CN115259536A - 一种轧钢生产线的废水高效处理系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧钢生产线的废水高效处理系统及工艺，处理装置包括沉淀池、气浮装置、除油器、多级分离装置和冷却塔，除油器包括壳体和设置在壳体内部的两块隔板，隔板将壳体的内部空间分隔成搅动区、酸化破乳区和储油区，搅动区的内部设置有高速搅拌器，多级分离装置包括结构相同的煤矸石填料过滤器和铁渣填料过滤器。其处理工艺包括：①沉淀处理、②气浮处理、③除油处理、④除磁处理、⑤多级分离和⑥冷却处理。本发明中工艺紧凑合理，装置结构简单，实现各种杂质的高效高质处理，既提高了整个装置的处理效率和效果，又便于各种可回收杂质的后续回收处理，还能够长时间保证和维持整个装置的高效运行，具有推广使用价值。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种轧钢生产线的废水高效处理系统及工艺。
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%。一块钢坯在加热后经过几道轧制，再切边、矫正成为钢板、钢筋，这种生产方式叫热轧，热轧时金属塑性高，变形抗力低，可大大减少金属变形的能量消耗，进而降低生产成本，在热轧工艺过程中会产生大量的热轧废水，热轧废水是指钢铁厂热轧车间在通过轧辊将钢锭热轧成钢板、钢棒、钢轨等各种钢材时，需用水冷却轧辊，同时冲洗氧化铁皮也会产生废水，热轧废水中含有较多的氧化铁皮等悬浮物，以及生产过程中泄漏的润滑油，并且随生产钢材品种的不同含有浓度不定的铜、锌等重金属，水温为15～40℃，每轧制1吨钢板约排出废水30～40m³，污水量较大，处理难度大，并造成环境的污染。
目前，对废水通常的处理方式是先将各处废水集中流入铁皮坑，除去其中的大块铁皮，然后再将废水送入沉淀池沉淀，但由于废水中的铁皮等粒径较小，只用沉淀池处理是非常困难的，一般会采用过滤器对沉淀出水进行后续处理，但由于废水中还含有大量油类污染物，当含油污水进入过滤器中后，滤料往往会被油墨覆盖堵塞，难以保证和维持过滤效果，过滤效率较低，进而导致废水处理效果不佳。因此，研制开发一种能快速除油污，工作效率高，处理效果好的轧钢生产线的废水高效处理工艺及装置是客观需要的。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能快速除油污，工作效率高，处理效果好的轧钢生产线的废水高效处理工艺及装置。
本发明所述的轧钢生产线的废水高效处理系统，包括沉淀池、气浮装置、除油器、多级分离装置和冷却塔，除油器包括壳体和设置在壳体内部的两块隔板，隔板的上端与壳体的顶部之间留有流通间隙，隔板将壳体的内部空间分隔成搅动区、酸化破乳区和储油区，搅动区的底部设置有进水口，搅动区的内部设置有高速搅拌器，酸化破乳区的底部设置有排水口，酸化破乳区内设置有加热元件，酸化破乳区的顶部设置有加酸口，多级分离装置包括煤矸石填料过滤器和铁渣填料过滤器，煤矸石填料过滤器的内部设置有煤矸石填料层，煤矸石填料层下方的煤矸石填料过滤器器壁上设置有进水管，煤矸石填料过滤器的顶部设置有排水管，煤矸石填料过滤器的结构和铁渣填料过滤器的结构相同，铁渣填料过滤器内设置有铁渣填料层。
进一步的，煤矸石填料的数量为多层，煤矸石填料的粒径从下到上依次减小。
进一步的，搅动区的上部设置有铁铝盐混凝剂添加口。
进一步的，搅动区和酸化破乳区之间的隔板上部设置有阻扰板，且阻扰板位于酸化破乳区的内部。
进一步的，煤矸石填料上方的外壳内设置有滤网。
进一步的，铁渣填料过滤器和冷却塔之前设置有分离器，分离器内设置有内壳，内壳与分离器之间的中部设置有环形隔板，环形隔板将分离器和内壳之间的环形空间分隔成储油腔和储水腔，内壳的下部设置有与储水腔连通的连通管，内壳内的下部设置有微孔曝气器。
进一步的，内壳的内部设置有磁性柱。
进一步的，煤矸石填料层中的煤矸石颗粒粒径为3～8mm，气孔率为50～60%。
