CN109502717A - 一种含SiO2的酸废水处理方法 - Google Patents

一种含SiO2的酸废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含SiO2的酸废水的处理方法，包括：将含SiO2的酸废水进行pH调节，获得处理物；将所述处理物和聚合氯化铝混合，得到混凝体；将所述混凝体和聚丙烯酰胺混合，得到絮凝体；将所述絮凝体进行pH调节后澄清，得到沉淀和液体。本发明提供的方法采用“中和+絮凝+分离”的工艺对含SiO2的酸废水进行处理。本发明针对特殊成分的含SiO2的酸废水依次采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行处理，本发明采用特定成分的处理剂能够对这种含SiO2的酸废水进行较好的处理，获得良好的处理效果。

Description

一种含SiO2的酸废水处理方法
技术领域
本发明涉及酸废水处理技术领域，尤其涉及一种含SiO2的酸废水处理方 法。
背景技术
攀西某大型钢铁联合企业酸轧生产线由于产品结构调整与优化生产电工 钢，冷轧电工钢需要经过酸洗工艺后进行冷轧，酸洗过后的含酸废液经冷轧 废水处理***进行处理。长期生产电工钢，钢种中含有大量的Si以及SiO2成 分溶解于酸液中造成酸洗工艺及酸再生处理装置管道、***堵塞严重，酸轧 工序被迫停机处理堵塞管道。现有技术中对于冷轧废水即含酸废水的处理不 具有处理Si及SiO2的能力，其在处理过程中采用反复打循环，不停添加工业 碱、生石灰等工艺，无法处理干净含Si及SiO2的含酸废水，造成主线生产处 于停止状况。
钒钛磁铁矿经冶炼加工成热轧板带钢，即电工钢后，在后续的酸轧以及 酸洗过程中产生大量的含Si以及SiO2的产物，形成了含SiO2的酸废水。现有 技术中的废水处理站采用普通酸碱综合工艺进行废水处理，无法对酸碱混合 液以及含SiO2的酸废水进行有效分离，同时现有技术也难以对这种含SiO2的 酸废水进行有效处理，从而产生严重的环保事故。因此，目前急需一种能够 有效处理这种含SiO2的酸废水的处理工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含SiO2的酸废水的处理方法，本 发明提供的方法能够较好的处理含SiO2的酸废水。
本发明提供了一种含SiO2的酸废水的处理方法，包括：
将含SiO2的酸废水进行pH调节，获得处理物；
将所述处理物和聚合氯化铝混合，得到混凝体；
将所述混凝体和聚丙烯酰胺混合，得到絮凝体；
将所述絮凝体进行pH调节后澄清，得到沉淀和液体。
在本发明中，所述含SiO2的酸废水包括：
SiO2、Si、Fe、HCl、氯化铁和重金属离子。
在本发明中，所述SiO2在含SiO2的酸废水中的质量含量优选为 3000～4000mg/L，更优选为3200～3800mg/L，最优选为3400～3600mg/L，最最 优选为3400mg/L。
在本发明中，所述Si在含SiO2的酸废水中的质量含量优选为 600～1000mg/L，更优选为700～900mg/L，最优选为800mg/L。
在本发明中，所述Fe在含SiO2的酸废水中的质量含量优选为 300～500mg/L，更优选为350～450mg/L，最优选为400mg/L。
在本发明中，所述HCl在含SiO2的酸废水中的质量含量优选为 80～120mg/L，更优选为90～110mg/L，最优选为100mg/L。
在本发明中，所述氯化铁在含SiO2的酸废水中的质量含量优选为 80～120mg/L，更优选为90～110mg/L，最优选为100mg/L。
在本发明中，所述重金属离子在含SiO2的酸废水中的质量含量优选为 0.8～1.2mg/L，更优选为0.9～1.1mg/L，最优选为1mg/L。
本发明在将含SiO2的酸废水进行pH调节之前，优选将所述含SiO2的酸 废水进行搅拌，防止酸废水中的大颗粒污染物沉淀在废水底部。在本发明中， 所述搅拌的时间优选为2～3小时，更优选为2.2～2.8小时，最优选为2.4～2.6 小时。在本发明中，可以将所述含SiO2的酸废水在酸性废水调节池中进行搅 拌。在本发明中，所述搅拌的方法优选为通入压缩空气进行搅拌。
