CN101456646A - 冷轧平整液废水处理装置及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于公开一种冷轧平整液废水处理装置及其处理方法，平整液废水中的浮油是依靠转鼓收油器来去除，而溶解或乳化的油通过高效的CAF气浮池去除，投资少、占地省、运行费用低；所述CAF气浮池的出水进入所述厌氧处理单元和所述MBR膜生物反应单元，首先通过所述厌氧处理单元，将所述厌氧处理单元作为好氧处理单元的预处理，避免了现行工艺中好氧处理中面临的温度问题、一些有机物在好氧情况下不能降解的问题、负荷过高的问题、冲击负荷的问题，保证了好氧出水的稳定达标，使水中有机物浓度可以下降到100mg/LCODcr以下，使处理后的水质达到《中华人民共和国污水综合排放标准》(GB8978－1996)所规定的一级标准，实现本发明的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置及其处理方法，特别涉及一种钢厂冷轧中处理含平整液(光整液)废水的处理装置及其处理方法。
背景技术
平整工艺是钢厂冷轧钢板生产过程中的一道重要工序，是带钢经再结晶退火后的冷精轧过程。平整工艺中的湿平整工艺可以更好地确保冷轧钢板的平整延伸率的实现，同时能较好地清洗掉冷轧钢板表面的污物，改善带钢表面的清洁状况，保持平整机及精整机组各辊面的清洁，避免因杂质压入、杂质粘着而产生辊痕等缺陷，并防止冷轧钢板表面发生划伤而影响冷轧钢板的表面质量。
在平整工艺中会定期排出平整液废水，这类废水的排放量虽然不大，但是引起水质的变化比较大，平整液废水的COD(化学需氧量)浓度高达几千甚至上万，而且还含有油、表面活性剂等污染物；同时，这类废水的化学稳定性较好、处理难度大，污染极其严重。
由于冷轧平整工艺是国内最新采用的薄板处理工艺，这类平整液(光整液)废水的处理方法大多处于试验阶段，因此，特别需要一种冷轧平整液(光整液)废水处理装置及其处理方法，不仅能提高平整液(光整液)废水处理的稳定性和效率，而且可以大大减少处理的成本、维护管理方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种冷轧平整液废水处理装置及其处理方法，不仅能提高平整液废水处理的稳定性和效率，而且可以大大减少处理的成本、维护管理方便。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)将平整液废水输送到调节池中进行收油处理，用于降低平整液废水中的COD浓度及油含量；
(2)将经过步骤(1)收油处理的平整液废水输送到混凝反应池，在混凝反应池中进行混凝反应，吸附平整液废水中的悬浮粒子，便于形成气浮；
(3)将经过步骤(2)混凝反应后的平整液废水输送到CAF气浮池，产生气浮，通过CAF气浮形式将平整液废水中的固体污染物去除；
(4)经过步骤(3)处理的平整液废水通过厌氧处理单元进行处理，将平整液废水中的有机物转化为沼气，然后再通过MBR膜生物反应单元进行处理，将平整液废水中剩余的有机物转化为二氧化碳和水，最后，进行排放或回用。
在上述步骤(1)中，所述调节池中设置有一用于收集所述调节池中任意水位浮油的转鼓收油器，克服了传统刮油机只有在最高水位时才能刮油的缺陷，而且所述转鼓收油器收集的油份的含水率低，运行稳定。
所述调节池的出水有机物浓度为8000～15000mg/L CODcr，油浓度为400～800mg/L。
在上述步骤(2)中，所述混凝反应池通过加入破乳剂进行破乳处理，破乳处理后由PAM絮凝反应自流进入CAF气浮池。
所述混凝反应池的混凝时间为5～10分钟。
进一步，所述破乳剂为聚合铁盐或聚合铝盐，用量依据进水水质的变化有所不同。
进一步，所述破乳剂的投加量为50mg/L～200mg/L，所述破乳处理的时间为5～10分钟。
进一步，所述PAM絮凝反应通过吸附平整液废水中的悬浮粒子，使高分子链互缠交联，形成架桥，从而使混凝结构增大***，便于形成气浮。
在上述步骤(3)中，所述CAF气浮池中形成微气泡，微气泡与平整液废水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面，到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上，由刮渣***将这些固体污染物刮出，净化后的水通过排水***排放出去。
进一步，所述CAF气浮池中设置有涡凹曝气机，通过涡凹曝气机底部的中空叶轮的快速旋转在水中形成一个真空区域，水面上的空气通过中空管道抽送至水下，在所述涡凹曝气机底部叶轮快速旋转产生的三股剪切力下把空气粉碎形成微气泡。
在上述步骤(4)中，所述厌氧处理单元的水温为33～35℃；流入所述厌氧处理单元的水中的有机物浓度为6000～12000mg/LCODcr，水力停留时间为12～24小时。
