CN112408714A - 一种不锈钢酸洗废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，所述工艺依次采用一级中和、二级中和、一级沉淀、除硬反应、二级沉淀、过滤、pH调节、一级缺氧处理、好氧处理、二级缺氧处理、MBR膜过滤处理，使不锈钢酸洗废水经两级中和和沉淀后，有效去除了金属离子、氟离子，通过在缺氧处理前进行过滤和pH调节，有效保证了缺氧处理活性污泥的浓度和活性，通过控制溶解氧浓度，有效改善了硝酸根离子的去除率，最后通过膜过滤，确保出水中悬浮物、浊度、金属离子和氨氮浓度符合国家标准要求。本发明对不锈钢酸洗废水中金属离子、氟离子处理效果好，成本低，出水符合国家标准要求，且整个过程无有害废水排出，适用于金属表面处理废水处理。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种不锈钢酸洗废水的处理工艺。
背景技术
随着经济发展和社会建设，不锈钢因其优良的耐腐蚀性和良好的外观而被广泛使用，其需求量日益增加。不锈钢经过退火、正火、淬火、焊接等加工过程后，表面常会出现黑色、黄色的氧化皮。为了提高不锈钢的外观和耐腐蚀性，加工后的不锈钢常进行酸洗钝化处理，去除高温加工处理后产生的氧化皮，同时形成一层以铬为主要物质的致密型氧化膜，外表银亮光洁，且不会再产生二次氧蚀，达到钝化目的，从而提高不锈钢制品的表面防腐质量，延长设备使用寿命。目前酸洗工艺主要是使用硫酸、硝酸和氢氟酸的化学酸洗，不锈钢经酸洗后会生成F-、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn3+等离子废水。对于此类废水，目前最常用的处理方法是单级石灰中和，然后进行单级沉淀，不锈钢酸洗废水经处理后，铁离子、硝酸根离子、氟离子难以持续达标。
由于当前国家对水环境质量要求越来越高，国内部分地区城镇污水处理厂污水排放标准已提升至地表水Ⅵ类水质标准，并有进一步提升至地表水Ⅲ类，并加严总氮排放的趋势，工业行业废水排放标准加严趋势也日益明显。当前不锈钢酸洗废水处理主要工艺为中和、沉淀，其中总氮、氨氮等污染指标无法处理，且金属离子无法连续稳定达标。尽管中和、沉淀法简便易行，但是氟离子出水浓度难以达标，处理污泥量大、处理成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，采用两级中和、两级沉淀、两级缺氧处理、一级好氧处理以及MBR膜过滤技术，有效解决现有技术中存在的总氮指标无法处理、金属离子难以达标、污泥量大、处理成本高的技术难题。
为此，本发明提供一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，包括如下步骤：
1）中和调节：通过提升泵从废水调节池向一级中和池泵入废水，向一级中和池内的酸洗废水中加入碱性溶液和絮凝剂，搅拌均匀,将废水排入二级中和池，再加入碱性溶液和絮凝剂，混合均匀；
2）沉淀处理：将废水排入一级沉淀池中进行固液分离，静置，下层污泥通过污泥泵泵入污泥浓缩池中集中处理，上层清液排入除硬反应池，加入碱性溶液和絮凝剂，混合均匀后排入二级沉淀池，静置后，将上层废水排入沉淀出水池；
3）过滤处理：将废水从沉淀出水池泵入过滤器中进行过滤，将过滤后的废水排入滤后水池，使用滤后废水对过滤器进行反洗，反洗后的废水集中排入集水池中，滤后废水泵入pH调节池，调节pH；
4）生物处理：将调好pH的废水排入一级缺氧池，向一级缺氧池中加入碳源和磷盐，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比，然后将废水排入好氧池，鼓风曝气，将经过好氧处理的废水排入含反硝化菌的二级缺氧池，调节pH，再加入碳源和磷盐，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比，然后将废水排入MBR膜池，鼓风曝气，对经MBR膜过滤后的废水进行检验，合格后由抽吸泵排出，污泥通过泵回流至一级缺氧池和污泥浓缩池进行集中处理；
5）污泥处理：抽取污泥浓缩池中的污泥到压滤机中进行压滤，所制得的干泥外运处理，过滤后水通过泵泵入集水池中，再通过泵将废水从集水池中泵入废水调节池中进行处理。
进一步地，步骤1）中所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化镁溶液、氢氧化铝溶液、纯碱溶液、石灰水、氢氧化锂、氢氧化钡溶液中的一种或一种以上的组合，优选地，步骤1）中所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、纯碱溶液、石灰水中的一种或一种以上的组合，更优选地，步骤1）中所述碱性溶液为石灰水。
进一步地，步骤1）中所述废水泵入流量为50-150吨/小时，优选地，步骤1）中所述废水泵入流量为60-120吨/小时，更优选地，步骤1）中所述废水泵入流量为80吨/小时、100吨/小时、120吨/小时.
