CN105923840A - 一种不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺 - Google Patents

一种不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺，其包括以下步骤：分别将酸洗废水和中性盐废水引入对应的调节池中；调节中性盐废水的pH值，还原六价铬；将还原后的中性盐废水和酸洗废水一起引入中和槽，利用液碱对废水进行中和；将中和后的废水进行曝气处理后，利用超微分离机进行固液分离，分离获得的污泥经浓缩、脱水形成重金属泥，分离获得的废水引入除氟反应池中，进行去氟处理；除氟处理后的废水继续引入沉淀池中进行泥水分离，获得氟化物泥和符合排放标准的上清液。与现有技术相比，经本发明处理后的废水达到GB13456‑2012表二要求，分步取得重金属泥和氟化物泥，其中，重金属泥具有回炉利用价值，氟化物泥低于GB5085.3‑2007标准要求可认定后按普通固废处置。

Description

一种不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺。
背景技术
不锈钢因其外观精美、强度高、质量轻，在石油、化工、机械、建筑等领域广泛应用。目前制约不锈钢行业发展的主要因素是生产过程中所产生的酸洗废水，该酸洗废水具有酸度高(4～7mol/L)、毒性强(含镍、铬、氟等毒害污染物)、产量大、难处理等特点。GB13456-2012《钢铁工业水污物排放标准》增加了对酸洗废水中总氮指标的要求，该国标中规定，酸洗废水中的总氮不得大于15mg/L，目前中和处理后的废水含有大量硝酸银，浓度在900～1500mg/L左右，不锈钢生产厂家存在着很大的环保压力。
目前，不锈钢生产厂家主要通过两条途径来解决酸洗废水中的总氮问题：一是采用废水生化处理工艺进行去除；二是采用无硝酸酸洗工艺从源头去除总氮污染源。采用传统石灰中和的传统处理方法处理该工艺的酸洗废水时，经石灰中和后废水虽然能达标排放，但同时形成大量污泥，并且该污泥成分复杂无法直接回收利用，只能按危险废弃物进行处置，不但需承担巨额的处置费用且造成资源浪费。此外，采用传统的石灰中和处理工艺还存在以下问题：管道、反应池等构筑物严重的结垢、堵塞问题，运行不顺畅；废水处理产生的污泥中的硫酸钙成分比重大，导致脱水困难，压滤机滤布滤板结垢严重；污泥量较硝酸酸洗处理工艺的废水处理增加30％以上等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺，该处理工艺不仅能使废水达到排放指标，而且能分类取得可以回收利用或按一般固废处理的固体。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种不锈钢无硝酸酸洗废水，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将酸洗废水和中性盐废水分别引入对应的调节池中；
(2)调节中性盐废水的pH值并使其为2.8～3.0，加入还原剂还原中性盐废水中的六价铬并通过电位ORP控制，且电位ORP为280～310mv；
(3)将还原后的中性盐废水和酸洗废水一起引入中和槽中，利用液碱对废水进行中和，并控制pH值为9.0～9.2；
(4)将中和后的废水进行曝气处理后，接着利用超微分离机进行固液分离，分离获得的污泥经浓缩、脱水形成重金属泥，分离获得的废水引入除氟反应池中，并向除氟反应池投入除氟剂和絮凝剂，上述曝气处理中控制废水中的亚铁离子浓度不大于0.5mg/L，以避免后续处理中超微分离机的膜组件污染影响出水量；
(5)除氟处理后的废水继续引入沉淀池中进行泥水分离，获得污泥和上清液，该污泥经浓缩、脱水后获得氟化物泥，上清液达标外排。
作为优选，上述步骤(2)中的还原剂为亚硫酸氢钠、硫化钠、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠或亚硫酸钠中的至少一种，该还原剂能将六价铬离子还原成三价铬离子。
作为优选，所述步骤(3)中的液碱为氢氧化钠，液碱能将铁离子、三价铬离子、镍离子等沉淀而从废水中分离出来。
液碱作为中和剂处理废水时形成的悬浮物比较细小，在投加混凝剂的情况下也不宜生成较大絮体，分离非常困难，因此出水时会夹带大量重金属悬浮物，并且当氢氧化钠作为中和剂所产生的悬浮物颗粒混合体(主要由氢氧化铁、氢氧化镍、氢氧化铬等组成)直径与密度都远小于氢氧化钙作为中和剂所产生的悬浮物混合体(主要由硫酸钙、氟化钙、氢氧化钙、氢氧化铁、氢氧化镍、氢氧化铬等组成)。在实际测试中，前者的沉降速度非常慢，只有后者的1/5速度，而且水力干扰时，沉降颗粒立即上浮，影响出水效果，因此本发明中选用超微分离机来对泥水进行分离。超微分离机利用膜分离法，通过超频振动技术，使膜片以动态的方式进行物料分离，从而解决静态膜分离中的膜污染和堵塞等问题。作为优选，所述步骤(4)中的超微分离机采用PVDF/PTFE有机膜，膜孔径为10～150nm，工作压力为0.3～0.6MPa，振动频率为40～60Hz，振动幅度为10～20mm。