本发明所述的轧钢生产线的废水高效处理系统的处理工艺, 包括以下步骤：
①沉淀处理：收集待处理废水，并将其通入沉淀池进行初步沉淀处理，沉淀时间为10～20min，水流速度为1～2m/s；
②气浮处理：经沉淀后的废水，从沉淀池的出水口排入气浮装置进行气浮处理，使得废水中的悬浮物含量≤30mg/L；
③除油处理：将气浮处理后的废水送入除油器，废水依次进入搅动区和酸化破乳区，搅拌时间20～30min，通过加酸口向酸化破乳区内添加PH调节酸，将废水的PH调节至3.5～4.5，并通过加热元件对废水进行加热，使废水温度达到65～75℃，反应1～2h，上层浮油逐渐流入储油区，下层废水排出酸化破乳区，废水中油污含量≤20mg/L；
④除磁处理：将经除油处理后的废水送入稀土磁盘分离器，处理时间为2～5min，使得废水中氧化铁的含量≤6mg/L；
⑤多级分离：将经除铁处理后的废水通入煤矸石填料过滤器，水流速度为1～1.5m/s，处理后使得废水中悬浮物含量≤25mg/L，重金属含量≤5mg/L，将经过滤后的废水通入铁渣填料过滤器，水流速度为1～1.5m/s，处理后使得废水中COD含量≤10mg/L；
⑥冷却处理：将经过多级分离后的废水通入冷却塔进行冷却备用。
进一步的，在步骤⑤中，铁渣填料层中的铁渣颗粒由铁渣与碳粒按1:0.5的质量比混合而成，铁渣和碳粒的粒径为3～8mm，所述碳粒是焦炭、活性炭、煤渣其中的任意一种。
本发明的有益效果为：先对轧钢生产线的废水进行收集，将其通入沉淀池，除去废水中的大块铁块、铁渣以及其它大颗粒杂质，随后依次通入气浮装置、除油器和稀土磁盘分离器，其中气浮装置除去废水中的悬浮物和部分油污，除油器可除去废水中的油污，稀土磁盘分离器可除去废水中的铁，随后将废水通入多级分离装置，通过煤矸石填料过滤器进一步除去废水中的悬浮物，同时除去废水中的锌、铜等重金属杂质，再通过铁渣填料过滤器除去废水中的COD，最后经冷却塔冷却后循环利用。在上述废水处理的过程中，利用气浮装置和除油器先将废水中的油污除去，其中使用除油器除油原理是，先利用高速搅拌器破坏油珠界膜，促进油污聚集，进而加快分离速度，其次，对废水加热并进行酸化破乳处理，进一步使乳化油、浮油及分散油等油污浮到表层，几种方式相结合具有较好的除油污效果，防止悬浮物和油污降低稀土磁盘分离器的除铁效率，保证较好的除铁效果，同时防止悬浮物和油污对煤矸石填料和铁渣填料造成堵塞，确保废水的多级过滤效率，保证和维持整个装置始终具有较好较高的处理效率和较好的处理效果。上述轧钢生产线的废水高效处理工艺和装置，工艺紧凑合理，装置结构简单，结合了沉淀、气浮、稀土磁盘分离、填料过滤等技术处理手段，并合理布置废水中各种杂质的处理顺序，实现各种杂质的高效高质处理，既提高了整个装置的处理效率和效果，又便于各种可回收杂质的后续回收处理，还能够长时间保证和维持整个装置的高效运行，具有推广使用价值。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图中：1-沉淀池，2-气浮装置，3-除油器，4-冷却塔，5-壳体，6-隔板，7-搅动区，8-酸化破乳区，9-储油区，10-进水口，11-高速搅拌器，12-排水口，13-煤矸石填料过滤器，14-铁渣填料过滤器，15-煤矸石填料，16-进水管，17-排水管，18-铁铝盐混凝剂添加口，19-阻扰板，20-滤网，21-分离器，22-内壳，23-环形隔板，24-储油腔，25-储水腔，26-连通管，27-微孔曝气器，28-磁性柱，29-稀土磁盘分离器，30-加热元件，31-加酸口。
具体实施方式
下面结合实施例和附图说明对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均实施例属于本发明的保护范围。
实施例1：
