CN113213676A - 一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺 - Google Patents

一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，所述处理工艺的流程步骤如下：将酸洗槽内的酸废水通过酸泵抽入反应槽内，向反应槽内加入再生剂，通过搅拌装置进行搅拌，使再生剂与酸废水进行反应；将反应后的酸废水经由酸泵抽入高耐酸压滤机中进行压滤，排出滤泥；压滤后的酸水流入中间过渡槽内，然后经由酸泵抽入微滤器组合，对酸进一步进行过滤澄清；澄清后的酸经由酸泵抽入收集槽内，然后在经由酸泵抽入酸洗槽内，这样不断循环过滤，不断将反应生成的不溶物去除，从而达到酸再生；能够降低废水的电导率及污泥产量显著，确保了废水零排放处理系统运行稳定，运行费用降低。

Description

一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺
技术领域
本发明涉及酸洗金属废水处理技术领域，具体为一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺。
背景技术
酸洗在众多金属加工成为用于产品之前是必须的工艺流程。在酸洗过程中会伴随大量的金属溶解于酸槽内，以及金属零件带的油(有机物)同时也带入酸槽内。当酸槽中金属离子浓度达到一定浓度后，酸洗槽内的酸就要作为废酸报废。酸槽报废的频率随产品的产量及要求不同而变化，短的2-3天就要报废，给企业和环境极大的负担。经常有些企业就将报废的酸直接排入废水系统，造成废水处理系统负荷增加，尤其是现在越来越多的企业采用废水零排放技术。废酸直接排放排入废水处理系统，直接的结果是污泥量大幅度增加，废水的电导率突升，造成废水零排放系统的膜系统的回收率大幅度下降，且系统不稳定，从而也造成进入蒸发结晶系统的浓液增加，这样的结果是整体废水处理系统运行费用大幅度飙升。频繁的废酸报废，不仅增加了企业用酸量，也使得企业废水处理零排放运行成本大幅度增加。
基于此，本发明设计了一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，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：一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，所述处理工艺的流程步骤如下：
S1，将酸洗槽内的酸废水通过酸泵抽入反应槽内，向反应槽内加入再生剂，通过搅拌装置进行搅拌，使再生剂与酸废水进行反应；
S2，将反应后的酸废水经由酸泵抽入高耐酸压滤机中进行压滤，排出滤泥；
S3，压滤后的酸水流入中间过渡槽内，然后经由酸泵抽入微滤器组合，对酸进一步进行过滤澄清；
S4，澄清后的酸经由酸泵抽入收集槽内，然后在经由酸泵抽入酸洗槽内，这样不断循环过滤，不断将反应生成的不溶物去除，从而达到酸再生。
根据酸洗过程中溶解的金属及有机物的产生量来确定循环过滤的工艺流程，或省略某些步骤，比如，若溶解金属及有机物很少，则可无需使用压滤机。
定期分析酸洗槽的酸强度，定期添加新鲜酸(以补充由于消耗、带出、蒸发等损失的酸)，而同时添加补充新鲜酸量0.5-3％(体积比)的酸再生剂，优选为1-2％。
酸液循环次数为0.5-4次/小时。而过滤精度则视具体酸洗系统而定，一般为0.5～20μm。
优选的，所述再生剂为无机物与有机物复合反应而制备得到，无机物为可溶性硅酸盐混合物，有机物为抗强酸分解的线性水溶性高分子。
优选的，所述可溶性硅酸盐混合物为Na2O与SiO2，所述Na2O与SiO2的比值为1:1～1:3。
优选的，所述有机物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶盐和聚乙烯亚胺中的一种或多种混合配制的混合高分子有机物，也包括这些水溶高分子的改性物。
优选的，其特征在于：所述再生剂的配制比如下：
无机物：10-30％，优选为：15-25％；
高分子有机物：0.1-5％，优选为：0.5-2％
去离子纯水：配制到100％；
以上成分搅拌混合反应约3-6小时即配制成酸再生剂。
再生剂适用于常规的金属酸洗系统，如，盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸等以及这些酸的混合系统，其可降低/去除酸洗槽内常规金属，如，铁、铝、镉、铬、锌、铜、镍等，以及有机物(如漂油)。
酸再生剂中的混合可溶硅酸盐在酸中形成Si-O链，在一些氧上带有负电荷，当遇到带正电荷溶解多价金属离子后会反应生成稳定，不溶的金属硅酸盐沉淀。反应见下所示：
Figure BDA0003121150640000031
优选的，酸废水：再生剂＝99.5:0.5～97:3，优选为酸：酸再生剂＝99:1～98:2，此比例为体积比，再生剂的使用为开始时添加，及补充新鲜酸时添加。