所述MBR膜生物反应单元中所需要的溶解氧由风机供给，溶解氧的浓度为4～6mg/L，流入所述MBR膜生物反应单元的水中的有机物浓度为1000～3000mg/LCODcr，水力停留时间为12～24小时。
进一步，所述厌氧处理单元为上流式厌氧污泥床(UASB)或厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)，平整液废水在所述厌氧处理单元的厌氧颗粒污泥床中由下而上呈活塞流方式流动，在流动的过程中，平整液废水中的污染物被厌氧颗粒污泥床中的厌氧细菌降解并产生出沼气，未被去除的剩余污染物随着厌氧处理单元的出水流入所述MBR膜生物反应单元。
所述MBR膜生物反应单元利用好氧细菌的作用将有机物转化为CO2与水，生成的细菌等被超滤或微滤膜截流在所述MBR膜生物反应单元内，使得***内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了所述MBR膜生物反应单元对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质。
一种冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，它包括：
一进行收油处理以降低平整液废水中的COD浓度及油含量的调节池；
一将经所述调节池处理的平整液废水进行混凝反应，吸附平整液废水中的悬浮粒子，便于形成气浮的混凝反应池；
一将经所述混凝反应池处理的平整液废水以CAF气浮形式将平整液废水中的固体污染物去除的CAF气浮池；
一将经所述CAF气浮池处理的平整液废水中的有机物转化为沼气的厌氧处理单元；及
一将经所述厌氧处理单元处理的平整液废水中剩余的有机物转化为二氧化碳和水并进行排放或回用的MBR膜生物反应单元。
在本发明的一个实施例中，在所述调节池中设置有一用于收集所述调节池中任意水位浮油的转鼓收油器，克服了传统刮油机只有在最高水位时才能刮油的缺陷，而且所述转鼓收油器收集的油份的含水率低，运行稳定。
所述CAF气浮池由曝气区、气浮区、回流***、刮渣***及排水***组成；在所述曝气区形成微气泡，在所述气浮区中，微气泡与平整液废水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面，到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上，通过所述刮渣***将固体污染物刮出，净化后的水通过排水***排放出去。
所述曝气区内设置有用于产生微气泡的涡凹曝气机，所述涡凹曝气机由电机、轴以及下部的中空叶轮构成。
所述回流***包括三根UPVC的回流管。
所述刮渣***包括刮渣机和污泥收集槽，刮渣机由刮渣电机与刮板、链条、链轮、链轨、刮渣机轴等组成；所述污泥收集槽安装在CAF气浮池的末上端。
所述排水***包括溢流槽。
所述厌氧处理单元为上流式厌氧污泥床(UASB)或厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)。
所述MBR膜生物反应单元为膜生物反应器。
本发明的冷轧平整液废水处理装置及其处理方法，平整液废水中的浮油是依靠转鼓收油器来去除，而溶解或乳化的油通过高效的CAF气浮池去除，投资少、占地省、运行费用低；所述CAF气浮池的出水进入所述厌氧处理单元和所述MBR膜生物反应单元，首先通过所述厌氧处理单元，将所述厌氧处理单元作为好氧处理单元的预处理，避免了现行工艺中好氧处理中面临的温度问题、一些有机物在好氧情况下不能降解的问题、负荷过高的问题、冲击负荷的问题，保证了好氧出水的稳定达标，使水中有机物浓度可以下降到100mg/LCODcr以下，使处理后的水质达到《中华人民共和国污水综合排放标准》(GB8978-1996)所规定的一级标准，实现本发明的目的。
附图说明
图1为本发明的冷轧平整液废水处理装置的结构框图；
图2为本发明的CAF气浮池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种冷轧平整液废水处理装置，它包括：调节池1、混凝反应池2、CAF气浮池3、厌氧处理单元4及MBR膜生物反应单元5；其冷轧平整液废水的处理方法包括如下步骤：
(1)将平整液废水输送到调节池中进行收油处理，用于降低平整液废水中的COD浓度及油含量；
(2)将经过步骤(1)收油处理的平整液废水输送到混凝反应池，在混凝反应池中进行混凝反应，吸附平整液废水中的悬浮粒子，便于形成气浮；
(3)将经过步骤(2)混凝反应后的平整液废水输送到CAF气浮池，产生气浮，通过CAF气浮形式将平整液废水中的固体污染物去除；