本实施例所述的轧钢生产线的废水高效处理系统，包括沉淀池1、气浮装置2、除油器3、稀土磁盘分离器29、多级分离装置和冷却塔4，冷却塔4为现有设备，用于对处理后的废水进行冷却，便于后续废水的循环使用，除油器3包括壳体5和设置在壳体5内部的两块隔板6，隔板6的上端与壳体5的顶部之间留有流通间隙，隔板6将壳体5的内部空间分隔成搅动区7、酸化破乳区8和储油区9，搅动区7的底部设置有进水口10，搅动区7的内部设置有高速搅拌器11，搅拌器11为现有技术，用于搅动废水，破坏油珠界膜，形成体积更大的油珠，提高油和废水的分离效率，酸化破乳区8的底部设置有排水口12，酸化破乳区8内设置有加热元件30，酸化破乳区8的顶部设置有加酸口31，多级分离装置包括煤矸石填料过滤器13和铁渣填料过滤器14，煤矸石填料过滤器13的内部设置有煤矸石填料层15，煤矸石填料层15下方的器壁上设置有进水管16，煤矸石填料过滤器13的顶部设置有排水管17，煤矸石填料过滤器13的结构和铁渣填料过滤器14的结构相同，铁渣填料过滤器14内设置有铁渣填料层。煤矸石填料15可过滤废水中的悬浮物和重金属，铁渣填料层中的铁渣颗粒具有氧化还原作用和电化学吸附能力，能够有效除去废水中的有机物。优选地，煤矸石填料层15中的煤矸石颗粒粒径为3～8mm，气孔率为50～60%。
使用时，先对轧钢生产线的废水进行收集，将其通入沉淀池1，可除去废水中的大块铁块、铁渣以及其它大颗粒杂质，随后依次通入气浮装置2、除油器3和稀土磁盘分离器29，其中气浮装置2可除去废水中的悬浮物和部分油污，除油器3可除去废水中的油污，稀土磁盘分离器29可除去废水中的铁，随后将废水通入多级分离装置，通过煤矸石填料过滤器13进一步除去废水中的悬浮物，同时除去废水中的锌、铜等重金属杂质，再通过铁渣填料过滤器14除去废水中的COD，最后经冷却塔4冷却后循环利用。在上述废水处理的过程中，利用气浮装置2和除油器3先将废水中的油污除去，其中使用除油器3除油原理是，先利用高速搅拌器11破坏油珠界膜，促进油污聚集，进而加快分离速度，其次，对废水加热并进行酸化破乳处理，进一步使乳化油、浮油及分散油等油污浮到表层，几种方式相结合具有较好的除油污效果，防止悬浮物和油污降低稀土磁盘分离器29的除铁效率，保证较好的除铁效果，同时防止悬浮物和油污对煤矸石填料和铁渣填料造成堵塞，确保废水的多级过滤效率，保证和维持整个装置始终具有较好较高的处理效率和较好的处理效果。
煤矸石填料15的数量为多层，煤矸石填料的粒径从下到上依次减小，采用多层煤矸石填料15对废水进行逐级过滤，进而提高废水中悬浮物和重金属的过滤效率，提高悬浮物和重金属的过滤效果。
搅动区7的上部设置有铁铝盐混凝剂添加口18，运行时，从铁铝盐混凝剂添加口18向搅动区7内添加铁铝盐混凝剂，促进油污从废水中分离出来，提高油污和废水的分离效率。
搅动区7和酸化破乳区8之间的隔板6上部设置有阻扰板19，且阻扰板19位于酸化破乳区8的内部，废水在搅动区7内受到搅拌器11的搅动，然后从流通间隙流入酸化破乳区8，为了减小水流对酸化破乳区8内已经处于沉淀状态的废水造成扰动，防止影响酸化破乳区8内分层的油污和废水，进而设置了阻扰板19，水流向下流动时，会受到阻扰板19的阻挡，进而减小水流对油水分层状态的影响。
为了防止煤矸石填料层15中的煤矸石颗粒从装置的顶部随废水流出，为了防止废水中混入煤矸石颗粒，造成煤矸石的流失，煤矸石填料15上方的煤矸石填料过滤器13内设置有滤网20。
铁渣填料过滤器14和冷却塔4之前设置有分离器21，分离器21的内部设置有内壳22，内壳22与分离器21之间的中部设置有环形隔板23，环形隔板23将分离器21和内壳22之间的环形空间分隔成储油腔24和储水腔25，内壳22的下部设置有与储水腔25连通的连通管26，内壳22内的下部设置有微孔曝气器27，内壳22内的底部设置有入水口。废水从入水口进入内壳22，微孔曝气器27产生大量微小气泡，微小气泡吸附并夹裹废水中剩余杂质，提高废水的净化效果，在废水的上层形成油污及杂质层，然后从内壳22的上端溢出到储油腔24，经过一段时间后，净化后的废水通过连通管26进入储水腔25。
内壳22的内部设置有磁性柱28，磁性柱28具有磁性，能够吸附废水中的铁质材料，进一步除去废水的中铁，提高废水的净化程度。
本实施例采用上述的轧钢生产线的废水高效处理系统的处理工艺，包括以下步骤：