在本发明中，所述将含SiO2的酸废水进行pH调节的试剂优选为碱性试 剂，更优选为石灰乳。在本发明中，所述进行pH调节后获得的处理物的pH 值优选为8～9，更优选为8.2～8.8，最优选为8.4～8.6。在本发明中，所述将含 SiO2的废酸水进行pH调节的碱性试剂的用量优选使得到的处理物的pH值为 8～9。本发明优选将石灰乳抽送至含SiO2的酸废水的调节池内将其pH值调节 至8～9。
本发明可利用普通酸性废水处理工艺设备在不做任何工艺单元改造的情 况下，在酸性废水调节池中直接投加石灰乳将含SiO2的酸废水的pH值调整 到8～9，石灰乳与SiO2生成CaSiO3沉淀，能够使硅的去除率达到80％。
在本发明中，得到处理物后，本发明采用聚合氯化铝作为混凝剂对处理 物进行处理，得到混凝体。在本发明中，所述处理物和聚合氯化铝的混合优 选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的方法优选为通入压缩空气搅拌。
针对本发明中特殊成分的含SiO2的酸废水，本发明选择聚合氯化铝这种 特定物质作为混凝剂，与其他具有混凝效果的药剂如氢氧化铁、三氯化铁以 及铝酸钠相比，本发明中采用聚合氯化铝能够对这种特殊成分的含SiO2的酸 废水具有更好的混凝效果。
本发明优选向上述调节池内投加聚合氯化铝作为混凝剂。在本发明中， 所述聚合氯化铝和含SiO2的酸废水的质量比优选为(5～15)：100，更优选为 (8～12)：100，最优选为10:100。本发明优选采用上述用量比例的聚合氯化 铝，本发明采用这种特定用量比例的聚合氯化铝能够获得更好的混凝效果。
在本发明中，得到混凝体后，本发明采用聚丙烯酰胺作为絮凝剂对混凝 体进行絮凝处理。在本发明中，所述混凝体和聚丙烯酰胺的混合优选在搅拌 的条件下进行，所述搅拌的方法优选为通入压缩空气进行搅拌。
本发明优选向上述调节池内投加聚丙烯酰胺作为絮凝剂。在本发明中， 所述聚丙烯酰胺和含SiO2的酸废水的质量比优选为(0.5～1.5)：1000，更优 选为(0.8～1.2)：1000，最优选为1:1000。本发明优选采用上述用量范围的 聚丙烯酰胺进行絮凝处理，本发明采用上述特定用量范围的絮凝剂能够获得 良好的絮凝效果。
本发明得到处理物后，投加聚合氯化铝作为混凝剂，然后投加聚丙烯酰 胺作为絮凝剂，充分利用调节池的压缩空气进行搅拌，使铝盐与含SiO2酸废 水接触，使大量的硅被吸附脱除。
本发明得到絮凝体后观察絮凝体的体积，所述絮凝体优选粗大密实并在 30秒内完全沉淀。
在本发明中，所述将絮凝体进行pH调节的试剂优选为碱性试剂，更优选 为石灰乳。在本发明中，所述进行pH调节优选调节pH值至8～9，更优选为 8.2～8.8，最优选为8.4～8.6。在本发明中，将所述絮凝体进行pH调节后得到 的产物的pH值优选100％在8～9的范围内。
在本发明中，得到絮凝体后，本发明优选对所述絮凝体进行搅拌，以使 絮凝体更好的聚合产生较多而且块体较大的絮凝体；所述搅拌的方法优选为 搅拌器搅拌。本发明优选利用中和槽搅拌器对所述絮凝体进行搅拌。
将所述絮凝体进行pH值调节后，本发明优选将得到的产物进行澄清，使 其中的液体和沉淀分层。本发明优选开启调节池提升泵，将絮凝体调节pH后 得到的产物输送至酸中和槽，然后流入澄清池，使其中的沉淀(胶体硅)与 液体分层。
本发明优选将所述沉淀与液体分离，将所述沉淀进行后续处理，更优选 将澄清池底部的沉淀通过排泥泵输送至浓缩池进行后续处理。
经过发明人大量的探索和试验，本发明获得了一种有效的物理和化学相 结合的处理方法，能够对含SiO2的酸废水进行有效的分离和处理，降低了环 境污染。本发明提供的方法采用“中和+絮凝+分离”的工艺对含SiO2的酸废 水进行处理。本发明针对这种特殊成分的酸废水依次采用聚合氯化铝和聚丙 烯酰胺进行处理，本发明采用特定成分的处理剂能够对这种含SiO2的酸废水 进行较好的处理，获得良好的处理效果。与其他处理工艺如混凝脱硅、反渗 透脱硅、超滤脱除胶体硅、气浮脱出胶体硅、电凝聚脱硅等工艺方法相比，本发明提供的方法处理效果好而且投资较小。
本发明提供的废水处理工艺适用于对钒钛磁铁矿冶炼加工后的板带电工 钢酸洗后产生的含酸废水的进行环保处理。本发明在普通含酸废水处理过程 中增加处理SiO2的工艺，酸性废水的处理工艺主要是将压缩空气送入调节池 进行搅拌，防止大颗粒污染物沉淀，通过酸性废水调节池的提升泵送至中和 槽，在中和槽内投入石灰乳调节pH值，并曝气，将废水中的Fe2+转化为Fe3+。 中和槽出水自流至反应澄清池进行泥水分离。本发明可利用原有普通的含酸 废水的处理工艺设备进行处理，不需要进行新的工艺设备的投资与改造。