进一步地，所述pH为6.0-8.0，优选地，所述pH为6.5-7.5，更优选地，所述pH为6.5、7.0、7.2.
进一步地，所述絮凝剂包括PAC、PAM、PFS中的一种或一种以上的组合，优选地，所述絮凝剂为PAC、PAM。
进一步地，所述絮凝剂加入量为1-30g/L,优选地，所述絮凝剂加入量为5-25g/L，更优选地，所述PAC加入量为5-20g/L.
进一步地，步骤2）中所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化镁溶液、氢氧化铝溶液、纯碱溶液、石灰水、氢氧化锂、氢氧化钡溶液中的一种或一种以上的组合，优选地，步骤2）中所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、纯碱溶液、石灰水中的一种或一种以上的组合，更优选地，步骤2）中所述碱性溶液为纯碱溶液。
进一步地，步骤3）中所述过滤器为石英砂过滤器、活性碳过滤器、不锈钢过滤器、微孔膜过滤器、纤维布过滤器中的一种或一种以上的组合，优选地，步骤3）中所述过滤器为石英砂过滤器、活性碳过滤器、不锈钢过滤器中的一种或一种以上的组合，更优选地，步骤3）中所述过滤器为石英砂过滤器。
进一步地，步骤3）中所述调节pH所用化学试剂为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、磷酸中的一种或一种以上的组合，优选地，步骤3）中所述调节pH所用化学试剂为硫酸、盐酸、醋酸中的一种或一种以上的组合，更优选地，步骤3）中所述调节pH所用化学试剂为醋酸。
进一步地，步骤4）中所述碳源为葡萄糖、果糖、蔗糖、醋酸、硬脂酸中的一种或一种以上的组合，优选地，步骤4）中所述碳源为葡萄糖、蔗糖、硬脂酸中的一种或一种以上的组合，更优选地，步骤4）中所述碳源为葡萄糖。
进一步地，步骤4）中所述碳源用量为1-50g/L,优选地，步骤4）中所述碳源用量为5-30g/L，更优选地，步骤4）中所述碳源用量为5-25g/L。
进一步地，步骤4）中所述C/N比为3.5-6.5，优选地，步骤4）中所述C/N比为4.0-6.5，更优选地，步骤4）中所述C/N比为4.0-5.5。
进一步地，步骤4）中所述缺氧处理中溶解氧浓度为0.1-1.0mg/L，优选地，步骤4）中所述缺氧处理中溶解氧浓度为0.10-0.80mg/L，更优选地，步骤4）中所述缺氧处理中溶解氧浓度为0.15-0.70mg/L。
进一步地，步骤4）中所述好氧处理中溶解氧浓度为1.0-10.0mg/L，优选地，步骤4）中所述好氧处理中溶解氧浓度为1.0-8.0mg/L，更优选地，步骤4）中所述好氧处理中溶解氧浓度为1.0-6.0mg/L.
