CN112010446B - 一种冷轧酸性废水深度处理方法和系统 - Google Patents

一种冷轧酸性废水深度处理方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种冷轧酸性废水深度处理方法和处理系统，包括如下步骤：所述冷轧酸性废水通过进水泵进入改性脱硫灰过滤塔，改性脱硫灰过滤塔中放置改性脱硫灰填料，改性脱硫灰填料占改性脱硫灰过滤塔体积的85～95％；冷轧酸性废水从改性脱硫灰过滤塔底部进入上部流出；冷轧酸性废水通过一级提升泵进入曝气式搅拌反应池，曝气式搅拌反应池分为两部分，冷轧酸性废水在曝气沉淀池的停留时间为18～26min；经过曝气式搅拌反应池后，冷轧酸性废水通过排水泵达标排放。经过本发明方法和系统处理后的冷轧酸性废水pH为7.1～8.6，氨氮0.6～2.3mg/L，总有机碳为2.1～3.7mg/L。

Description

一种冷轧酸性废水深度处理方法和系统
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种冷轧酸性废水深度处理方法和处理系统。
背景技术
钢铁工业是一个高能耗、高资源、高污染的产业，其水资源消耗巨大，约占全国工业用水量的14％。
2005年7月国家发改委出台了《钢铁产业发展政策》，对钢铁工业发展循环经济、节约能源和资源、走可持续发展道路提出了更高的目标和更具体的要求，在全球资源紧缺的情况下，低能耗、低污染、低排放成为社会发展的需要。
我国钢铁企业的单位耗用水量仍高于国外先进钢铁企业的水平，近一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量，提高钢铁企业水的循环利用率，加强钢铁企业废水的综合处理与回用是我国钢铁企业实现可持续发展的关键之一。
酸洗是冷轧厂不可缺少的工序之一。工艺生产过程中，冷轧钢材需采用酸洗工艺去除钢材表面的氧化铁皮，并且酸洗之后需要用纯水对钢材表面进行冲洗，以清洗钢材表面残留的酸液。因此随之而产生酸洗废液和酸性漂洗水，通常酸洗过程中的废酸大多返回酸再生系统进行再生后重复利用；漂洗废水由于酸浓度过低无法进行酸再生，只能排放。
发明内容
本发明提供一种冷轧酸性废水深度处理方法和处理系统，提出了完整的冷轧酸性废水深度处理技术方案，系统解决了酸性废水污染环境的问题，因此本发明属于钢铁绿色环保生产工艺系统。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下:
一种冷轧酸性废水深度处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述冷轧酸性废水的水质特征:pH为0.5～2，氨氮6～13mg/L，总有机碳为10～15mg/L；
所述冷轧酸性废水通过进水泵进入改性脱硫灰过滤塔，改性脱硫灰过滤塔中放置改性脱硫灰填料，改性脱硫灰填料占改性脱硫灰过滤塔体积的85～95％；冷轧酸性废水从改性脱硫灰过滤塔底部进入上部流出；
所述改性脱硫灰填料由以下步骤制备而成:1)脱硫灰成分，以质量百分比计:CaO为37.1～50.2％，MgO为5.2～9.3％，SiO2为7.8～11.2％，SO3为10.3～17.1％，Al2O3为8.3～16.7％，Fe2O3为0.2～2.1％，其他杂质为3.5～8.1％；选取粒径为50～100目的煤质活性炭，碘值为800～900mg/g；2)按照脱硫灰:煤质活性炭:粉煤灰:壳聚糖:蛭石固固比6～8:2～4:3:2:1～2的比例混合，搅拌15～20min，搅拌速度40～50转/分钟；3)将混合后的固体在紫外光照下40～60min，紫外光波长为365～380nm，光强为4000～4800Mw，然后在55～60℃和微波功率500～600W状态下，辐射45～60min，形成改性脱硫灰填料；
冷轧酸性废水通过一级提升泵进入曝气式搅拌反应池，曝气式搅拌反应池分为两部分，冷轧酸性废水在曝气沉淀池的停留时间为18～26min；
经过曝气式搅拌反应池后，冷轧酸性废水通过排水泵达标排放。
