CN112607925B - 一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统，所述方法包括：获得稀酸废水；对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼；将所述稀酸废水净化液进行两级电吸附分盐处理，利用直流电场将稀酸废水中氯化亚铁组份浓缩分离，以获得分盐浓水和分盐淡水；将所述分盐浓水与酸再生工艺耦合，以获得再生盐酸；将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水。所述硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统，可以较低成本和能耗实现硅钢稀酸性废水全回用，真正实现废水零排放；可回收稀酸废水中的铁素和稀盐酸，不产生固体废物，可彻底实现废弃物资源化利用。

Description

一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及钢铁环保技术领域，特别涉及一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统。

背景技术

硅钢生产属钢铁深加工领域，生产过程需要采用盐酸工艺对钢铁产品进行表面酸洗处理，清除钢板表面氧化铁皮、铁锈等，酸洗液通常以盐酸为主，当酸槽酸液中二价铁质量浓度达到80g/L以上，酸液就失去高效酸洗的能力，成为高浓度废酸液。目前该股高浓度废酸液主要采用酸再生装置，利用高温焙烧方法将废酸液中亚铁离子转化为高品位氧化铁红或铁球，可用作磁性材料或钢铁冶炼原料；将氯离子转化为高温HCl气体，再用清水吸收回收烟气中HCl气体，形成浓度约15--20%的再生盐酸，可返回酸洗槽利用；烟气经进一步洗涤净化，实现达标排放。经过酸再生装置处理，高浓度废酸液最终实现了铁离子和盐酸的资源化利用。伴随着行业内对酸洗工艺研究的深入以及大量新的耐酸材料的出现，废盐酸的再生问题得以解决，但废酸再生成本较高，单位成本在100元/吨以上。

在硅钢生产过程中，除产生高浓度废酸液外，还有较大量的稀酸性废水。一是钢板在酸洗过程中，其表面会有一定酸性残留液和其它杂质，必需采用除盐水漂洗将其去除，避免带钢表面再次锈蚀，此过程就产生大量酸性漂洗废水；二是酸再生装置故障冲洗排水、烟气洗涤净化排水，也会产生部分稀酸废水。稀酸性废水量是高浓度废酸液的5～8倍，其H⁺浓度在1%以下，电导率在5500～15000µs/cm之间，铁离子浓度在300～800mg/L。由于酸再生装置运行成本较高，且稀酸废水水量大，Fe²⁺、H⁺浓度较低，资源化利用价值小，故稀酸废水不宜利用酸再生装置进行处理。

目前，国内轧钢稀酸废水零排放依然是一道技术难题，现有工业废水零排放工艺均不适用，具体存在两大困难，一是稀酸废水若不经过中和沉淀处理直接进膜系统，膜及配套装置需在高压力、强酸性条件下运行，其防腐问题难以解决；二是稀酸废水若经过中和沉淀预处理，污泥发生量大、盐酸不能回收利用，且需采用化学软化预处理、高压膜脱盐和蒸发结晶工艺实现零排放，投资大、运行成本极高，结晶盐无出路，企业难以承受。目前各企业轧钢稀酸性废水均按达标排放处理考虑，基本处理工艺为曝气氧化+多级石灰中和沉淀+过滤，该工艺处理过程简单，运行成本较低，可以解决水污染物排放浓度达标问题，但是也存在很大的不足：（1）酸性污泥发生量大，二次处置成本高、环保管理风险大；（2）排放水中硬度、氯离子等含量极高，对后续废水零排放治理带来严重技术经济挑战，运行成本难以接受；（3）增加了企业铁资源损失和盐酸消耗等物料消耗。由此可见，现有稀酸废水处理工艺只能解决其污染物浓度达标排放问题，对钢铁企业实施资源节约、绿色发展较为不利。因此，针对硅钢、冷轧稀酸废水现有处理工艺的不足，开发一种稀酸性废水资源化处理新方法，对企业消除节水减排技术经济障碍意义重大。

因此，如何开发一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统，不会堵塞设备系统、实现硅钢稀酸性废水全回用，真正实现废水零排放，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例目的是提供一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统，可以较低成本和能耗实现硅钢稀酸性废水全回用，真正实现废水零排放；该方法可回收稀酸废水中的铁素和稀盐酸，不产生固体废物，可彻底实现废弃物资源化利用。