①沉淀处理：收集待处理废水，并将其通入沉淀池1进行初步沉淀处理，沉淀时间为10min，水流速度为1m/s；
②气浮处理：经沉淀后的废水，从沉淀池1的出水口排入气浮装置2进行气浮处理，使得废水中的悬浮物含量≤30mg/L；
③除油处理：将气浮处理后的废水送入除油器3，废水依次进入搅动区7和酸化破乳区8，搅拌时间20min，通过加酸口31向酸化破乳区8内添加PH调节酸，将废水的PH调节至3.5，并通过加热元件30对废水进行加热，使废水温度达到65℃，反应1h，上层浮油逐渐流入储油区9，下层废水排出酸化破乳区8，处理后废水中的油污含量≤20mg/L；在实际运行时，PH调节酸可使用硫酸或硝酸。
④除磁处理：将经除油处理后的废水送入稀土磁盘分离器29，处理时间为2min，使得废水中氧化铁的含量≤6mg/L；
⑤多级分离：将经除铁处理后的废水通入煤矸石填料过滤器13，水流速度为1m/s，处理后使得废水中悬浮物含量≤25mg/L，重金属含量≤5mg/L，将经过滤后的废水通入铁渣填料过滤器14，水流速度为1m/s，处理后使得废水中COD含量≤10mg/L；铁渣填料层中的铁渣颗粒由铁渣与碳粒按1:0.5的质量比混合而成，铁渣和碳粒的粒径为3～8mm，碳粒是焦炭、活性炭、煤渣其中的任意一种；
⑥冷却处理：将经过多级分离后的废水通入冷却塔4进行冷却处理。
经验证，本发明所述的轧钢生产线的废水高效处理工艺及装置，制备装置结构简单，操作方便，在废水的处理过程中，结合了沉淀、气浮、搅拌破油珠界膜、酸化破乳、稀土磁盘分离、填料过滤等技术处理手段，并合理布置废水中各种杂质的处理顺序，实现各种杂质的高效高质处理，既提高了整个装置的处理效率和效果，又便于各种可回收杂质的后续回收处理，还能够长时间保证和维持整个装置的高效运行。经检测，采取本工艺及装置处理后的废水中，氧化铁的含量为5mg/L，悬浮物的含量为20mg/L，油污含量为15mg/L，COD含量为8mg/L，其余重金属含量为4mg/L，处理效果较好，能够较好的满足后续废水的循环使用要求，处理效率较高，具有推广使用价值。
实施例2：
本实施例所述的轧钢生产线的废水高效处理系统，包括沉淀池1、气浮装置2、除油器3、稀土磁盘分离器29、多级分离装置和冷却塔4，冷却塔4为现有设备，用于对处理后的废水进行冷却，便于后续废水的循环使用，除油器3包括壳体5和设置在壳体5内部的两块隔板6，隔板6的上端与壳体5的顶部之间留有流通间隙，隔板6将壳体5的内部空间分隔成搅动区7、酸化破乳区8和储油区9，搅动区7的底部设置有进水口10，搅动区7的内部设置有高速搅拌器11，搅拌器11为现有技术，用于搅动废水，破坏油珠界膜，形成体积更大的油珠，提高油和废水的分离效率，酸化破乳区8的底部设置有排水口12，酸化破乳区8内设置有加热元件30，酸化破乳区8的顶部设置有加酸口31，多级分离装置包括煤矸石填料过滤器13和铁渣填料过滤器14，煤矸石填料过滤器13的内部设置有煤矸石填料层15，煤矸石填料层15下方的器壁上设置有进水管16，煤矸石填料过滤器13的顶部设置有排水管17，煤矸石填料过滤器13的结构和铁渣填料过滤器14的结构相同，铁渣填料过滤器14内设置有铁渣填料层。煤矸石填料15可过滤废水中的悬浮物和重金属，铁渣填料层中的铁渣颗粒具有氧化还原作用和电化学吸附能力，能够有效除去废水中的有机物。煤矸石填料层15中的煤矸石颗粒粒径为3～8mm，气孔率为50～60%。
使用时，先对轧钢生产线的废水进行收集，将其通入沉淀池1，可除去废水中的大块铁块、铁渣以及其它大颗粒杂质，随后依次通入气浮装置2、除油器3和稀土磁盘分离器29，其中气浮装置2可除去废水中的悬浮物和部分油污，除油器3可除去废水中的油污，稀土磁盘分离器29可除去废水中的铁，随后将废水通入多级分离装置，通过煤矸石填料过滤器13进一步除去废水中的悬浮物，同时除去废水中的锌、铜等重金属杂质，再通过铁渣填料过滤器14除去废水中的COD，最后经冷却塔4冷却后循环利用。在上述废水处理的过程中，利用气浮装置2和除油器3先将废水中的油污除去，其中使用除油器3除油原理是，先利用高速搅拌器11破坏油珠界膜，促进油污聚集，进而加快分离速度，其次，对废水加热并进行酸化破乳处理，进一步使乳化油、浮油及分散油等油污浮到表层，几种方式相结合具有较好的除油污效果，防止悬浮物和油污降低稀土磁盘分离器29的除铁效率，保证较好的除铁效果，同时防止悬浮物和油污对煤矸石填料和铁渣填料造成堵塞，确保废水的多级过滤效率，保证和维持整个装置始终具有较好较高的处理效率和较好的处理效果。
