CN112174381A - 一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，将来自主生产线的含铬废水首先进入调节池储存，将调节池内废水经提升泵进入一级还原罐，然后进入一级中和罐，二级中和罐、三级中和罐，并搅拌中和废水；然后将中和后的水引至斜板沉淀池，接着废水重力自流至反应澄清池中，污泥在反应澄清池内沉淀，上清液溢流至中间水池1，再经泵提升进入浅层砂过滤器，沉淀池一级沙过滤器出水自流进入pH调节水池，后经PH调节和过滤处理，进入出水监测池，达标出水经泵提升进入回用水厂，若不达标通过循环水泵回流进入调节池；污泥经污泥泵进入污泥浓缩池，然后通过板框压滤机脱水制成泥饼外运处置。大大提高了该工艺。

Description

一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺
技术领域
本发明涉及冷轧含铬废水处理技术领域，特别涉及一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺。
背景技术
冷轧废水由于污染物种类多，成分复杂，而且水量、成分变化均较大，因此是冶金行业内最难处理的废水之一。然而，随着需求的不断提高，越来越多的轧钢表面进行镀铬工艺，产品品质提升的同时，带来了含铬废水的处理问题。众所周知，重金属铬，尤其是铬(Ⅵ)毒性很大，为吞/吸入性毒物，它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜等方式侵入人体，并在人体及环境中累积，从而造成遗传性基因缺陷，甚至致癌，并对环境有持久危害性[1]。因此，对冷轧含铬废水的处理就显得尤其重要。
采用还原沉淀法对梅钢现有废水处理站的废水处理工艺进行了进一步的优化与改造，使其满足冷轧废水排放最新标准，从而减少钢铁企业污水排放量，提高废水循环利用率。
现有技术中的工艺存在如下缺陷：
(1)、原有六价铬还原工艺，在进水水质较为稳定的情况下，六价铬出水能满足控制要求，即0.5mg/L的标准。
(2)、无法保证出水可以稳定达标。
(3)、无法保证整体沉淀工艺的处理效果。
(4)、砂过滤器对沉淀池出水中悬浮物和胶体进一步去除。所带来的问题是前段中和沉淀采用石灰投加工艺，水中硬度较高，砂过滤器存在结垢隐患。且砂过滤器处理效率受限制，废水处理能力差；无法改变水硬度，增大了过滤器滤料结垢污赌风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，包括如下步骤：
S1：首先将来自主生产线的含铬废水首先进入调节池储存，调节池起到调节水量均衡水质的功能，保证后续处理线能在相对稳定的流量和水质下运行；
S2：将调节池内废水经提升泵进入一级还原罐，将废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，然后进入一级中和罐，二级中和罐、三级中和罐，并搅拌中和废水；
S3：然后将中和后的水引至斜板沉淀池，接着废水重力自流至反应澄清池中，反应澄清池中心筒内投加石灰和PAM，废水经中和罐后形成了大量的污泥，污泥在反应澄清池内沉淀，上清液溢流至中间水池1，再经泵提升进入浅层砂过滤器，对废水中悬浮物和胶体等物质进行过滤处理，沉淀池一级沙过滤器出水自流进入pH调节水池，后经PH调节和过滤处理，进入出水监测池，达标出水经泵提升进入回用水厂，若不达标通过循环水泵回流进入调节池。
S4：污泥经污泥泵进入污泥浓缩池，然后通过板框压滤机脱水制成泥饼外运处置。
进一步的，所述二级中和罐和三级中和罐，罐内设置搅拌装置和曝气装置，以及检测仪表pH计，使还原出水与投加药剂充分混合，使亚铁离子等充分氧化，以利于氢氧化铬和氢氧化铁沉淀物质的生成。
进一步的，所述三级中和罐中和剂采用氢氧化钠，在二级中和罐石灰中和的前提下，采用氢氧化钠保证pH值调节在9.5-10.5的范围内，尽量减少石灰的使用，一是减少投加石灰导致废水硬度过高，为后续砂石过滤带来结垢堵塞的风险，二是减少石灰杂质导致的污泥量的提高，减少危废污泥的产生量，具有环保效益和经济效益。