在本发明实施例的第一方面，提供了一种硅钢稀酸废水零排放处理方法，所述方法包括：

获得稀酸废水；

对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼；

将所述稀酸废水净化液进行两级电吸附分盐处理，利用直流电场将稀酸废水中氯化亚铁组份浓缩分离，以获得分盐浓水和分盐淡水；

将所述分盐浓水与酸再生工艺耦合，以获得再生盐酸；

将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水。

进一步地，所述对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼，具体包括：

将所述稀酸废水进行过滤，去除含硅悬浮杂质，以获得稀酸废水净化液；将所述稀酸废水净化液反冲洗产生过滤反冲洗浊水；

将所述过滤反冲洗浊水进行泥水分离，产生沉淀上清液和沉淀污泥；

将所述沉淀污泥进行固液分离，产生滤后液和脱水泥饼，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用。

进一步地，所述稀酸废水包括硅钢工序带钢酸洗漂洗段排水、酸洗线及酸再生烟气洗涤塔排水和酸再生装置水操作冲洗排水中的至少一种；所述稀酸废水的平均电导率为5500～15000us/cm，平均总铁量为300～800 mg/L。

进一步地，所述电吸附处理中，所述电场吸附电压为1.2～1.6V，所述电吸附装置的进水压力为0.2～0.4MPa。

进一步地，所述将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水，具体包括：

将所述分盐淡水依次进行石灰曝气中和、氢氧化钠曝气中和和锰沙过滤处理，以调节pH和硬度，同时降低总铁及悬浮物含量，以获得铁系絮凝剂和工业再生水。

在本发明实施例的第二方面，提供了一种硅钢稀酸废水零排放处理系统，包括：

收集池，用于收集稀酸废水；

净化装置，用于对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼；所述净化装置具有稀酸废水入口、稀酸废水净化液出口和脱水泥饼出口，所述净化装置的稀酸废水入口与所述收集池的出口相连通；

电吸附分盐装置，用于对所述稀酸废水净化液中氯化亚铁组份进行分离浓缩处理，以获得分盐浓水和分盐淡水；所述电吸附分盐装置具有稀酸废水净化液入口、分盐浓水出口和分盐淡水出口；所述稀酸废水净化液入口与所述净化装置的稀酸废水净化液出口相连通；

酸再生装置，用于工艺耦合，使所述分盐浓水在酸再生酸雾吸收塔中，吸收高温酸雾中HCl气体，以获得再生盐酸；所述酸再生酸雾吸收塔的吸收水入口与所述电吸附分盐装置的分盐浓水出口相连通；所述分盐浓水中的铁素，随再生盐酸返酸洗槽，最终进入酸槽废液，由酸再生装置焙烧转化为氧化铁红或铁球利用；

分盐淡水调质再生装置，用于将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水；所述分盐淡水调质再生装置入口与所述电吸附分盐装置的分盐淡水出口相连通。

进一步地，所述净化装置包括：

石英砂过滤器，用于将所述稀酸废水进行过滤，以获得稀酸废水净化液和过滤器反冲洗浊水；所述石英砂过滤器具有稀酸废水入口、稀酸废水净化液出口、反冲洗水入口和反冲洗浊水出口，所述石英砂过滤器的稀酸废水入口与所述收集池的出口相连通；

沉淀池，用于将所述石英砂过滤器反冲洗浊水进行回收预处理，以获得沉淀污泥和沉淀上清液；所述沉淀池具有入口、污泥出口和上清液出口，所述沉淀池的入口与所述石英砂过滤器反冲洗浊水的出口相连通；所述沉淀上清液出口与所述述石英砂过滤器的稀酸废水入口相连通；

板框过滤机，用于将所述沉淀污泥进行泥水分离，以获得滤后液和脱水泥饼；所述板框过滤机具有污泥入口、滤后液出口和脱水泥饼出口，所述板框过滤机的污泥入口与所述沉淀池的污泥出口相连通。

进一步地，所述石英砂过滤器中的滤料选用粒径为0.5～1mm天然石英砂；所述石英砂过滤器采用气水反洗方式，气洗强度为13～17m³/m².h，水洗强度为18～22m³/m².h。