煤矸石填料15的数量为多层，煤矸石填料的粒径从下到上依次减小，采用多层煤矸石填料15对废水进行逐级过滤，进而提高废水中悬浮物和重金属的过滤效率，提高悬浮物和重金属的过滤效果。
搅动区7的上部设置有铁铝盐混凝剂添加口18，运行时，从铁铝盐混凝剂添加口18向搅动区7内添加铁铝盐混凝剂，促进油污从废水中分离出来，提高油污和废水的分离效率。
搅动区7和酸化破乳区8之间的隔板6上部设置有阻扰板19，且阻扰板19位于酸化破乳区8的内部，废水在搅动区7内受到搅拌器11的搅动，然后从流通间隙流入酸化破乳区8，为了减小水流对酸化破乳区8内已经处于沉淀状态的废水造成扰动，防止影响酸化破乳区8内分层的油污和废水，进而设置了阻扰板19，水流向下流动时，会受到阻扰板19的阻挡，进而减小水流对油水分层状态的影响。
为了防止煤矸石填料层15中的煤矸石颗粒从装置的顶部随废水流出，为了防止废水中混入煤矸石颗粒，造成煤矸石的流失，煤矸石填料15上方的煤矸石填料过滤器13内设置有滤网20。
铁渣填料过滤器14和冷却塔4之前设置有分离器21，分离器21的内部设置有内壳22，内壳22与分离器21之间的中部设置有环形隔板23，环形隔板23将分离器21和内壳22之间的环形空间分隔成储油腔24和储水腔25，内壳22的下部设置有与储水腔25连通的连通管26，内壳22内的下部设置有微孔曝气器27，内壳22内的底部设置有入水口。废水从入水口进入内壳22，微孔曝气器27产生大量微小气泡，微小气泡吸附并夹裹废水中剩余杂质，提高废水的净化效果，在废水的上层形成油污及杂质层，然后从内壳22的上端溢出到储油腔24，经过一段时间后，净化后的废水通过连通管26进入储水腔25。
内壳22的内部设置有磁性柱28，磁性柱28具有磁性，能够吸附废水中的铁质材料，进一步除去废水的中铁，提高废水的净化程度。
本实施例采用上述的轧钢生产线的废水高效处理系统的处理工艺，包括以下步骤：
①沉淀处理：收集待处理废水，并将其通入沉淀池1进行初步沉淀处理，沉淀时间为15min，水流速度为1.5m/s；
②气浮处理：经沉淀后的废水，从沉淀池1的出水口排入气浮装置2进行气浮处理，使得废水中的悬浮物含量≤30mg/L；
③除油处理：将气浮处理后的废水送入除油器3，废水依次进入搅动区7和酸化破乳区8，搅拌时间25min，通过加酸口31向酸化破乳区8内添加PH调节酸，将废水的PH调节至4，并通过加热元件30对废水进行加热，使废水温度达到70℃，反应1.5h，上层浮油逐渐流入储油区9，下层废水排出酸化破乳区8，处理后废水中的油污含量≤20mg/L；在实际运行时，PH调节酸可使用硫酸或硝酸。
④除磁处理：将经除油处理后的废水送入稀土磁盘分离器29，处理时间为3min，使得废水中氧化铁的含量≤6mg/L；
⑤多级分离：将经除铁处理后的废水通入煤矸石填料过滤器13，水流速度为1.3m/s，处理后使得废水中悬浮物含量≤25mg/L，重金属含量≤5mg/L，将经过滤后的废水通入铁渣填料过滤器14，水流速度为13m/s，处理后使得废水中COD含量≤10mg/L，铁渣填料层中的铁渣颗粒由铁渣与碳粒按1:0.5的质量比混合而成，铁渣和碳粒的粒径为3～8mm，碳粒是焦炭、活性炭、煤渣其中的任意一种；
⑥冷却处理：将经过多级分离后的废水通入冷却塔4进行冷却处理。