进一步，所述冷轧酸性废水在改性脱硫灰过滤塔中的停留时间为60～80min。
进一步，经过改性脱硫灰过滤塔后，冷轧酸性废水的pH为6～9之间，总有机碳为4～7mg/L。
进一步，改性脱硫灰填料表面积为462～670m2/L，可以吸附酸性废水中的总有机碳。
根据本发明所述一种冷轧酸性废水深度处理方法，所述曝气式搅拌反应池分为两部分，前部为搅拌池，后部为曝气反应池。
进一步，次氯酸钠通过加药系统投加到前部搅拌池中，投加量为5～30mg/L，搅拌池搅拌速度为60～80转/分钟，停留时间为170～260秒；随后酸性废水进入后部曝气反应池，曝气沉淀池底部为曝气管，释放空气，曝气反应池溶解氧为4.2～6.5mg/L。
更进一步，加药系统包括加药泵和加药罐，加药罐中放置次氯酸钠。
根据本法吗所述一种冷轧酸性废水深度处理方法，经过处理后的冷轧酸性废水pH为7.1～8.6，氨氮0.6～2.3mg/L，总有机碳为2.1～3.7mg/L。
本发明还提供一种冷轧酸性废水深度处理系统，包括依次连接的进水泵1，改性脱硫灰过滤塔2，一级提升泵4，曝气式搅拌反应池5和排水泵8；所述曝气式搅拌反应池5包括曝气式搅拌反应池前部搅拌池5-1和曝气式搅拌反应池后部曝气反应池5-2；所述所述曝气式搅拌反应池5的上部连接有次氯酸钠加药系统6，所述次氯酸钠加药系统6包括次氯酸钠加药系统加药泵6-1和次氯酸钠加药系统加药罐6-2。
发明详述：
一种冷轧酸性废水深度系统，包括进水泵、改性脱硫灰过滤塔、改性脱硫灰填料、一级提升泵、曝气式搅拌反应池、次氯酸钠加药系统、次氯酸钠、排水泵。
所述冷轧酸性废水的水质特征:pH为0.5～2，氨氮6～13mg/L，总有机碳为10～15mg/L。
所述冷轧酸性废水通过进水泵进入改性脱硫灰过滤塔，改性脱硫灰过滤塔中放置改性脱硫灰填料，改性脱硫灰填料占改性脱硫灰过滤塔体积的85～95％。冷轧酸性废水在改性脱硫灰过滤塔中的停留时间为60～80min。冷轧酸性废水从改性脱硫灰过滤塔底部进入上部流出。经过改性脱硫灰过滤塔后，冷轧酸性废水的pH为6～9之间，总有机碳为4～7mg/L。
本发明的改性脱硫灰填料根据冷轧酸性废水的特性制备而成。制备过程如下:1)所述脱硫灰成分(质量百分比):CaO为37.1～50.2％，MgO为5.2～9.3％，SiO2为7.8～11.2％，SO3为10.3～17.1％，Al2O3为8.3～16.7％，Fe2O3为0.2～2.1％，其他杂质为3.5～8.1％。选取粒径为50～100目的煤质活性炭，碘值为800～900mg/g。2)按照脱硫灰:煤质活性炭:粉煤灰:壳聚糖:蛭石固固比6～8:2～4:3:2:1～2的比例混合，搅拌15～20min，搅拌速度40～50转/分钟。3)将混合后的固体在紫外光照下40～60min，紫外光波长为365～380nm，光强为4000～4800Mw，然后在55～60℃和微波功率500～600W状态下，辐射45～60min，形成改性脱硫灰填料。改性脱硫灰填料碱性强，可以很好的中和酸性废水，而且改性脱硫灰填料表面积为462～670m2/L，可以吸附酸性废水中的总有机碳。
冷轧酸性废水通过一级提升泵进入曝气式搅拌反应池，曝气式搅拌反应池分为两部分，前部为搅拌池，后部为曝气反应池。次氯酸钠通过加药系统包括加药泵和加药罐。加药罐中放置次氯酸钠。浓度为13％次氯酸钠通过加药系统投加到前部搅拌池中，投加量为5～30mg/L，搅拌池搅拌速度为60～80转/分钟，停留时间为170～260秒。随后酸性废水进入后部曝气反应池，曝气沉淀池底部为曝气管，释放空气，曝气反应池溶解氧为4.2～6.5mg/L，冷轧酸性废水在曝气沉淀池的停留时间为18～26min。
经过曝气式搅拌反应池后，冷轧酸性废水通过排水泵达标排放。
本发明有益技术效果：
本发明根据冷轧酸性废水水质水量情况，开发出经济、高效的技术方案，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。经过本发明方法和系统处理后的冷轧酸性废水pH为7.1～8.6，氨氮0.6～2.3mg/L，总有机碳为2.1～3.7mg/L。
附图说明