本发明提供的针对含SiO2的酸废水的处理方法不需要采用新建存储装 置，直接利用污染水池作为应急池，不需要转运和单独建立存储装置，减少 投资和运行成本；一旦发现水质污染，立即停用在线设备，不对正常***进 行二次污染，减少运行成本；水质处理和药剂添加利用现场装置无须单独增 加设备，减少固定资材投入；辅助添加和调节装置可以利用***原有设备， 减少投资；处理后的污染含酸废水完全符合环保及设计规范。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的，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做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例的含SiO2的酸废水中含有：
3400mg/L的SiO2；800mg/L的Si；400mg/L的Fe；100mg/L的HCl； 500mg/L；1mg/L的重金属离子。
实施例1
将含SiO2的酸废水进入酸性废水调节池通入压缩空气进行2.5小时的搅 拌；
将石灰乳抽送到上述酸性废水调节池进行pH调节，将pH调整到8.5，得 到处理物；
向上述酸性废水调节池内投加聚合三氯化铝混凝剂在压缩空气的条件下 搅拌，使混凝剂与含SiO2的酸废水的质量比为10:100，得到混凝体；
向上述酸性废水调节池内投入聚丙烯酰胺絮凝剂在压缩空气的条件下搅 拌，使絮凝剂和含SiO2的酸废水的质量比为1:1000，得到絮凝体；
向上述酸性废水调节池内加入石灰乳进行pH调节，使酸性废水调节池内 的全部物质的pH值达到8.5；
取样观察絮凝体的大小，絮凝体应粗大密实并在30秒内完全沉淀；
开启调节池提成泵，将上述酸性废水调节池内的物质输送至中和槽，利 用中和槽搅拌器进行搅拌，然后使其流入到澄清池进行澄清，使胶体硅(沉 淀)和液体分层；
将沉淀在澄清池底的胶体硅通过排泥泵输送至浓缩池，进入后续工序处 理。
按照下述方法对本发明实施例1得到的液体进行检测：
采用玻璃电极法进行pH值测定；采用静态法测定电导率；采用重铬酸钾 法进行CODCr测定；采用硅钼蓝比色法测定SiO2含量。
悬浮物(SS)的测定：
将水样通过滤料后，烘干固体残留物及滤料，将所称重量减去滤料重量， 即为悬浮固体(非过滤残渣)。
检测结果如表1所示：
表1 本发明实施例1提供的处理方法获得的液体指标
序号 项目 检测值 设计值 单位
1 pH 8.5 6-9
2 电导率 762 3500 us/cm
3 悬浮物 31.4 70 mg/l
4 COD<sub>cr</sub> 58.4 80 mg/l
5 SiO<sub>2</sub> 24 -- mg/l
从上述检测结果可知，本发明实施例1提供的方法能够对含SiO2的酸废 液进行较好的处理。
实施例2
将含SiO2的酸废水进入酸性废水调节池通入压缩空气进行2小时的搅拌；
将石灰乳抽送到上述酸性废水调节池进行pH调节，将pH调整到8，得 到处理物；
向上述酸性废水调节池内投加聚合三氯化铝混凝剂在压缩空气的条件下 进行搅拌，使混凝剂与含SiO2的酸废水的质量比为8:100，得到混凝体；
向上述酸性废水调节池内投入聚丙烯酰胺絮凝剂在压缩空气的条件下进 行搅拌，使絮凝剂和含SiO2的酸废水的质量比为0.8:1000，得到絮凝体；
向上述酸性废水调节池内加入石灰乳进行pH调节，使酸性废水调节池内 的全部物质的pH值达到8；
取样观察絮凝体的大小，絮凝体应粗大密实并在30秒内完全沉淀；
开启调节池提成泵，将上述酸性废水调节池内的物质输送至中和槽，利 用中和槽搅拌器进行搅拌，然后使其流入到澄清池进行澄清，使胶体硅(沉 淀)和液体分层；
将沉淀在澄清池底的胶体硅通过排泥泵输送至浓缩池，进入后续工序处 理。
按照实施例1的方法对本发明实施例2得到的液体进行检测，检测结果如 表2所示：
表2 本发明实施例2提供的处理方法获得的液体指标
序号 项目 检测值 设计值 单位
1 pH 8 6-9
2 电导率 624 3500 us/cm
3 悬浮物 27.5 70 mg/l
4 COD<sub>cr</sub> 50.32 80 mg/l
5 SiO<sub>2</sub> 22 mg/l