经验证，本发明所述的轧钢生产线的废水高效处理工艺及装置，制备装置结构简单，操作方便，在废水的处理过程中，结合了沉淀、气浮、搅拌破油珠界膜、酸化破乳、稀土磁盘分离、填料过滤等技术处理手段，并合理布置废水中各种杂质的处理顺序，实现各种杂质的高效高质处理，既提高了整个装置的处理效率和效果，又便于各种可回收杂质的后续回收处理，还能够长时间保证和维持整个装置的高效运行。经检测，采取本工艺及装置处理后的废水中，氧化铁的含量为2.5mg/L，悬浮物的含量为8mg/L，油污含量为10mg/L，COD含量为7mg/L，其余重金属含量为3mg/L，处理效果较好，能够较好的满足后续废水的循环使用要求，处理效率较高，具有推广使用价值。
实施例3：
本实施例所述的轧钢生产线的废水高效处理系统，包括沉淀池1、气浮装置2、除油器3、稀土磁盘分离器29、多级分离装置和冷却塔4，冷却塔4为现有设备，用于对处理后的废水进行冷却，便于后续废水的循环使用，除油器3包括壳体5和设置在壳体5内部的两块隔板6，隔板6的上端与壳体5的顶部之间留有流通间隙，隔板6将壳体5的内部空间分隔成搅动区7、酸化破乳区8和储油区9，搅动区7的底部设置有进水口10，搅动区7的内部设置有高速搅拌器11，搅拌器11为现有技术，用于搅动废水，破坏油珠界膜，形成体积更大的油珠，提高油和废水的分离效率，酸化破乳区8的底部设置有排水口12，酸化破乳区8内设置有加热元件30，酸化破乳区8的顶部设置有加酸口31，多级分离装置包括煤矸石填料过滤器13和铁渣填料过滤器14，煤矸石填料过滤器13的内部设置有煤矸石填料层15，煤矸石填料层15下方的器壁上设置有进水管16，煤矸石填料过滤器13的顶部设置有排水管17，煤矸石填料过滤器13的结构和铁渣填料过滤器14的结构相同，铁渣填料过滤器14内设置有铁渣填料层。煤矸石填料15可过滤废水中的悬浮物和重金属，铁渣填料层中的铁渣颗粒具有氧化还原作用和电化学吸附能力，能够有效除去废水中的有机物。煤矸石填料层15中的煤矸石颗粒粒径为3～8mm，气孔率为50～60%。
使用时，先对轧钢生产线的废水进行收集，将其通入沉淀池1，可除去废水中的大块铁块、铁渣以及其它大颗粒杂质，随后依次通入气浮装置2、除油器3和稀土磁盘分离器29，其中气浮装置2可除去废水中的悬浮物和部分油污，除油器3可除去废水中的油污，稀土磁盘分离器29可除去废水中的铁，随后将废水通入多级分离装置，通过煤矸石填料过滤器13进一步除去废水中的悬浮物，同时除去废水中的锌、铜等重金属杂质，再通过铁渣填料过滤器14除去废水中的COD，最后经冷却塔4冷却后循环利用。在上述废水处理的过程中，利用气浮装置2和除油器3先将废水中的油污除去，其中使用除油器3除油原理是，先利用高速搅拌器11破坏油珠界膜，促进油污聚集，进而加快分离速度，其次，对废水加热并进行酸化破乳处理，进一步使乳化油、浮油及分散油等油污浮到表层，几种方式相结合具有较好的除油污效果，防止悬浮物和油污降低稀土磁盘分离器29的除铁效率，保证较好的除铁效果，同时防止悬浮物和油污对煤矸石填料和铁渣填料造成堵塞，确保废水的多级过滤效率，保证和维持整个装置始终具有较好较高的处理效率和较好的处理效果。
煤矸石填料15的数量为多层，煤矸石填料的粒径从下到上依次减小，采用多层煤矸石填料15对废水进行逐级过滤，进而提高废水中悬浮物和重金属的过滤效率，提高悬浮物和重金属的过滤效果。
搅动区7的上部设置有铁铝盐混凝剂添加口18，运行时，从铁铝盐混凝剂添加口18向搅动区7内添加铁铝盐混凝剂，促进油污从废水中分离出来，提高油污和废水的分离效率。
搅动区7和酸化破乳区8之间的隔板6上部设置有阻扰板19，且阻扰板19位于酸化破乳区8的内部，废水在搅动区7内受到搅拌器11的搅动，然后从流通间隙流入酸化破乳区8，为了减小水流对酸化破乳区8内已经处于沉淀状态的废水造成扰动，防止影响酸化破乳区8内分层的油污和废水，进而设置了阻扰板19，水流向下流动时，会受到阻扰板19的阻挡，进而减小水流对油水分层状态的影响。
为了防止煤矸石填料层15中的煤矸石颗粒从装置的顶部随废水流出，为了防止废水中混入煤矸石颗粒，造成煤矸石的流失，煤矸石填料15上方的煤矸石填料过滤器13内设置有滤网20。