图1为一种冷轧酸性废水深度处理系统，
其中：进水泵-1、改性脱硫灰过滤塔-2、改性脱硫灰-3、一级提升泵-4、曝气式搅拌反应池-5、次氯酸钠加药系统-6、次氯酸钠-7、排水泵-8。曝气式搅拌反应池前部搅拌池-5-1，曝气式搅拌反应池后部曝气反应池-5-2。次氯酸钠加药系统加药泵-6-1，次氯酸钠加药系统加药罐-6-2。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，本领域技术人员应当理解，所述实施例仅用于示例，而不对本发明构成任何限制。
实施例1:
一种冷轧酸性废水深度系统，包括进水泵、改性脱硫灰过滤塔、改性脱硫灰填料、一级提升泵、曝气式搅拌反应池、次氯酸钠加药系统、次氯酸钠、排水泵。
所述冷轧酸性废水的水质特征:pH为0.7，氨氮9mg/L，总有机碳为12mg/L。
所述冷轧酸性废水通过进水泵进入改性脱硫灰过滤塔，改性脱硫灰过滤塔中放置改性脱硫灰填料，改性脱硫灰填料占改性脱硫灰过滤塔体积的85％。冷轧酸性废水在改性脱硫灰过滤塔中的停留时间为60min。冷轧酸性废水从改性脱硫灰过滤塔底部进入上部流出。经过改性脱硫灰过滤塔后，冷轧酸性废水的pH为7.2之间，总有机碳为5mg/L。
本发明的改性脱硫灰填料根据冷轧酸性废水的特性制备而成。制备过程如下:1)所述脱硫灰成分(质量百分比):CaO为42.3％，MgO为7.7％，SiO2为10.3％，SO3为15.5％，Al2O3为16.7％，Fe2O3为1.7％，其他杂质为5.8％。选取粒径为50目的煤质活性炭，碘值为820mg/g。2)按照脱硫灰:煤质活性炭:粉煤灰:壳聚糖:蛭石固固比8:2:3:2:1的比例混合，搅拌15min，搅拌速度40转/分钟。3)将混合后的固体在紫外光照下50min，紫外光波长为375nm，光强为4200MW，然后在55℃和微波功率500W状态下，辐射45min，形成改性脱硫灰填料。改性脱硫灰填料碱性强，可以很好的中和酸性废水，而且改性脱硫灰填料表面积为511m2/L，可以吸附酸性废水中的总有机碳。
冷轧酸性废水通过一级提升泵进入曝气式搅拌反应池，曝气式搅拌反应池分为两部分，前部为搅拌池，后部为曝气反应池。次氯酸钠通过加药系统包括加药泵和加药罐。加药罐中放置次氯酸钠。浓度为13％次氯酸钠通过加药系统投加到前部搅拌池中，投加量为15mg/L，搅拌池搅拌速度为60转/分钟，停留时间为220秒。随后酸性废水进入后部曝气反应池，曝气沉淀池底部为曝气管，释放空气，曝气反应池溶解氧为4.7mg/L，冷轧酸性废水在曝气沉淀池的停留时间为20min。
经过曝气式搅拌反应池后，冷轧酸性废水通过排水泵达标排放。
经过处理后的冷轧酸性废水pH为7.5，氨氮1.1mg/L，总有机碳为2.5mg/L。
实施例2:
一种冷轧酸性废水深度系统，包括进水泵、改性脱硫灰过滤塔、改性脱硫灰填料、一级提升泵、曝气式搅拌反应池、次氯酸钠加药系统、次氯酸钠、排水泵。
所述冷轧酸性废水的水质特征:pH为1.7，氨氮12mg/L，总有机碳为14mg/L。
所述冷轧酸性废水通过进水泵进入改性脱硫灰过滤塔，改性脱硫灰过滤塔中放置改性脱硫灰填料，改性脱硫灰填料占改性脱硫灰过滤塔体积的90％。冷轧酸性废水在改性脱硫灰过滤塔中的停留时间为80min。冷轧酸性废水从改性脱硫灰过滤塔底部进入上部流出。经过改性脱硫灰过滤塔后，冷轧酸性废水的pH为8.1之间，总有机碳为6mg/L。
本发明的改性脱硫灰填料根据冷轧酸性废水的特性制备而成。制备过程如下:1)所述脱硫灰成分(质量百分比):CaO为47.3％，MgO为6.2％，SiO2为9.1％，SO3为13.4％，Al2O3为14.8％，Fe2O3为1.5％，其他杂质为7.7％。选取粒径为100目的煤质活性炭，碘值为900mg/g。2)按照脱硫灰:煤质活性炭:粉煤灰:壳聚糖:蛭石固固比7:3:3:2:1的比例混合，搅拌15min，搅拌速度45转/分钟。3)将混合后的固体在紫外光照下55min，紫外光波长为370nm，光强为4700MW，然后在60℃和微波功率550W状态下，辐射60min，形成改性脱硫灰填料。改性脱硫灰填料碱性强，可以很好的中和酸性废水，而且改性脱硫灰填料表面积为657m2/L，可以吸附酸性废水中的总有机碳。