进一步地，步骤5）中所述压滤机压力为0.1-0.5MPa，优选地，步骤5）中所述压滤机压力为0.1-0.3MPa，更优选地，步骤5）中所述压滤机压力为0.1-0.2MPa。
有益效果：
1.本发明通过采用两级中和处理和沉淀处理工艺，充分利用碱性溶液和絮凝剂，有效改善不锈钢酸洗废水中金属离子和氟离子的去除效果，确保金属离子、氟离子的持续稳定去除；
2.通过采用一级缺氧处理-好氧处理-二级缺氧处理工艺，在反硝化菌的作用，对废水中硝酸根离子进行两次氧化还原反应，同时在两级缺氧处理中间设置好氧处理，进一步保障缺氧处理活性泥的浓度和活性，提高了硝酸根离子的去除率；
3. 在沉淀处理和生物处理之间设置过滤处理，减少了生物处理步骤中的悬浮物干扰，进一步保证缺氧处理活性污泥的活性和浓度，进而有效改善硝酸根离子的去除；
4.通过本发明废水处理工艺，不锈钢酸洗废水中的总铁和总氮的处理效果良好，出水总铁可达到10mg/L以下，出水总氮20mg/L以下，各项出水水质指标均达到并优于《钢铁工业水污染物排放标准》轧钢直接排放标准。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
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。
实施例1
一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，包括如下步骤：
1）中和调节：通过提升泵从废水调节池向一级中和池泵入废水，流量为80吨/小时，向一级中和池内的酸洗废水中加入石灰，调节pH至6.5，再按照用量为5g/L加入PAC，搅拌30min,将废水排入二级中和池，按照废水的量，按照20g/L加入石灰，按照废水与PAM的用量为8g/L加入PAM，混合均匀；
2）沉淀处理：将废水排入一级沉淀池中进行固液分离，静置1小时后，下层污泥通过污泥泵泵入污泥浓缩池中集中处理，上层清液排入除硬反应池，按照废水的量，加入纯碱20g/L，PAC 6g/L，PAM 8g/L，混合均匀后排入二级沉淀池，静置2小时后，将上层废水排入沉淀出水池；
3）过滤处理：将废水从沉淀出水池泵入石英砂过滤器中进行过滤，流量为8吨/小时，将过滤后的废水排入滤后水池，使用滤后废水对石英砂过滤器进行反洗，反洗后的废水集中排入集水池中，滤后废水泵入pH调节池，加入醋酸，调节pH为6.5；
4）生物处理：将调好pH的废水排入一级缺氧池，一级缺氧池储有30g/L的活性泥，在活性泥中含有反硝化菌，向一级缺氧池中加入葡萄糖5g/L，磷盐20mg/l，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比为4.2，缺氧处理溶解氧浓度为0.2mg/L,然后将废水排入好氧池，按照2m3/L的通气量向好氧池中的废水鼓入空气，好氧池中生长有脱碳菌和硝化菌，控制好氧处理溶解氧浓度为3.0mg/L进行处理，将经过好氧处理的废水排入含反硝化菌的二级缺氧池，加入醋酸,调节pH至6.5，再加入磷盐50mg/L，葡萄糖10g/L，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比为5.0，缺氧处理溶解氧浓度为0.2mg/L,然后将废水排入MBR膜池，按照3m3/L的通气量向MBR膜池中的废水鼓入空气，对经MBR膜过滤后的废水进行检验，合格后由抽吸泵排出，污泥通过泵回流至一级缺氧池和污泥浓缩池进行集中处理；
5）污泥处理：使用污泥泵抽取污泥浓缩池中的污泥到板框压滤机中，板框过滤机压力为0.11MPa，所制得的干泥外运处理，过滤后水通过泵泵入集水池中，再通过泵将废水从集水池中泵入废水调节池中进行处理。
实施例2
一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，包括如下步骤：
1）中和调节：通过提升泵从废水调节池向一级中和池泵入废水，流量为100吨/小时，向一级中和池内的酸洗废水中加入石灰，调节pH至7.0，再按照用量为8g/L加入PAC，搅拌45min,将废水排入二级中和池，按照废水的量，按照25g/L加入石灰，按照废水与PAM的用量为10g/L加入PAM，混合均匀；
2）沉淀处理：将废水排入一级沉淀池中进行固液分离，静置1小时后，下层污泥通过污泥泵泵入污泥浓缩池中集中处理，上层清液排入除硬反应池，按照废水的量，加入纯碱25g/L，PAC 10g/L，PAM 15g/L，混合均匀后排入二级沉淀池，静置2小时后，将上层废水排入沉淀出水池；