优选的，适用于多种金属酸洗系统的酸再生，即，硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、氢氟酸以及这些酸组成的混合酸系统。
优选的，所述搅拌装置包括固定杆，所述固定杆底部两侧均设有滚轮，所述滚轮与反应槽顶部两侧相接触，所述固定杆上开有通槽，所述固定杆右侧设有驱动电机，所述驱动电机输出端连接有丝杆，所述丝杆上螺接有滑座，所述滑座与通槽内壁滑动接触，所述滑座底部连接有连杆，所述连杆底端连接有安装板，所述安装板底部设有搅拌电机，所述搅拌电机输出端连接有转轴，所述转轴上设有搅拌杆，所述转轴底端安装有搅拌叶片；所述固定杆上设有控制面板，所述控制面板控制连接驱动电机和搅拌电机；所述搅拌杆为半径不同的弧形杆。
基于上述技术特征，。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明能够降低废水的电导率及污泥产量显著，确保了废水零排放处理系统运行稳定，运行费用降低。
2、适用性强，可适用于目前常规使用的金属酸洗系统，并且可降低大多数常规溶解金属，去除对酸洗有害有机物。
3、运行费用低，只需添加1-2％的酸再生剂(开槽时)，之后也只要添加补充新鲜酸量的1％左右量，而且可大幅度降低企业的用酸量。
4、工艺简洁、设备投入低、自动化程度高、节能减排效果突出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明工艺流程图；
图2为本发明搅拌装置第一视角结构示意图；
图3为本发明搅拌装置第二视角结构示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺技术方案：所述处理工艺的流程步骤如下：
S1，将酸洗槽内的酸废水通过酸泵抽入反应槽内，向反应槽内加入再生剂，通过搅拌装置进行搅拌，使再生剂与酸废水进行反应；
S2，将反应后的酸废水经由酸泵抽入高耐酸压滤机中进行压滤，排出滤泥；
S3，压滤后的酸水流入中间过渡槽内，然后经由酸泵抽入微滤器组合，对酸进一步进行过滤澄清；
S4，澄清后的酸经由酸泵抽入收集槽内，然后在经由酸泵抽入酸洗槽内，这样不断循环过滤，不断将反应生成的不溶物去除，从而达到酸再生。
根据酸洗过程中溶解的金属及有机物的产生量来确定循环过滤的工艺流程，或省略某些步骤，比如，若溶解金属及有机物很少，则可无需使用压滤机。
定期分析酸洗槽的酸强度，定期添加新鲜酸(以补充由于消耗、带出、蒸发等损失的酸)，而同时添加补充新鲜酸量0.5-3％(体积比)的酸再生剂，优选为1-2％。
酸液循环次数为0.5-4次/小时。而过滤精度则视具体酸洗系统而定，一般为0.5～20μm。
其中，所述再生剂为无机物与有机物复合反应而制备得到，无机物为可溶性硅酸盐混合物，有机物为抗强酸分解的线性水溶性高分子；所述可溶性硅酸盐混合物为Na2O与SiO2，所述Na2O与SiO2的比值为1:1～1:3；所述有机物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶盐和聚乙烯亚胺中的一种或多种混合配制的混合高分子有机物，也包括这些水溶高分子的改性物。
其中，所述再生剂的配制比如下：
无机物：10-30％，优选为：15-25％；
高分子有机物：0.1-5％，优选为：0.5-2％
去离子纯水：配制到100％；
以上成分搅拌混合反应约3-6小时即配制成酸再生剂。
再生剂适用于常规的金属酸洗系统，如，盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸等以及这些酸的混合系统，其可降低/去除酸洗槽内常规金属，如，铁、铝、镉、铬、锌、铜、镍等，以及有机物(如漂油)。
酸再生剂中的混合可溶硅酸盐在酸中形成Si-O链，在一些氧上带有负电荷，当遇到带正电荷溶解多价金属离子后会反应生成稳定，不溶的金属硅酸盐沉淀。反应见下所示：
Figure BDA0003121150640000051
其中，酸废水：再生剂＝99.5:0.5～97:3，优选为酸：酸再生剂＝99:1～98:2，此比例为体积比，再生剂的使用为开始时添加，及补充新鲜酸时添加。
其中，所述搅拌装置包括固定杆1，所述固定杆1底部两侧均设有滚轮2，所述滚轮2与反应槽顶部两侧相接触，所述固定杆1上开有通槽3，所述固定杆1右侧设有驱动电机4，所述驱动电机4输出端连接有丝杆12，所述丝杆12上螺接有滑座13，所述滑座13与通槽3内壁滑动接触，所述滑座13底部连接有连杆6，所述连杆6底端连接有安装板7，所述安装板7底部设有搅拌电机8，所述搅拌电机8输出端连接有转轴9，所述转轴9上设有搅拌杆10，所述转轴9底端安装有搅拌叶片11，根据使用需要，将固定杆1在反应槽顶部移动，启动驱动电机4，驱动电机带动丝杆12转动，滑座13沿着丝杆12运动，滑座13通过连杆6带动安装板7运动，搅拌电机8、转轴9、搅拌杆10和搅拌叶片11随着安装板7一起运动，可对搅拌杆10和搅拌叶片11的位置进行调节，启动搅拌电机8，搅拌电机8通过转轴9带动搅拌杆10和搅拌叶片11转动，进行搅拌；所述固定杆1上设有控制面板5，所述控制面板5控制连接驱动电机4和搅拌电机8；所述搅拌杆10为半径不同的弧形杆。