进一步地，所述分盐淡水再生装置包括：依次连通的石灰曝气中和池、氢氧化钠曝气中和池和锰砂过滤器，所述石灰曝气中和池的入口与所述电吸附分盐装置的分盐淡水出口相连通。

进一步地，所述石灰曝气中和池内按加药浓度为0.5～1.5mmol/L投加石灰乳，所述氢氧化钠曝气中和池投加有氢氧化钠溶液以控制所述氢氧化钠曝气中和池的出水pH为8.5～9.3。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统，（1）先将所述稀酸废水进行过滤，去除含硅悬浮杂质，以获得稀酸废水净化液；将所述过滤装置定期用稀酸废水净化液反冲洗，清除截留的含硅悬浮杂质，产生过滤反冲洗浊水；将所述过滤反冲洗浊水用沉淀池进行泥水分离，产生沉淀上清液和沉淀污泥，所述沉淀上清液返石英砂过滤器21回收利用；将所述沉淀污泥用箱式压滤机进行固液分离，产生滤后液和脱水泥饼，所述滤后液返系统沉淀池回收利用，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用，所述脱水泥饼主要由含硅固体杂质组成，先将其从稀酸废水中分离、回收，可避免其富集后堵塞分盐装置和酸再生装置管道，造成处理能力下降、燃料浪费等不良后果；（2）将所述稀酸废水净化液进行电吸附分盐处理使水中的溶解性氯化亚铁盐类滞留在电极表面，从而获得分盐浓水和分盐淡水；（3）将所述分盐浓水送酸再生装置耦合处理，使其吸收高温酸雾中HCl气体，等量置换吸收塔酸雾吸收、降温水源，并形成再生盐酸，返带钢酸洗槽利用，从而实现了对氯离子和绝大多数铁素的回收。（4）将所述分盐淡水经调质再生处理，以获得再生工业净化水和铁系絮凝剂，所述絮凝剂主要为氢氧化铁，从而实现了对分盐淡水中所含少量铁元素的进一步回收；该方法不增加酸再生装置负荷及运行能耗，可回收稀酸废水中的硅元素、铁元素和氯离子，该方法可以较低成本和能耗实现硅钢稀酸性废水全回用，真正实现废水零排放，不产生固体废物，可彻底实现稀酸废水资源化利用。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种硅钢稀酸废水零排放处理方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种硅钢稀酸废水零排放处理系统的结构图；

1、收集池；

2、净化装置；21、石英砂过滤器；22、沉淀池；23、板框过滤机；

3、电吸附分盐装置；

4、酸再生装置；

5、分盐淡水调质再生装置；51、石灰曝气中和池；52、氢氧化钠曝气中和池；53、锰砂过滤器。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明实施例，本发明实施例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实施例，而非限制本发明实施例。

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实施例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，本发明实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器和系统等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

根据本发明实施例一种典型的实施方式，提供一种采用所述的系统的硅钢稀酸废水零排放处理方法，如图1所示，所述方法包括：

S1、获得稀酸废水；

S2、对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼；

S3、将所述稀酸废水净化液进行两级电吸附分盐处理，利用直流电场将稀酸废水中氯化亚铁组份浓缩分离，以获得分盐浓水和分盐淡水；

S4、将所述分盐浓水与酸再生工艺耦合，以获得再生盐酸；

S5、将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水。

该实施方式中，所述副产铁系无机絮凝剂来自锰砂过滤器反冲洗排水，可就近用于硅钢含碱废水处理系统；所述工业再生水水质与工业新水相当，可就近进厂区工业水管网利用；

国内硅钢酸性废水零排放仍处于探索阶段，目前仅有一家企业在类似的冷轧废水处理系统进行了废水零排放工业化技术应用，将部分冷轧酸、碱、油废水实现了零排放。其基本工艺路线为分质达标处理、低压膜减量、软化预处理、高压膜减量、蒸发结晶。其中，酸性废水达标处理工艺为曝气氧化+多级石灰中和沉淀+过滤，其工艺原理是利用空气将稀酸废水中亚铁离子氧化为三价铁离子，再用石灰提高pH，使三价铁离子形成难溶氢氧化物，最后通过沉淀、过滤使其分离。现有冷轧废水零排放工艺目前还难以在行业推广应用，存在的主要不足包括：1）工艺复杂，运行稳定性较差，维护工作量大；2）工程投资大、综合运行成本极高，企业难以承受；3）结晶盐资源化利用价值低、市场容量小，二次处置困难；