3）过滤处理：将废水从沉淀出水池泵入石英砂过滤器中进行过滤，流量为10吨/小时，将过滤后的废水排入滤后水池，使用滤后废水对石英砂过滤器进行反洗，反洗后的废水集中排入集水池中，滤后废水泵入pH调节池，加入醋酸，调节pH为7.0；
4）生物处理：将调好pH的废水排入一级缺氧池，一级缺氧池储有35g/L的活性泥，在活性泥中含有反硝化菌，向一级缺氧池中加入葡萄糖8g/L，磷盐25mg/l，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比为4.5，缺氧处理溶解氧浓度为0. 50mg/L,然后将废水排入好氧池，按照2.5m3/L的通气量向好氧池中的废水鼓入空气，好氧池中生长有脱碳菌和硝化菌，控制好氧处理溶解氧浓度为4.4mg/L进行处理，废水中有机物在有氧环境下被脱碳菌和硝化菌氧化分解成CO2与H2O，将氨氮转化为NO3--N与NO2--N，通过泵将转化生成的NO3--N和NO2--N的硝化液，泵回流至一级缺氧池。将经过好氧处理的废水排入含反硝化菌的二级缺氧池，加入醋酸,调节pH至7.0，再加入磷盐55mg/L，葡萄糖15g/L，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比为4.5，缺氧处理溶解氧浓度为0.50mg/L,然后将废水排入MBR膜池，按照5m3/L的通气量向MBR膜池中的废水鼓入空气，对经MBR膜过滤后的废水进行检验，合格后由抽吸泵排出，污泥通过泵回流至一级缺氧池和污泥浓缩池进行集中处理；
5）污泥处理：使用污泥泵抽取污泥浓缩池中的污泥到板框压滤机中，板框过滤机压力为0.15MPa，所制得的干泥外运处理，过滤后水通过泵泵入集水池中，再通过泵将废水从集水池中泵入废水调节池中进行处理。
实施例3
一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，包括如下步骤：
1）中和调节：通过提升泵从废水调节池向一级中和池泵入废水，流量为120吨/小时，向一级中和池内的酸洗废水中加入石灰，调节pH至7.2，再按照用量为12g/L加入PAC，搅拌60min,将废水排入二级中和池，按照废水的量，按照30g/L加入石灰，按照废水与PAM的用量为15g/L加入PAM，混合均匀；
2）沉淀处理：将废水排入一级沉淀池中进行固液分离，静置1小时后，下层污泥通过污泥泵泵入污泥浓缩池中集中处理，上层清液排入除硬反应池，按照废水的量，加入纯碱30g/L，PAC 15g/L，PAM 20g/L，混合均匀后排入二级沉淀池，静置2小时后，将上层废水排入沉淀出水池；
3）过滤处理：将废水从沉淀出水池泵入石英砂过滤器中进行过滤，流量为12吨/小时，将过滤后的废水排入滤后水池，使用滤后废水对石英砂过滤器进行反洗，反洗后的废水集中排入集水池中，滤后废水泵入pH调节池，加入醋酸，调节pH为7.2；
4）生物处理：将调好pH的废水排入一级缺氧池，一级缺氧池储有40g/L的活性泥，在活性泥中含有反硝化菌，向一级缺氧池中加入葡萄糖12g/L，磷盐30mg/l，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比为5.2，缺氧处理溶解氧浓度为0.68mg/L,然后将废水排入好氧池，按照3.2m3/L的通气量向好氧池中的废水鼓入空气，好氧池中生长有脱碳菌和硝化菌，控制好氧处理溶解氧浓度为5.8mg/L进行处理，废水中有机物在有氧环境下被脱碳菌和硝化菌氧化分解成CO2与H2O，将氨氮转化为NO3--N与NO2--N，通过泵将转化生成的NO3--N和NO2--N的硝化液，泵回流至一级缺氧池。将经过好氧处理的废水排入含反硝化菌的二级缺氧池，加入醋酸,调节pH至7.2，再加入磷盐65mg/L，葡萄糖20g/L，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比为5.2，缺氧处理溶解氧浓度为0.68mg/L,然后将废水排入MBR膜池，按照8m3/L的通气量向MBR膜池中的废水鼓入空气，对经MBR膜过滤后的废水进行检验，合格后由抽吸泵排出，污泥通过泵回流至一级缺氧池和污泥浓缩池进行集中处理；