铁渣填料过滤器14和冷却塔4之前设置有分离器21，分离器21的内部设置有内壳22，内壳22与分离器21之间的中部设置有环形隔板23，环形隔板23将分离器21和内壳22之间的环形空间分隔成储油腔24和储水腔25，内壳22的下部设置有与储水腔25连通的连通管26，内壳22内的下部设置有微孔曝气器27，内壳22内的底部设置有入水口。废水从入水口进入内壳22，微孔曝气器27产生大量微小气泡，微小气泡吸附并夹裹废水中剩余杂质，提高废水的净化效果，在废水的上层形成油污及杂质层，然后从内壳22的上端溢出到储油腔24，经过一段时间后，净化后的废水通过连通管26进入储水腔25。
内壳22的内部设置有磁性柱28，磁性柱28具有磁性，能够吸附废水中的铁质材料，进一步除去废水的中铁，提高废水的净化程度。
本实施例采用上述的轧钢生产线的废水高效处理系统的处理工艺，包括以下步骤：
①沉淀处理：收集待处理废水，并将其通入沉淀池1进行初步沉淀处理，沉淀时间为20min，水流速度为2m/s；
②气浮处理：经沉淀后的废水，从沉淀池1的出水口排入气浮装置2进行气浮处理，使得废水中的悬浮物含量≤30mg/L；
③除油处理：将气浮处理后的废水送入除油器3，废水依次进入搅动区7和酸化破乳区8，搅拌时间30min，通过加酸口31向酸化破乳区8内添加PH调节酸，将废水的PH调节至4.5，并通过加热元件30对废水进行加热，使废水温度达到75℃，反应2h，上层浮油逐渐流入储油区9，下层废水排出酸化破乳区8，处理后废水中的油污含量≤20mg/L；在实际运行时，PH调节酸可使用硫酸或硝酸。
④除磁处理：将经除油处理后的废水送入稀土磁盘分离器29，处理时间为5min，使得废水中氧化铁的含量≤6mg/L；
⑤多级分离：将经除铁处理后的废水通入煤矸石填料过滤器13，水流速度为1.5m/s，处理后使得废水中悬浮物含量≤25mg/L，重金属含量≤5mg/，将经过滤后的废水通入铁渣填料过滤器14，水流速度为1.5m/s，处理后使得废水中COD含量≤10mg/L；铁渣填料层中的铁渣颗粒由铁渣与碳粒按1:0.5的质量比混合而成，铁渣和碳粒的粒径为3～8mm，碳粒是焦炭、活性炭、煤渣其中的任意一种；
⑥冷却处理：将经过多级分离后的废水通入冷却塔4进行冷却处理。
经验证，本发明所述的轧钢生产线的废水高效处理工艺及装置，制备装置结构简单，操作方便，在废水的处理过程中，结合了沉淀、气浮、搅拌破油珠界膜、酸化破乳、稀土磁盘分离、填料过滤等技术处理手段，并合理布置废水中各种杂质的处理顺序，实现各种杂质的高效高质处理，既提高了整个装置的处理效率和效果，又便于各种可回收杂质的后续回收处理，还能够长时间保证和维持整个装置的高效运行。经检测，采取本工艺及装置处理后的废水中，氧化铁的含量为3mg/L，悬浮物的含量为10mg/L，油污含量为7mg/L，COD含量为6mg/L，其余重金属含量为3.2mg/L，处理效果较好，能够较好的满足后续废水的循环使用要求，处理效率较高，具有推广使用价值。
Claims (10)
1.一种轧钢生产线的废水高效处理系统, 包括沉淀池（1）、气浮装置（2）、除油器（3）、稀土磁盘分离器（29）、多级分离装置和冷却塔（4），其特征在于:所述除油器（3）包括壳体（5）和设置在壳体（5）内部的两块隔板（6），隔板（6）的上端与壳体（5）的顶部之间留有流通间隙，隔板（6）将壳体（5）的内部空间分隔成搅动区（7）、酸化破乳区（8）和储油区（9），搅动区（7）的底部设置有进水口（10），搅动区（7）的内部设置有高速搅拌器（11），酸化破乳区（8）的底部设置有排水口（12），酸化破乳区（8）内设置有加热元件（30），酸化破乳区（8）的顶部设置有加酸口（31），所述多级分离装置包括煤矸石填料过滤器（13）和铁渣填料过滤器（14），煤矸石填料过滤器（13）的内部设置有煤矸石填料层（15），煤矸石填料层（15）下方的器壁上设置有进水管（16），煤矸石填料过滤器（13）的顶部设置有排水管（17），煤矸石填料过滤器（13）的结构和铁渣填料过滤器（14）的结构相同，铁渣填料过滤器（14）内设置有铁渣填料层。