本发明实施例有益效果包括：采用过滤、沉淀等常用工艺对稀酸废水进行净化预处理，把含硅杂质分离回收，运行稳定性好；采用电吸附工艺直接对强酸性、高含盐废水进行分盐处理，可省去达标处理、软化处理、高低压膜减量工艺，工程投资省；将酸再生装置与废水处理工艺耦合，可省去蒸发结晶工艺，在不增加酸再生装置处理负荷和燃料消耗的条件下，对废水中铁素、氯离子回收，运行成本低，不存在结晶盐二次处置困难。该方法可以较低成本和能耗实现硅钢稀酸性废水全回用，真正实现废水零排放；该方法可回收稀酸废水中的铁素和稀盐酸，不产生固体废物，可彻底实现废弃物资源化利用。据测算，本方法处理1m³/h稀酸废水工程投资约15--20万元，吨水处理成本约10--15元，与现有“膜法+热法”零排放工艺相比，工程投资、单位运行成本均低50%以上，具有极佳的行业推广应用价值。

所述步骤S2的目的为稀酸废水净化，具体包括：

将所述稀酸废水进行过滤，去除含硅悬浮杂质，以获得稀酸废水净化液；

将稀酸废水净化液对所述过滤采用的过滤器进行反冲洗，清除截留的含硅悬浮杂质，产生过滤反冲洗浊水；

将所述过滤反冲洗浊水进行泥水分离，产生沉淀上清液和沉淀污泥；

所述沉淀上清液返所述过滤所采用的过滤器进行回收利用；

将所述沉淀污泥进行固液分离，产生滤后液和脱水泥饼，所述滤后液返所述泥水分离所采用的的沉淀池回收利用，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用。

所述步骤S3的目的为稀酸废水分盐：

所述步骤S4的目的为分盐浓水耦合制酸，具体包括：

将所述分盐浓水加压送硅钢酸再生装置，与酸再生工艺耦合，使其吸收高温酸雾中HCl气体，以获得再生盐酸，所述再生盐酸返硅钢酸洗线利用；

所述步骤S5的目的为分盐淡水调整再生，具体包括：

将所述分盐淡水依次进行石灰曝气中和、氢氧化钠曝气中和和锰沙过滤处理，以调节pH和硬度，同时降低总铁及悬浮物含量，以获得铁系絮凝剂和工业再生水。

根据本发明实施例另一种典型的实施方式，提供一种硅钢稀酸废水零排放处理系统，如图2所示，包括：

收集池1，用于收集稀酸废水；

净化装置2，用于对所述稀酸废水中的含硅杂质分离与回收，以获得稀酸废水净化液和脱水泥饼；

电吸附分盐装置3，用于对所述稀酸废水净化液进行电吸附分盐处理，以获得分盐浓水和分盐淡水；所述电吸附分盐装置具有稀酸废水净化液入口、分盐浓水出口和分盐淡水出口；所述稀酸废水净化液入口与所述净化装置2的稀酸废水净化液出口相连通；

酸再生装置4，用于工艺耦合，使所述电吸附浓水吸收酸再生高温酸雾中HCl烟气，以获得再生盐酸；所述酸再生装置具有酸雾吸收水入口和再生盐酸出口，所述酸雾吸收水入口与所述电吸附分盐装置3的电吸附浓水出口相连通；

分盐淡水调质再生装置5，用于将所述分盐淡水精处理，以获得再生工业净化水和铁系絮凝剂；所述分盐淡水调质再生装置5入口与所述电吸附分盐装置3的分盐淡水出口相连通。

本发明实施例提供的一种硅钢稀酸废水零排放处理系统，先通过净化装置把含硅杂质分离回收；然后利用酸再生装置分别对铁素、氯离子回收，该方法可以较低成本和能耗实现硅钢稀酸性废水全回用，真正实现废水零排放；该方法可回收稀酸废水中的铁素和稀盐酸，不产生固体废物，不增加酸再生装置处理负荷及能耗，可彻底实现废弃物资源化利用。

作为一种可选的实施方式，所述稀酸废水包括硅钢工序带钢酸洗漂洗段排水、酸洗线酸雾洗涤塔排水和酸再生装置水操作冲洗排水；所述稀酸废水平均电导率5500～15000us/cm，平均总铁300～800 mg/L。