(4)经过步骤(3)处理的平整液废水通过厌氧处理单元进行处理，将平整液废水中的有机物转化为沼气，然后再通过MBR膜生物反应单元进行处理，将平整液废水中剩余的有机物转化为二氧化碳和水，最后，进行排放或回用。
在上述步骤(1)中，钢厂冷扎平整液废水输送到调节池1中，通常平整液废水中有机物浓度为8000～15000mg/LCODcr，油浓度为1000～1500mg/L。
在调节池1中设置有一用于收集所述调节池中任意水位浮油的转鼓收油器，克服了传统刮油机只有在最高水位时才能刮油的缺陷，而且所述转鼓收油器收集的油份的含水率低，运行稳定；经转鼓收油器调节收油后的平整液废水的COD浓度及油的含量大大降低。
调节池1出水有机物浓度为8000～15000mg/L CODcr，油浓度为400～800mg/L；在本实施例中，采用的转鼓收油器为麦王环保工程技术(上海)有限公司生产的型号为MWDS-5的转鼓收油器。
在上述步骤(2)中，经过调节池1收油处理的平整液废水采用提升泵提升输送到混凝反应池2中进行混凝，混凝反应池2的混凝时间为5～10分钟。
在混凝反应池2通过加入破乳剂进行破乳处理，所述破乳剂为聚合铁盐或聚合铝盐，用量依据进水水质的变化有所不同，所述破乳剂的投加量为50mg/L～200mg/L，所述破乳处理的时间为5～10分钟；破乳处理后由PAM絮凝反应自流进入CAF气浮池3。
PAM是高分子絮凝剂——聚丙烯酰胺的缩写，所述PAM絮凝反应是混凝反应的强化环节，通过PAM来吸附平整液废水中的悬浮粒子，使高分子链互缠交联，形成架桥，从而使混凝结构增大***，便于形成气浮。
在上述步骤(3)中，平整液废水进入CAF气浮池3，在CAF气浮池3中形成微气泡，微气泡与平整液废水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面，到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上，由刮渣***将这些固体污染物刮出，净化后的水通过排水***排放出去；避免由于平整液废水中乳化油的含量较大浓度较高，气浮易发生堵塞、溶汽量不够、气浮不完全等问题。
如图2所示，CAF气浮池3由曝气区31、气浮区32、回流***33、刮渣***34及排水***35组成。
经过混凝反应池2破乳处理和PAM絮凝反应反应后的平整液废水首先进入曝气区31，在曝气区31内设置有涡凹曝气机，曝气机由电机、轴以及下部的中空叶轮构成；通过涡凹曝气机底部的中空叶轮的快速旋转在水中形成了一个真空区域，此时水面上的空气通过中空管道抽送至水下，并在底部叶轮快速旋转产生的三股剪切力下把空气粉碎在曝气区31中形成微气泡。
在气浮区32中，微气泡与平整液废水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面，到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上。
通过所述刮渣***34将固体污染物刮出，刮渣***34包括刮渣机和污泥收集槽，刮渣机由刮渣电机与刮板、链条、链轮、链轨、刮渣机轴等组成；所述污泥收集槽安装在CAF气浮池3的末上端。
排水***35包括溢流槽，净化后的水通过排水***的溢流槽溢流排放出去。
回流***33包括三根UPVC的回流管，通过曝气区31形成微气泡时的水力负压，使CAF气浮池3内的水不断通过三根UPVC回流管回流到曝气区31。
通过排水***的溢流槽溢流排放出去的经CAF气浮池3处理后的平整液废水中的有机物浓度为6000～12000mg/L CODcr，油浓度小于40mg/L。
在上述步骤(4)中，经过CAF气浮池3处理的平整液废水先通过厌氧处理单元4处理，再通过MBR膜生物反应单元5进行处理，厌氧处理单元4将平整液废水中的有机物转化为沼气，MBR膜生物反应单元5将平整液废水中的有机物转化为二氧化碳和水。
厌氧处理单元4的水温为33～35℃；流入所述厌氧处理单元的水中的有机物浓度为6000～12000mg/L CODcr，水力停留时间为12～24小时。
在本实施例中，厌氧处理单元4为上流式厌氧污泥床(UASB)或厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)，厌氧处理单元4含有大量微生物，因而抗冲击负荷好，在经过CAF气浮池3的出水质量有波动的情况下，可以稳定出水的水温、水质，为MBR膜生物反应单元5创造一个良好的条件，保证后续处理的稳定达标。
平整液废水在厌氧处理单元4的厌氧颗粒污泥床中由下而上呈活塞流方式流动，在流动的过程中，平整液废水中的污染物被厌氧颗粒污泥床中的厌氧细菌降解并产生出沼气，未被去除的剩余污染物随着厌氧处理单元4的出水流入MBR膜生物反应单元5，通过好氧细菌的作用继续被去除。