进一步的，所述三级中和罐辅以重金属捕捉剂投加系统，深度去除污水中重金属离子，在事故来水冲击负荷时，作为应急措施保证重金属离子的去除效果，使出水稳定达标。
进一步的，所述斜板沉淀池水力表面负荷0.5m3/(m2h)，低负荷运行有利于混合液固液分离效果。
进一步的，所述斜板沉淀池与原辅流式斜板沉淀池采用具有高程差的自流设计，两池既可串联运行，亦可并联运行，增加了设备的处理能力以及运行的灵活性，无论是在事故冲击负荷或是后续产线升级带来的处理能力提高，均可保证应有的泥水分离功能和处理效果。
进一步的，沙过滤器增设附属设施一套，处理水量由原来20m3/h增加到50m3/h，对沉淀池出水中悬浮物和胶体进一步去除，使其在冲击负荷下也能保证处理效率和出水水质。
进一步的，所述沙过滤器参数为：
总过滤水量：50m3/h；
过滤器面积：4.1m2；
进水压力：0.2～0.5MPa；
过滤前：水质SS≤10mg/L；
过滤后：水质SS≤0.3mg/L；
电源要求：220V，50HZ；
过滤器压力损失：0.05～0.1MPa；
进水温度：35℃；
反冲洗时间：单台2～3分钟；
反冲洗量：0.1～1.1m3/min。
进一步的，斜板沉淀池的技术参数为：
处理水量：≥25m3/h；
主体材质：Q235B；
斜板材质：PP，厚度不小于10mm；
搅拌机轴，叶轮材质：碳钢天然橡胶；
搅拌机电机：3KW；IP55，电机加防雨罩，配室外操作箱；
螺旋输送机：螺旋轴材质为不锈钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)、原有六价铬还原工艺，在进水水质较为稳定的情况下，六价铬出水能满足控制要求，即0.5mg/L的标准。新工艺中六价铬的处理仍采用化学还原法。对冲击负荷下，出水不能稳定达标的问题，进行如下改进措施：(1)监控废水冲击负荷排放；(2)强化运维管理。
(2)、新的三价铬的强化工艺采用重金属捕捉剂法。在三级中和池内投加重金属捕捉剂，对废水中残余的、未完全中和反应的铬离子，进行反应，生成沉淀，提高废水中铬离子的整体处理效果，配合后续的沉淀与过滤处理工艺，使其在冲击负荷下，保证出水可以稳定达标。
(3)、新增斜板沉淀池一座，串联在三级中和罐与原有反应澄清池之间，并增设响应管路与阀门系统，使斜板沉淀池与反应澄清池既可串联运行，亦可并联运行，保证了整体沉淀工艺的处理效果。
(4)、砂过滤器对沉淀池出水中悬浮物和胶体进一步去除。所带来的问题是前段中和沉淀采用石灰投加工艺，水中硬度较高，砂过滤器存在结垢隐患。且砂过滤器处理效率受限制，悬浮物和胶体不可能完全去除，虽出水悬浮物指标可以达标，但少量的悬浮物和胶体对出水总铬指标可能有一定影响。故新增砂过滤器一套，以提高废水处理能力；且在前端二级中和罐，中和剂采用氢氧化钠，以减少废水硬度，减低过滤器滤料结垢污赌风险。
附图说明
图1为本发明一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，包括如下步骤：
S1：首先将来自主生产线的含铬废水首先进入调节池储存，调节池起到调节水量均衡水质的功能，保证后续处理线能在相对稳定的流量和水质下运行；
S2：将调节池内废水经提升泵进入一级还原罐，将废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，然后进入一级中和罐，二级中和罐、三级中和罐，并搅拌中和废水；
S3：然后将中和后的水引至斜板沉淀池，接着废水重力自流至反应澄清池中，反应澄清池中心筒内投加石灰和PAM，废水经中和罐后形成了大量的污泥，污泥在反应澄清池内沉淀，上清液溢流至中间水池1，再经泵提升进入浅层砂过滤器，对废水中悬浮物和胶体等物质进行过滤处理，沉淀池一级沙过滤器出水自流进入pH调节水池，后经PH调节和过滤处理，进入出水监测池，达标出水经泵提升进入回用水厂，若不达标通过循环水泵回流进入调节池。