所述收集池1的内壁材料采用环氧玻璃钢或玻璃鳞片。所述收集池不设曝气和搅拌装置；所述收集池可利旧原有稀酸废水达标处理工艺的调节池。

作为一种可选的实施方式，所述净化装置2包括：

石英砂过滤器21，用于将所述稀酸废水进行过滤，以获得稀酸废水净化液和过滤器反冲洗浊水；所述石英砂过滤器具有稀酸废水入口、稀酸废水净化液出口、反冲洗水入口和反冲洗浊水出口，所述石英砂过滤器的稀酸废水入口与所述收集池的出口相连通；

沉淀池22，用于将所述石英砂过滤器反冲洗浊水进行回收预处理，以获得沉淀污泥和沉淀上清液；所述沉淀池具有入口、污泥出口和上清液出口，所述沉淀池的入口与所述石英砂过滤器反冲洗浊水的出口相连通；所述沉淀上清液出口与所述述石英砂过滤器的稀酸废水入口相连通；

板框过滤机23，用于将所述沉淀污泥进行泥水分离，以获得滤后液和脱水泥饼；所述板框过滤机具有污泥入口、滤后液出口和脱水泥饼出口，所述板框过滤机的污泥入口与所述沉淀池的污泥出口相连通。

所述净化装置2的处理工艺具体为：

所述收集池1收集获得的稀酸废水先进入石英砂过滤器21，将所述石英砂过滤器21定期用稀酸废水净化液反冲洗，清除截留的含硅悬浮杂质，产生过滤反冲洗浊水；将所述过滤反冲洗浊水用沉淀池22进行泥水分离，产生沉淀上清液和沉淀污泥，所述沉淀上清液返石英砂过滤器21回收利用；将所述沉淀污泥用板框过滤机23进行固液分离，产生滤后液和脱水泥饼，所述滤后液返系统沉淀池回收利用，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用；其中，

所述石英砂过滤器21筒体采用环氧玻璃材质；所述石英砂过滤器21滤料选用天然石英砂，石英砂粒径0.5～1mm；所述石英砂过滤器21采用气水反洗方式，气洗强度15m³/m².h，水洗强度20m³/m².h；

所述沉淀池22为自然沉淀池，沉淀过程不投加任何絮凝剂；所述沉淀池21选用斜板沉淀池型；所述沉淀池22内壁选用环氧玻璃钢或玻璃鳞片防腐。

将所述稀酸废水净化液采用所述电吸附浓缩装置3进行电吸附处理，以获得分盐浓水和分盐淡水；电吸附的基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电离子的去除、有机物的分解等目的。原水从一端进入阴阳极组成的空间，从另一端流出。原水在阴阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电离子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。随着电极吸附带电离子的增多，带点离子在电极表面富集浓缩，最终实现与水的分离，使水中的溶解盐类滞留在电极表面，从而获得分盐浓水和分盐淡水。

所述电吸附装置3采用两级串联处理；所述电吸附装置3吸附电压1.2～1.6v，正负极可自动、周期性倒换；所述电吸附装置3进水压力为0.2～0.4MPa；所述电吸附装置3产出的淡水产率为80～90%；所述电吸附装置3产出淡水电导率较稀酸废水低50～90%。

所述酸再生装置4，为现有技术中的硅钢酸再生装置，主要由高温焙烧炉、文丘里预浓缩器、旋流分流器、氧化铁粉收集器、酸雾吸收塔、烟气净化塔等组成，用于硅钢酸洗线浓酸废液再生处理；浓酸废液在高温焙烧过程中，所含氯化亚铁盐及浓盐酸液分别转化为氧化铁粉或氧化铁球和气体HCl、水蒸汽，固体氧化铁由铁粉分离器收集利用，高温HCl气体和水蒸汽在酸雾吸收塔用水吸收降温后，形成再生盐酸返酸洗线利用，低温烟气最终在烟气净化装置经除尘、水喷淋洗涤等净化后达标排放，洗涤排水作为稀酸废水进废水站处理。所述酸再生装置4的酸雾吸收塔吸收水源由所述电吸附装置3产出的浓水等量置换。