厌氧处理单元4中的废水水温为33～35℃，水力停留时间为24小时，有机物的去除率为80％，出水COD稳定小于3000mg/L。
在本实施例中，MBR膜生物反应单元5为膜生物反应器，MBR膜生物反应单元5中所需要的溶解氧由风机供给，溶解氧的浓度为4～6mg/L，流入MBR膜生物反应单元5的水中的有机物浓度为1000～3000mg/L CODcr，水力停留时间为12～24小时，有机物的去除率为90％以上，经过MBR膜生物反应单元5后就可以得到澄清的出水。
在本实施例中，风机可以采用罗茨风机。
MBR膜生物反应单元5利用好氧细菌的作用将有机物转化为CO2与水，生成的细菌等被超滤或微滤膜截流在MBR膜生物反应单元5内，使得***内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了MBR膜生物反应单元5对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质。
本发明的冷轧平整液废水处理装置及其处理方法，主要通过CAF气浮池3将平整液废水中的乳化油破乳后去除、平整液废水中的有机物由厌氧处理单元4转化为沼气，同时将平整液废水中的长链及带有苯环的有机物断链开环，为后续MBR膜生物反应单元5的处理创造有利条件，通过本发明的冷轧平整液废水处理装置及其处理方法，平整液废水中的有机物的去除率为90％以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点。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 (23)
1、一种冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)将平整液废水输送到调节池中进行收油处理，用于降低平整液废水中的COD浓度及油含量；
(2)将经过步骤(1)收油处理的平整液废水输送到混凝反应池，在混凝反应池中进行混凝反应，吸附平整液废水中的悬浮粒子，便于形成气浮；
(3)将经过步骤(2)混凝反应后的平整液废水输送到CAF气浮池，产生气浮，通过CAF气浮形式将平整液废水中的固体污染物去除；
(4)经过步骤(3)处理的平整液废水通过厌氧处理单元进行处理，将平整液废水中的有机物转化为沼气，然后再通过MBR膜生物反应单元进行处理，将平整液废水中剩余的有机物转化为二氧化碳和水，最后，进行排放或回用。
2、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，在上述步骤(1)中，所述调节池中设置有一用于收集所述调节池中任意水位浮油的转鼓收油器。
3、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述调节池的出水有机物浓度为8000～15000mg/L CODcr，油浓度为400～800mg/L。
4、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，在上述步骤(2)中，所述混凝反应池通过加入破乳剂进行破乳处理，破乳处理后由PAM絮凝反应自流进入CAF气浮池。
5、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述混凝反应池的混凝时间为5～10分钟。
6、如权利要求4所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述破乳剂为聚合铁盐或聚合铝盐，用量依据进水水质的变化有所不同。
7、如权利要求4所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述破乳剂的投加量为50mg/L～200mg/L，所述破乳处理的时间为5～10分钟。
8、如权利要求4所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述PAM絮凝反应通过吸附平整液废水中的悬浮粒子，使高分子链互缠交联，形成架桥，从而使混凝结构增大***，便于形成气浮。
9、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，在上述步骤(3)中，所述CAF气浮池中形成微气泡，微气泡与平整液废水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面，到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上，由刮渣***将这些固体污染物刮出，净化后的水通过排水***排放出去。