从上述检测结果可知，本发明实施例2提供的方法能够对含SiO2的酸废 液进行较好的处理。
实施例3
将含SiO2的酸废水进入酸性废水调节池通入压缩空气进行3小时的搅拌；
将石灰乳抽送到上述酸性废水调节池进行pH调节，将pH调整到9，得 到处理物；
向上述酸性废水调节池内投加聚合氯化铝混凝剂在压缩空气的条件下进 行搅拌，使混凝剂与含SiO2的酸废水的质量比为12:100，得到混凝体；
向上述酸性废水调节池内投入聚丙烯酰胺絮凝剂在压缩空气的条件下进 行搅拌，使絮凝剂和含SiO2的酸废水的质量比为1.2:1000，得到絮凝体；
向上述酸性废水调节池内加入石灰乳进行pH调节，使酸性废水调节池内 的全部物质的pH值达到9；
取样观察絮凝体的大小，絮凝体应粗大密实并在30秒内完全沉淀；
开启调节池提成泵，将上述酸性废水调节池内的物质输送至中和槽，利 用中和槽搅拌器进行搅拌，然后使其流入到澄清池进行澄清，使胶体硅(沉 淀)和液体分层；
将沉淀在澄清池底的胶体硅通过排泥泵输送至浓缩池，进入后续工序处 理。
按照实施例1的方法对本发明实施例3得到的液体进行检测，检测结果如 表3所示：
表3 本发明实施例3提供的处理方法获得的液体指标
从上述检测结果可知，本发明实施例3提供的方法能够对含SiO2的酸废 液进行较好的处理。
由以上实施例可知，本发明提供了一种含SiO2的酸废水的处理方法，包 括：将含SiO2的酸废水进行pH调节，获得处理物；将所述处理物和聚合氯 化铝混合，得到混凝体；将所述混凝体和聚丙烯酰胺混合，得到絮凝体；将 所述絮凝体进行pH调节后澄清，得到沉淀和液体。本发明提供的方法采用“中 和+絮凝+分离”的工艺对含SiO2的酸废水进行处理。本发明针对特殊成分的 含SiO2的酸废水依次采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行处理，本发明采用特 定成分的处理剂能够对这种含SiO2的酸废水进行较好的处理，获得良好的处 理效果。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和 润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含SiO2的酸废水的处理方法，包括以下步骤：
1)将含SiO2的酸废水进行pH调节，获得处理物；
2)将所述处理物和聚合氯化铝混合，得到混凝体；
3)将所述混凝体和聚丙烯酰胺混合，得到絮凝体；
4)将所述絮凝体进行pH调节后澄清，得到沉淀和液体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含SiO2的酸废水包括：
SiO2、Si、Fe、HCl、氯化铁和重金属离子。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)进行pH调节的试剂为石灰乳。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)进行pH调节至pH值为8～9。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含SiO2的酸废水和聚合氯化铝的质量比为(5～15)：100。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含SiO2的酸废水和聚丙烯酰胺的质量比为(0.5～1.5)：1000。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)将含SiO2的酸废水进行pH调节之前，还包括：
将所述含SiO2的酸废水进行搅拌，所述搅拌的时间为2～3小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的混合在搅拌的条件下进行；
所述步骤3)中的混合在搅拌的条件下进行。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)进行pH调节的试剂为石灰乳。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)进行pH调节至pH值为8～9。
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