4FeCl₂+O₂+4H₂O →2Fe₂O₃+8HCl；

2FeCl3+3H₂O →Fe₂O₃+6HCl；

所述分盐浓水的总铁含量应控制在5g/L以下。

作为一种可选的实施方式，所述铁回收装置5包括：

石灰曝气中和池51，所述石灰曝气中和池51内设有石灰乳，

氢氧化钠曝气中和池52，所述氢氧化钠曝气中和池52设有氢氧化钠以控制所述氢氧化钠曝气中和池的出水pH为8.5～9.3；

锰砂过滤器53，用于对所述包含氢氧化铁絮凝体的混合液进行催化和过滤，以获得絮凝剂和再生水。

所述分盐浓水首先通过所述石灰曝气中和池51与石灰乳进行反应，所述石灰曝气中和池51需按0.5～1.5mmol/L（优选为1mmol/L）加药浓度投加石灰乳碱剂；所述石灰曝气中和池10水力停留时间为15min。所述石灰乳浓度过高会使再生水硬度超标，不利资源化利用，过低会增加单价较高的氢氧化钠耗量，对降低再生水成本不利。

所述氢氧化钠曝气中和池52需投加浓度为9-11%的液碱氢氧化钠，其投加量以控制出水pH为8.5～9.3确定；所述氢氧化钠曝气中和池52水力停留时间为30min。控制出水pH为8.5～9.3可促进亚铁离子快速氧化水解为氧化铁絮体，若过低亚铁离子含量易超标，过高再生水易结垢。

所述锰砂过滤器53是一种采用锰砂作为填料的过滤器，既能去除水中的悬浮杂质，还能去除溶解状态的二价铁或二价锰。

4Fe²⁺+O₂+10H₂O =4Fe(OH)₃+8H；

2Mn²⁺+O₂+2H₂O= 2MnO₂+4H⁺；

所述锰沙过滤器53中的滤料粒径为0.5～1mm；所述锰沙过滤器采用气水反洗；所述锰沙过滤器反洗排水收集后，获得副产絮凝剂Fe(OH)₃，送同工序碱废水处理系统利用。所述再生水主要水质指标为浊度≦5NTU、电导率300～400us/cm、总硬度约1mmol/L、pH为8～9。

由此可知，本发明实施例公开了一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统，所述方法包括：获得稀酸废水；稀酸废水净化，将所述稀酸废水进行过滤，去除含硅悬浮杂质，以获得稀酸废水净化液；将所述过滤装置定期用稀酸废水净化液反冲洗，清除截留的含硅悬浮杂质，产生过滤反冲洗浊水；将所述过滤反冲洗浊水用沉淀池进行泥水分离，产生沉淀上清液和沉淀污泥，所述沉淀上清液返石英砂过滤器21回收利用；将所述沉淀污泥用箱式压滤机进行固液分离，产生滤后液和脱水泥饼，所述滤后液返系统沉淀池回收利用，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用；稀酸废水分盐，将所述稀酸废水净化液进行两级电吸附分盐处理，利用直流电场将稀酸废水中氯化亚铁组份浓缩分离，以获得分盐浓水和分盐淡水；分盐浓水耦合制酸，将所述分盐浓水加压送硅钢酸再生装置，与酸再生工艺耦合，使其吸收高温酸雾中HCl气体，以获得再生盐酸，所述再生盐酸返硅钢酸洗线利用；分盐淡水调质再生，将所述分盐淡水依次进行石灰曝气中和、氢氧化钠曝气中和、锰沙过滤处理，调节其pH、硬度，同时进一步降低总铁及悬浮物含量，以获得副产铁系无机絮凝剂和工业再生水；所述副产铁系无机絮凝剂来自锰砂过滤器反冲洗排水，可就近用于硅钢含碱废水处理系统；所述工业再生水水质与工业新水相当，可就近进厂区工业水管网利用；该方法不增加酸再生装置处理负荷和运行能耗，可回收稀酸废水中的铁素和稀盐酸，基本不产生固体废物，可彻底实现硅钢稀酸废水零排放和资源化利用。

与现有冷轧酸性废水零排放及电力行业高含盐废水零排放处理工艺相比较，本发明实施例具有以下有益效果：

（1）废水零排放治理工程投资和运行成本均可下降50%以上。

（2）污泥发生量极少，不存在结晶盐二次处置问题。

（3）废水及所含铁素、盐酸均可实现资源化利用。

（4）系统运行水压低，无化学软化、高低压膜及蒸发结晶等复杂工艺，运行稳定可靠，维护及检修工作量较小。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统进行详细说明。