为获得较好的去氟效果，作为优选，所述步骤(4)中的除氟剂为氯化钙，絮凝剂为聚合氯化铝，且Ca/F的摩尔比为2:3～4，聚合氯化铝的投加量为处理水量的0.4～0.5％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用液碱中和、曝气、超微分离机以及除氟相结合的处理工艺进行不锈钢无硝酸酸洗废水处理，使得处理后的废水达到GB13456-2012《钢铁工业水污染物排放标准》表二要求合格排放，并且分步取得重金属泥和氟化物泥，其中，重金属泥具有回炉利用价值，氟化物泥低于《危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别GB5085.3-2007》标准要求可认定后按普通固废处置，有效解决了传统石灰中和处理处理工艺还存在的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，采用本发明中的不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺处理某钢厂冷轧工段所排出的中性盐废水和酸洗废水，其中测量出该中性盐废水中铬离子浓度为73mg/L、硫酸浓度为11g/L，酸洗废水中总铁为1728mg/L、铬离子浓度639mg/L、镍离子浓度254mg。
(1)首先分别将酸洗废水和中性盐废水引入酸洗废水调节池和中性盐废水调节池中。
(2)将中性盐废水由中性盐废水调节池引入还原槽中，该还原槽分为1级还原槽和2级还原槽，中性盐废水依次流经1级还原槽和2级还原槽，每级还原槽均投加足够的盐酸来调节pH值和足够的亚硫酸氢钠来还原六价铬离子，其中pH值控制在2.8～3.0，六价铬离子还原过程通过电位ORP控制，且电位ORP为280～310mv。
(3)将还原后的中性盐废水和酸洗废水一起引入中和槽中，该中和槽分为1级中和槽和2级中和槽，每级中和槽均投加足够的氢氧化钠对废水进行中和，并控制pH值为9.0～9.2。
(4)中和后的废水进行曝气处理，曝气的强度以保证废水中的亚铁离子浓度不大于0.5mg/L为标准，从而避免其对后续超微分离机的膜组件污染而影响出水量；曝气后利用超微分离机进行固液分离，分离获得的污泥引入浓缩污泥池中进行经浓缩、脱水形成重金属泥，分离获得的废水引入除氟反应池中，同时向该除氟反应池中投加氯化钙和聚合氯化铝PAC，其中Ca/F的摩尔比为2:3～4，以获得最佳的除氟效果，聚合氯化铝的投加量为处理水量的0.4～0.5％。上述超微分离机采用PVDF/PTFE有机膜，膜孔径为10～150nm，工作压力为0.3～0.6MPa，振动频率为40～60Hz，振动幅度为10～20mm。
(5)除氟处理后的废水继续引入沉淀池中，向该沉淀池投加足够量的絮凝剂(如聚合氯化铝等)进行泥水分离，获得污泥和上清液，该污泥经浓缩、脱水后获得氟化物泥，上清液达标外排。
上述步骤(2)中除采用亚硫酸氢钠，还可以采用硫化钠、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠或亚硫酸钠。
上述步骤(5)获得的上清液能稳定达到GB13456-2012《钢铁工业水污染物排放标准》表二要求，上述步骤(4)中获得的重金属泥主要成分为20％铁、8％铬、3％镍，具有较好的回收利用价值；上述步骤(5)中获得的氟化物泥，经浸出液毒性鉴定：铬含量为1.34μg/L，镉含量为0.0028μg/L，镍含量为0.0014μg/L，硒含量为0.014μg/L，俤含量为0.0041μg/L，钡含量为0.06μg/L，根据危险废物鉴别标准《GB5085.3-1996》，氟化钙污泥浸出液不属于危险废物，可在环保部门认定后按普通固废处置。
以上实施例仅表达了本发明的一种优选实施方式，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所作出的改进，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将酸洗废水和中性盐废水分别引入对应的调节池中；
(2)调节中性盐废水的pH值并使其为2.8～3.0，加入还原剂还原中性盐废水中的六价铬并通过电位ORP控制，且电位ORP为280～310mv；
(3)将还原后的中性盐废水和酸洗废水一起引入中和槽中，利用液碱对废水进行中和，并控制pH值为9.0～9.2；
(4)将中和后的废水进行曝气处理后，接着利用超微分离机进行固液分离，分离获得的污泥经浓缩、脱水形成重金属泥，分离获得的废水引入除氟反应池中，并向除氟反应池投入除氟剂和絮凝剂，上述曝气处理中控制废水中的亚铁离子浓度不大于0.5mg/L；
(5)除氟处理后的废水继续引入沉淀池中进行泥水分离，获得污泥和上清液，该污泥经浓缩、脱水后获得氟化物泥，上清液达标外排。
2.如权利要求1所述的不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的还原剂为亚硫酸氢钠、硫化钠、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠或亚硫酸钠中的至少一种。
3.如权利要求1所述的不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的液碱为氢氧化钠。
4.如权利要求1所述的不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的超微分离机采用PVDF/PTFE有机膜，膜孔径为10～150nm，工作压力为0.3～0.6MPa，振动频率为40～60Hz，振动幅度为10～20mm。
5.如权利要求1所述的不锈钢无硝酸酸洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的除氟剂为氯化钙，絮凝剂为聚合氯化铝，且Ca/F的摩尔比为2:3～4，聚合氯化铝的投加量为处理水量的0.4～0.5％。
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