S4：污泥经污泥泵进入污泥浓缩池，然后通过板框压滤机脱水制成泥饼外运处置。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，所述二级中和罐和三级中和罐，罐内设置搅拌装置和曝气装置，以及检测仪表pH计，使还原出水与投加药剂充分混合，使亚铁离子等充分氧化，以利于氢氧化铬和氢氧化铁沉淀物质的生成。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，所述三级中和罐中和剂采用氢氧化钠，在二级中和罐石灰中和的前提下，采用氢氧化钠保证pH值调节在9.5-10.5的范围内，尽量减少石灰的使用，一是减少投加石灰导致废水硬度过高，为后续砂石过滤带来结垢堵塞的风险，二是减少石灰杂质导致的污泥量的提高，减少危废污泥的产生量，具有环保效益和经济效益。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，所述三级中和罐辅以重金属捕捉剂投加系统，深度去除污水中重金属离子，在事故来水冲击负荷时，作为应急措施保证重金属离子的去除效果，使出水稳定达标。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，所述斜板沉淀池水力表面负荷0.5m3/(m2h)，低负荷运行有利于混合液固液分离效果。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，所述斜板沉淀池与原辅流式斜板沉淀池采用具有高程差的自流设计，两池既可串联运行，亦可并联运行，增加了设备的处理能力以及运行的灵活性，无论是在事故冲击负荷或是后续产线升级带来的处理能力提高，均可保证应有的泥水分离功能和处理效果。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，沙过滤器增设附属设施一套，处理水量由原来20m3/h增加到50m3/h，对沉淀池出水中悬浮物和胶体进一步去除，使其在冲击负荷下也能保证处理效率和出水水质。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，所述沙过滤器参数为：
总过滤水量：50m3/h；
过滤器面积：4.1m2；
进水压力：0.2～0.5MPa；
过滤前：水质SS≤10mg/L；
过滤后：水质SS≤0.3mg/L；
电源要求：220V，50HZ；
过滤器压力损失：0.05～0.1MPa；
进水温度：35℃；
反冲洗时间：单台2～3分钟；
反冲洗量：0.1～1.1m3/min。
为了进一步提高一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的使用功能，斜板沉淀池的技术参数为：
处理水量：≥25m3/h；
主体材质：Q235B；
斜板材质：PP，厚度不小于10mm；
搅拌机轴，叶轮材质：碳钢天然橡胶；
搅拌机电机：3KW；IP55，电机加防雨罩，配室外操作箱；
螺旋输送机：螺旋轴材质为不锈钢。
实施例，
(1)、原有六价铬还原工艺，在进水水质较为稳定的情况下，六价铬出水能满足控制要求，即0.5mg/L的标准。新工艺中六价铬的处理仍采用化学还原法。对冲击负荷下，出水不能稳定达标的问题，进行如下改进措施：(1)监控废水冲击负荷排放；(2)强化运维管理。
(2)、新的三价铬的强化工艺采用重金属捕捉剂法。在三级中和池内投加重金属捕捉剂，对废水中残余的、未完全中和反应的铬离子，进行反应，生成沉淀，提高废水中铬离子的整体处理效果，配合后续的沉淀与过滤处理工艺，使其在冲击负荷下，保证出水可以稳定达标。
(3)、新增斜板沉淀池一座，串联在三级中和罐与原有反应澄清池之间，并增设响应管路与阀门系统，使斜板沉淀池与反应澄清池既可串联运行，亦可并联运行，保证了整体沉淀工艺的处理效果。
(4)、砂过滤器对沉淀池出水中悬浮物和胶体进一步去除。所带来的问题是前段中和沉淀采用石灰投加工艺，水中硬度较高，砂过滤器存在结垢隐患。且砂过滤器处理效率受限制，悬浮物和胶体不可能完全去除，虽出水悬浮物指标可以达标，但少量的悬浮物和胶体对出水总铬指标可能有一定影响。故新增砂过滤器一套，以提高废水处理能力；且在前端二级中和罐，中和剂采用氢氧化钠，以减少废水硬度，减低过滤器滤料结垢污赌风险。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (9)