实施例1

S1、采用所述收集池1收集硅钢稀酸性废水，该废水pH为1.54，氯化物为1216mg/L，TFe为489mg/L，浊度为24.02NTU，总硬度为3mmol/L。

S2、所述稀酸废水首先进入石英砂过滤器21，将所述稀酸废水进行过滤，以获得稀酸废水净化液和过滤器反冲洗浊水；所述石英砂过滤器具有稀酸废水入口、稀酸废水净化液出口、反冲洗水入口和反冲洗浊水出口，所述石英砂过滤器的稀酸废水入口与所述收集池的出口相连通；所述石英砂过滤器21反冲洗浊水进入沉淀池22，进行回收预处理，以获得沉淀污泥和沉淀上清液；所述沉淀污泥进入板框过滤机23进行泥水分离，以获得滤后液和脱水泥饼；所述滤后液返系统沉淀池回收利用，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用；

S3、将所述稀酸废水净化液加压至0.38MPa送电吸附装置3两级串联浓缩；获得分盐浓水和分盐淡水；

S4、将所述分盐浓水泵送酸再生系统酸雾吸收塔4吸收HCl气体，形成15--20%浓度再生盐酸，返硅钢常化酸洗线酸槽利用。

S5、所述分盐淡水按1mmol浓度投加10%石灰乳液进行中和曝气15min，再投加10%浓度液碱中和曝气30min，使其pH调整到8.8左右，直接泵送0.5～1mm粒径锰砂过滤器53过滤，出水经再生水池收集后，加压送附近工业净化水管网利用，最终实现稀酸废水资源化利用和零排放。

实施例2

S1、采用所述收集池1收集硅钢稀酸性废水，该废水pH为2.46，氯化物为1013mg/L，TFe为346mg/L，浊度为13.56NTU，总硬度为2.13mmol/L。

S2、所述稀酸废水首先进入石英砂过滤器21，将所述稀酸废水进行过滤，以获得稀酸废水净化液和过滤器反冲洗浊水；所述石英砂过滤器具有稀酸废水入口、稀酸废水净化液出口、反冲洗水入口和反冲洗浊水出口，所述石英砂过滤器的稀酸废水入口与所述收集池的出口相连通；所述石英砂过滤器21反冲洗浊水进入沉淀池22，进行回收预处理，以获得沉淀污泥和沉淀上清液；所述沉淀污泥进入板框过滤机23进行泥水分离，以获得滤后液和脱水泥饼；所述滤后液返系统沉淀池回收利用，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用；

S3、将所述稀酸废水净化液加压至0.38MPa送电吸附装置3两级串联浓缩；获得分盐浓水和分盐淡水；

S4、将所述分盐浓水泵送酸再生系统酸雾吸收塔4吸收HCl气体，形成15--20%浓度再生盐酸，返硅钢常化酸洗线酸槽利用。

S5、所述分盐淡水按1mmol浓度投加10%石灰乳液进行中和曝气15min，再投加10%浓度液碱中和曝气30min，使其pH调整到8.5，直接泵送0.5～1mm粒径锰砂过滤器53过滤，出水经再生水池收集后，加压送附近工业净化水管网利用，最终实现稀酸废水资源化利用和零排放。

实验例1

计算经上述实施例1-2处理前后的水质对比如下表1所示。

表1

由表1的数据可知：

本发明实施例1-2中，获得的再生工业水相比于处理前的稀酸废水，电导率、氯离子、总铁等指标均大大降低，总体水质与长江新水相当；

综上可知，本发明实施例提供的一种硅钢稀酸废水零排放处理方法和系统，先通过净化装置对稀酸废水中的含硅杂质进行分离与回收，然后利用电吸附装置对稀酸废水中氯化亚铁组份进行分盐浓缩，再通过与酸再生工艺耦合，利用酸雾吸收塔、焙烧炉对氯化物和铁素进行回收，该方法可以较低成本和能耗实现硅钢稀酸性废水全回用，真正实现废水零排放；该方法不增加酸再生装置处理负荷和燃料消耗，可回收稀酸废水中的铁素和稀盐酸，不产生固体废物，可彻底实现废弃物资源化利用。

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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，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实施例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实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种硅钢稀酸废水零排放处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获得稀酸废水；