冷轧酸性废水通过一级提升泵进入曝气式搅拌反应池，曝气式搅拌反应池分为两部分，前部为搅拌池，后部为曝气反应池。次氯酸钠通过加药系统包括加药泵和加药罐。加药罐中放置次氯酸钠。浓度为13％次氯酸钠通过加药系统投加到前部搅拌池中，投加量为25mg/L，搅拌池搅拌速度为70转/分钟，停留时间为230秒。随后酸性废水进入后部曝气反应池，曝气沉淀池底部为曝气管，释放空气，曝气反应池溶解氧为6.1mg/L，冷轧酸性废水在曝气沉淀池的停留时间为23min。
经过曝气式搅拌反应池后，冷轧酸性废水通过排水泵达标排放。
经过处理后的冷轧酸性废水pH为8.4，氨氮0.7mg/L，总有机碳为3.2mg/L。
综上所述，本发明首次提出了完整的冷轧酸性废水深度处理技术方案，系统解决了冷轧酸性废水污染环境的问题，因此本发明属于钢铁绿色环保生产工艺系统。。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变形都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种冷轧酸性废水深度处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述冷轧酸性废水的水质特征:pH为0.5～2，氨氮6～13mg/L，总有机碳为10～15mg/L；
所述冷轧酸性废水通过进水泵进入改性脱硫灰过滤塔，改性脱硫灰过滤塔中放置改性脱硫灰填料，改性脱硫灰填料占改性脱硫灰过滤塔体积的85～95％；冷轧酸性废水从改性脱硫灰过滤塔底部进入上部流出；所述改性脱硫灰填料由以下步骤制备而成:1)脱硫灰成分，以质量百分比计:CaO为37.1～50.2％，MgO为5.2～9.3％，SiO2为7.8～11.2％，SO3为10.3～17.1％，Al2O3为8.3～16.7％，Fe2O3为0.2～2.1％，其他杂质为3.5～8.1％；选取粒径为50～100目的煤质活性炭，碘值为800～900mg/g；2)按照脱硫灰:煤质活性炭:粉煤灰:壳聚糖:蛭石固固比6～8:2～4:3:2:1～2的比例混合，搅拌15～20min，搅拌速度40～50转/分钟；3)将混合后的固体在紫外光照下40～60min，紫外光波长为365～380nm，光强为4000～4800Mw，然后在55～60℃和微波功率500～600W状态下，辐射45～60min，形成改性脱硫灰填料；改性脱硫灰填料表面积为462～670m2/L，可以吸附酸性废水中的总有机碳；
冷轧酸性废水通过一级提升泵进入曝气式搅拌反应池，曝气式搅拌反应池分为两部分，冷轧酸性废水在曝气沉淀池的停留时间为18～26min；
经过曝气式搅拌反应池后，冷轧酸性废水通过排水泵达标排放；
经过处理后的冷轧酸性废水pH为7.1～8.6，氨氮0.6～2.3mg/L，总有机碳为2.1～3.7mg/L。
2.根据权利要求1所述一种冷轧酸性废水深度处理方法，其特征在于，所述冷轧酸性废水在改性脱硫灰过滤塔中的停留时间为60～80min。
3.根据权利要求1所述一种冷轧酸性废水深度处理方法，其特征在于，经过改性脱硫灰过滤塔后，冷轧酸性废水的pH为6～9之间，总有机碳为4～7mg/L。
4.根据权利要求1所述一种冷轧酸性废水深度处理方法，其特征在于，所述曝气式搅拌反应池分为两部分，前部为搅拌池，后部为曝气反应池。
5.根据权利要求4所述一种冷轧酸性废水深度处理方法，其特征在于，次氯酸钠通过加药系统投加到前部搅拌池中，投加量为5～30mg/L，搅拌池搅拌速度为60～80转/分钟，停留时间为170～260秒；随后酸性废水进入后部曝气反应池，曝气沉淀池底部为曝气管，释放空气，曝气反应池溶解氧为4.2～6.5mg/L，。
6.根据权利要求5所述一种冷轧酸性废水深度处理方法，其特征在于，加药系统包括加药泵和加药罐，加药罐中放置次氯酸钠。
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