1.一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：首先将来自主生产线的含铬废水首先进入调节池储存，调节池起到调节水量均衡水质的功能，保证后续处理线能在相对稳定的流量和水质下运行；
S2：将调节池内废水经提升泵进入一级还原罐，将废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，然后进入一级中和罐，二级中和罐、三级中和罐，并搅拌中和废水；
S3：然后将中和后的水引至斜板沉淀池，接着废水重力自流至反应澄清池中，反应澄清池中心筒内投加石灰和PAM，废水经中和罐后形成了大量的污泥，污泥在反应澄清池内沉淀，上清液溢流至中间水池1，再经泵提升进入浅层砂过滤器，对废水中悬浮物和胶体等物质进行过滤处理，沉淀池一级沙过滤器出水自流进入pH调节水池，后经PH调节和过滤处理，进入出水监测池，达标出水经泵提升进入回用水厂，若不达标通过循环水泵回流进入调节池；
S4：污泥经污泥泵进入污泥浓缩池，然后通过板框压滤机脱水制成泥饼外运处置。
2.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于：所述二级中和罐和三级中和罐，罐内设置搅拌装置和曝气装置，以及检测仪表pH计，使还原出水与投加药剂充分混合，使亚铁离子等充分氧化，以利于氢氧化铬和氢氧化铁沉淀物质的生成。
3.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于：所述三级中和罐中和剂采用氢氧化钠，在二级中和罐石灰中和的前提下，采用氢氧化钠保证pH值调节在9.5-10.5的范围内，尽量减少石灰的使用，一是减少投加石灰导致废水硬度过高，为后续砂石过滤带来结垢堵塞的风险，二是减少石灰杂质导致的污泥量的提高，减少危废污泥的产生量，具有环保效益和经济效益。
4.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于：所述三级中和罐辅以重金属捕捉剂投加系统，深度去除污水中重金属离子，在事故来水冲击负荷时，作为应急措施保证重金属离子的去除效果，使出水稳定达标。
5.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于：所述斜板沉淀池水力表面负荷0.5m3/(m2h)，低负荷运行有利于混合液固液分离效果。
6.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于：所述斜板沉淀池与原辅流式斜板沉淀池采用具有高程差的自流设计，两池既可串联运行，亦可并联运行，增加了设备的处理能力以及运行的灵活性，无论是在事故冲击负荷或是后续产线升级带来的处理能力提高，均可保证应有的泥水分离功能和处理效果。
7.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于：沙过滤器增设附属设施一套，处理水量由原来20m3/h增加到50m3/h，对沉淀池出水中悬浮物和胶体进一步去除，使其在冲击负荷下也能保证处理效率和出水水质。
8.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于，所述沙过滤器参数为：
总过滤水量：50m3/h；
过滤器面积：4.1m2；
进水压力：0.2～0.5MPa；
过滤前：水质SS≤10mg/L；
过滤后：水质SS≤0.3mg/L；
电源要求：220V，50HZ；
过滤器压力损失：0.05～0.1MPa；
进水温度：35℃；
反冲洗时间：单台2～3分钟；
反冲洗量：0.1～1.1m3/min。
9.根据权利要求1所述的一种还原沉淀法处理冷轧含铬废水的工艺，其特征在于，斜板沉淀池的技术参数为：
处理水量：≥25m3/h；
主体材质：Q235B；
斜板材质：PP，厚度不小于10mm；
搅拌机轴，叶轮材质：碳钢天然橡胶；
搅拌机电机：3KW；IP55，电机加防雨罩，配室外操作箱；
螺旋输送机：螺旋轴材质为不锈钢。
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