对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼；

将所述稀酸废水净化液进行两级电吸附分盐处理，利用直流电场将稀酸废水中氯化亚铁组份浓缩分离，以获得分盐浓水和分盐淡水；

将所述分盐浓水与酸再生工艺耦合，以获得再生盐酸；

将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水；

所述对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼，具体包括：

将所述稀酸废水进行过滤，去除含硅悬浮杂质，以获得稀酸废水净化液；将所述稀酸废水净化液反冲洗产生过滤反冲洗浊水；

将所述过滤反冲洗浊水进行泥水分离，产生沉淀上清液和沉淀污泥；

将所述沉淀污泥进行固液分离，产生滤后液和脱水泥饼，所述脱水泥饼作为副产烧结料返烧结利用；

所述稀酸废水包括硅钢工序带钢酸洗漂洗段排水、酸洗线及酸再生酸性气体洗涤排水和酸再生装置水操作冲洗排水中的至少一种；所述稀酸废水的平均电导率为5500～15000us/cm，平均总铁量为300～800 mg/L；

所述电吸附分盐处理中，所述电吸附的驱动电压为1.2～1.6V，所述电吸附的进水压力为0.2～0.4MPa；

所述将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水，具体包括：

将所述分盐淡水依次进行石灰曝气中和、氢氧化钠曝气中和和锰沙过滤处理，以调节pH和硬度，同时降低总铁及悬浮物含量，以获得铁系絮凝剂和工业再生水。

2.一种使用权利要求1所述方法的硅钢稀酸废水零排放处理系统，其特征在于，包括：

收集池，用于收集稀酸废水；

净化装置，用于对所述稀酸废水中的含硅固体杂质进行分离与回收，以获得稀酸废水净化液和含硅脱水泥饼；所述净化装置具有稀酸废水入口、稀酸废水净化液出口和脱水泥饼出口，所述净化装置的稀酸废水入口与所述收集池的出口相连通；

电吸附分盐装置，用于对所述稀酸废水净化液中氯化亚铁组份进行分离浓缩处理，以获得分盐浓水和分盐淡水；所述电吸附分盐装置具有稀酸废水净化液入口、分盐浓水出口和分盐淡水出口；所述稀酸废水净化液入口与所述净化装置的稀酸废水净化液出口相连通；

酸再生装置，用于将所述分盐浓水输送入酸再生酸雾吸收塔中，吸收高温酸雾中HCl气体，以获得再生盐酸；所述酸再生酸雾吸收塔的吸收水入口与所述电吸附分盐装置的分盐浓水出口相连通；

分盐淡水调质再生装置，用于将所述分盐淡水调质再生处理，以获得铁系絮凝剂和再生工业净化水；所述分盐淡水调质再生装置入口与所述电吸附分盐装置的分盐淡水出口相连通；

所述净化装置包括：

石英砂过滤器，用于将所述稀酸废水进行过滤，以获得稀酸废水净化液和过滤器反冲洗浊水；所述石英砂过滤器具有稀酸废水入口、稀酸废水净化液出口、反冲洗水入口和反冲洗浊水出口，所述石英砂过滤器的稀酸废水入口与所述收集池的出口相连通；

沉淀池，用于将所述石英砂过滤器反冲洗浊水进行回收预处理，以获得沉淀污泥和沉淀上清液；所述沉淀池具有入口、污泥出口和上清液出口，所述沉淀池的入口与所述石英砂过滤器反冲洗浊水的出口相连通；所述沉淀上清液出口与所述石英砂过滤器的稀酸废水入口相连通；

板框过滤机，用于将所述沉淀污泥进行泥水分离，以获得滤后液和脱水泥饼；所述板框过滤机具有污泥入口、滤后液出口和脱水泥饼出口，所述板框过滤机的污泥入口与所述沉淀池的污泥出口相连通；

所述石英砂过滤器中的滤料选用粒径为0.5～1mm天然石英砂；所述石英砂过滤器采用气水反洗方式，气洗强度为13～17m³/m².h，水洗强度为18～22m³/m².h；

所述分盐淡水调质再生装置包括：依次连通的石灰曝气中和池、氢氧化钠曝气中和池和锰砂过滤器，所述石灰曝气中和池的入口与所述电吸附分盐装置的分盐淡水出口相连通；

所述石灰曝气中和池内按加药浓度为0.5～1.5mmol/L投加石灰乳，所述氢氧化钠曝气中和池投加有氢氧化钠溶液以控制所述氢氧化钠曝气中和池的出水pH为8.5～9.3。

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