料还包括无烟煤，所述无烟煤的粒径为2～4mm。

9.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述阻垢剂的加入量为2～4mg/每升二次过滤后的混合液。

10.根据权利要求1所述的一种硅钢氧化镁废水的处理方法，其特征在于，所述阻垢剂为2膦酸丁烷-1,2,4三羧酸和聚环氧琥珀酸中的一种或两种的混合物。