5）污泥处理：使用污泥泵抽取污泥浓缩池中的污泥到板框压滤机中，板框过滤机压力为0.18MPa，所制得的干泥外运处理，过滤后水通过泵泵入集水池中，再通过泵将废水从集水池中泵入废水调节池中进行处理。
实施例4
甘肃嘉峪关酒钢集团不锈钢分公司铬钢酸洗线废水大约为20m³/h，总氮通常在1000-3000mg/L之间，氨氮在100mg/L左右，总铁在10000mg/L左右，采用本发明工艺处理后，出水CODcr浓度小于60mg/L，总氮小于20mg/L，氨氮小于8mg/L，总磷小于1mg/L，总铁小于10mg/L，各项出水水质指标均达到并优于《钢铁工业水污染物排放标准》轧钢直接排放标准。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，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等效物界定。
Claims (10)
1.一种不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
1）中和调节：通过提升泵从废水调节池向一级中和池泵入废水，向一级中和池内的酸洗废水中加入碱性溶液和絮凝剂，搅拌均匀,将废水排入二级中和池，再加入碱性溶液和絮凝剂，混合均匀；
2）沉淀处理：将废水排入一级沉淀池中进行固液分离，静置，下层污泥通过污泥泵泵入污泥浓缩池中集中处理，上层清液排入除硬反应池，加入碱性溶液和絮凝剂，混合均匀后排入二级沉淀池，静置后，将上层废水排入沉淀出水池；
3）过滤处理：将废水从沉淀出水池泵入过滤器中进行过滤，将过滤后的废水排入滤后水池，使用滤后废水对过滤器进行反洗，反洗后的废水集中排入集水池中，滤后废水泵入pH调节池，调节pH；
4）生物处理：将调好pH的废水排入一级缺氧池，向一级缺氧池中加入碳源和磷盐，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比，然后将废水排入好氧池，鼓风曝气，将经过好氧处理的废水排入含反硝化菌的二级缺氧池，调节pH，再加入碳源和磷盐，采用机械泵潜水搅拌，调节C/N比，然后将废水排入MBR膜池，鼓风曝气，对经MBR膜过滤后的废水进行检验，合格后由抽吸泵排出，污泥通过泵回流至一级缺氧池和污泥浓缩池进行集中处理；
5）污泥处理：抽取污泥浓缩池中的污泥到压滤机中进行压滤，所制得的干泥外运处理，过滤后水通过泵泵入集水池中，再通过泵将废水从集水池中泵入废水调节池中进行处理。
2.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化镁溶液、氢氧化铝溶液、纯碱溶液、石灰水、氢氧化锂、氢氧化钡溶液中的一种或一种以上的组合。
3.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，步骤1）中所述废水泵入流量为50-150吨/小时。
4.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，所述pH为6.0-8.0。
5.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，所述絮凝剂包括PAC、PAM、PFS中的一种或一种以上的组合，所述絮凝剂加入量为1-30g/L。
6.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，步骤4）中所述碳源为葡萄糖、果糖、蔗糖、醋酸、硬脂酸中的一种或一种以上的组合，所述碳源用量为1-50g/L。
7.如权利要求6所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，步骤4）中所述C/N比为3.5-6.5。
8.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，步骤4）中所述缺氧处理中溶解氧浓度为0.1-1.0mg/L。
9.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，步骤4）中步骤4）中所述好氧处理中溶解氧浓度为1.0-10.0mg/L。
10.如权利要求1所述的不锈钢酸洗废水的处理工艺，其特征在于，步骤5）中所述压滤机压力为0.1-0.5MPa。
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