2.根据权利要求1所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统,其特征在于：所述煤矸石填料（15）的数量为多层，煤矸石填料的粒径从下到上依次减小。
3.根据权利要求1所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统,其特征在于：所述搅动区（7）的上部设置有铁铝盐混凝剂添加口（18）。
4.根据权利要求1所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统,其特征在于：所述搅动区（7）和酸化破乳区（8）之间的隔板（6）上部设置有阻扰板（19），且阻扰板（19）位于酸化破乳区（8）的内部。
5.根据权利要求1所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统,其特征在于：所述煤矸石填料（15）上方的煤矸石填料过滤器（13）内设置有滤网（20）。
6.根据权利要求1所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统,其特征在于：所述铁渣填料过滤器（14）和冷却塔（4）之前设置有分离器（21），分离器（21）的内部设置有内壳（22），内壳（22）与分离器（21）之间的中部设置有环形隔板（23），环形隔板（23）将分离器（21）和内壳（22）之间的环形空间分隔成储油腔（24）和储水腔（25），所述内壳（22）的下部设置有与储水腔（25）连通的连通管（26），所述内壳（22）内的下部设置有微孔曝气器（27），内壳（22）内的底部设置有入水口。
7.根据权利要求6所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统,其特征在于：所述内壳（22）的内部设置有磁性柱（28）。
8.根据权利要求1所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统的处理工艺，其特征在于：所述煤矸石填料层（15）中的煤矸石颗粒粒径为3～8mm，气孔率为50～60%。
9.根据权利要求1所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
①沉淀处理：收集待处理废水，并将其通入沉淀池（1）进行初步沉淀处理，沉淀时间为10～20min，水流速度为1～2m/s；
②气浮处理：经沉淀后的废水，从沉淀池（1）的出水口排入气浮装置（2）进行气浮处理，使得废水中的悬浮物含量≤30mg/L；
③除油处理：将气浮处理后的废水送入除油器（3），废水依次进入搅动区（7）和酸化破乳区（8），搅拌时间20～30min，通过加酸口（31）向酸化破乳区（8）内添加PH调节酸，将废水的PH调节至3.5～4.5，并通过加热元件（30）对废水进行加热，使废水温度达到65～75℃，反应1～2h，上层浮油逐渐流入储油区（9），下层废水排出酸化破乳区（8），处理后废水中的油污含量≤20mg/L；
④除磁处理：将经除油处理后的废水送入稀土磁盘分离器（29），处理时间为2～5min，使得废水中氧化铁的含量≤6mg/L；
⑤多级分离：将经除铁处理后的废水通入煤矸石填料过滤器（13），水流速度为1～1.5m/s，处理后使得废水中悬浮物含量≤25mg/L，重金属含量≤5mg/L，将经过滤后的废水通入铁渣填料过滤器（14），水流速度为1～1.5m/s，处理后使得废水中COD含量≤10mg/L；
⑥冷却处理：将经过多级分离后的废水通入冷却塔（4）进行冷却处理。
10.根据权利要求9所述的一种轧钢生产线的废水高效处理系统的处理工艺，其特征在于：在步骤⑤中，所述铁渣填料层中的铁渣颗粒由铁渣与碳粒按1:0.5的质量比混合而成，铁渣和碳粒的粒径为3～8mm，所述碳粒是焦炭、活性炭、煤渣其中的任意一种。
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