10、如权利要求9所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述CAF气浮池中设置有涡凹曝气机，通过涡凹曝气机底部的中空叶轮的快速旋转在水中形成一个真空区域，水面上的空气通过中空管道抽送至水下，在所述涡凹曝气机底部叶轮快速旋转产生的三股剪切力下把空气粉碎形成微气泡。
11、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，在上述步骤(4)中，所述厌氧处理单元的水温为33～35℃；流入所述厌氧处理单元的水中的有机物浓度为6000～12000mg/L CODcr，水力停留时间为12～24小时。
12、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述MBR膜生物反应单元中所需要的溶解氧由风机供给，溶解氧的浓度为4～6mg/L，流入所述MBR膜生物反应单元的水中的有机物浓度为1000～3000mg/L CODcr，水力停留时间为12～24小时。
13、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述厌氧处理单元为上流式厌氧污泥床(UASB)或厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)，平整液废水在所述厌氧处理单元的厌氧颗粒污泥床中由下而上呈活塞流方式流动，在流动的过程中，平整液废水中的污染物被厌氧颗粒污泥床中的厌氧细菌降解并产生出沼气，未被去除的剩余污染物随着厌氧处理单元的出水流入所述MBR膜生物反应单元。
14、如权利要求1所述的冷轧平整液废水处理方法，其特征在于，所述MBR膜生物反应单元利用好氧细菌的作用将有机物转化为CO2与水，生成的细菌等被超滤或微滤膜截流在所述MBR膜生物反应单元内，使得***内能够维持较高的微生物浓度。
15、一种冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，它包括：
一进行收油处理以降低平整液废水中的COD浓度及油含量的调节池；
一将经所述调节池处理的平整液废水进行混凝反应，吸附平整液废水中的悬浮粒子，便于形成气浮的混凝反应池；
一将经所述混凝反应池处理的平整液废水以CAF气浮形式将平整液废水中的固体污染物去除的CAF气浮池；
一将经所述CAF气浮池处理的平整液废水中的有机物转化为沼气的厌氧处理单元；及
一将经所述厌氧处理单元处理的平整液废水中剩余的有机物转化为二氧化碳和水并进行排放或回用的MBR膜生物反应单元。
16、如权利要求15所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，在所述调节池中设置有一用于收集所述调节池中任意水位浮油的转鼓收油器。
17、如权利要求15所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，所述CAF气浮池由曝气区、气浮区、回流***、刮渣***及排水***组成；在所述曝气区形成微气泡，在所述气浮区中，微气泡与平整液废水中的固体污染物有机地结合在一起上升到液面，到达液面后固体污染物便依靠这些微气泡支撑并浮在水面上，通过所述刮渣***将固体污染物刮出，净化后的水通过排水***排放出去。
18、如权利要求17所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，所述曝气区内设置有用于产生微气泡的涡凹曝气机，所述涡凹曝气机由电机、轴以及下部的中空叶轮构成。
19、如权利要求17所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，所述回流***包括三根UPVC的回流管。
20、如权利要求17所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，所述刮渣***包括刮渣机和污泥收集槽，刮渣机由刮渣电机与刮板、链条、链轮、链轨、刮渣机轴等组成；所述污泥收集槽安装在CAF气浮池的末上端。
21、如权利要求17所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，所述排水***包括溢流槽。
22、如权利要求15所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，所述厌氧处理单元为上流式厌氧污泥床(UASB)或厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)。
23、如权利要求15所述的冷轧平整液废水处理装置，其特征在于，所述MBR膜生物反应单元为膜生物反应器。
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