实施例1：
浙江湖州某一军工产品电镀企业，其产品均需要在温度50-80℃硫酸槽内酸洗。酸洗槽基本是3天左右就报废。若这些废水直接排入其废水零排放系统，则造成废水的电导率达到8000-12000μm/cm，并且由于需要中和这些排入的强酸，造成大量污泥的产生。
采用本发明酸再生技术(酸再生剂及循环过滤系统)，其酸槽中加入1.5％(体积比)的酸再生剂，每小时循环一次，每2天补充新鲜酸，同时随新鲜酸添加补充新鲜酸1％的酸再生剂。其废水中由于没有废酸排入，废水的电导率则稳定在3000-5000μm/cm，零排放系统膜系统的水回收率保持在≥90％，并且膜系统一年以来运行稳定，进入蒸发结晶系统的浓缩液减少了50％，企业的用酸量降低了80％左右，经济效益和环保效益明显。
实施例2：
浙江嘉兴某一标准件电镀企业，所有的产品金属零件均采用约20％的盐酸进行酸洗。在未采用本发明技术前，由于盐酸酸洗的废酸液(每5天排一次)直接排入其废水零排放系统，造成其废水的电导率很不稳定，电导率为7000-15000μm/cm。企业产生的污泥也很大。
采用本发明酸再生技术(酸再生剂及循环过滤系统)，其酸槽中加入1％(体积比)的酸再生剂，每小时循环一次，每2天补充新鲜酸，同时随新鲜酸添加补充新鲜酸1％的酸再生剂。其废水中由于没有废酸排入，废水的电导率则稳定在7000-8000μm/cm，零排放系统膜系统的水回收率达到≥90％，并且膜系统运行稳定，进入蒸发结晶系统的浓缩液减少了70％，企业的用酸量降低了80％左右，经济效益和环保效益明显。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述处理工艺的流程步骤如下：
S1，将酸洗槽内的酸废水通过酸泵抽入反应槽内，向反应槽内加入再生剂，通过搅拌装置进行搅拌，使再生剂与酸废水进行反应；
S2，将反应后的酸废水经由酸泵抽入高耐酸压滤机中进行压滤，排出滤泥；
S3，压滤后的酸水流入中间过渡槽内，然后经由酸泵抽入微滤器组合，对酸进一步进行过滤澄清；
S4，澄清后的酸经由酸泵抽入收集槽内，然后在经由酸泵抽入酸洗槽内，这样不断循环过滤，不断将反应生成的不溶物去除，从而达到酸再生。
2.根据权利要求1所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述再生剂为无机物与有机物复合反应而制备得到，无机物为可溶性硅酸盐混合物，有机物为抗强酸分解的线性水溶性高分子。
3.根据权利要求2所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述可溶性硅酸盐混合物为Na2O与SiO2，所述Na2O与SiO2的比值为1:1～1:3。
4.根据权利要求2所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述有机物为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶盐和聚乙烯亚胺中的一种或多种混合配制的混合高分子有机物，也包括这些水溶高分子的改性物。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述再生剂的配制比如下：
无机物：10-30％，优选为：15-25％；
高分子有机物：0.1-5％，优选为：0.5-2％
去离子纯水：配制到100％；
以上成分搅拌混合反应约3-6小时即配制成酸再生剂。
6.根据权利要求1所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：酸废水：再生剂＝99.5:0.5～97:3，优选为酸：酸再生剂＝99:1～98:2，此比例为体积比，再生剂的使用为开始时添加，及补充新鲜酸时添加。
7.根据权利要求1所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述搅拌装置包括固定杆(1)，所述固定杆(1)底部两侧均设有滚轮(2)，所述滚轮(2)与反应槽顶部两侧相接触，所述固定杆(1)上开有通槽(3)，所述固定杆(1)右侧设有驱动电机(4)，所述驱动电机(4)输出端连接有丝杆(12)，所述丝杆(12)上螺接有滑座(13)，所述滑座(13)与通槽(3)内壁滑动接触，所述滑座(13)底部连接有连杆(6)，所述连杆(6)底端连接有安装板(7)，所述安装板(7)底部设有搅拌电机(8)，所述搅拌电机(8)输出端连接有转轴(9)，所述转轴(9)上设有搅拌杆(10)，所述转轴(9)底端安装有搅拌叶片(11)。
8.根据权利要求7所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述固定杆(1)上设有控制面板(5)，所述控制面板(5)控制连接驱动电机(4)和搅拌电机(8)。
9.根据权利要求7所述的一种基于酸循环过滤再生技术含金属废水处理工艺，其特征在于：所述搅拌杆(10)为半径不同的弧形杆。
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