CN216785910U

CN216785910U - 一种酸性废水零排放处理***

Info

Publication number: CN216785910U
Application number: CN202123343906.8U
Authority: CN
Inventors: 毛敏; 张小艳; 丁煜; 林清鹏; 郭旻
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2031-12-28

Abstract

本实用新型属于水处理领域，具体涉及一种酸性废水零排放处理***，包括酸洗机组、酸再生单元、预处理单元、电吸附处理单元和配酸池；酸洗机组的废酸液出口与酸再生单元的废酸液进口连接；酸洗机组的酸性废水出口与预处理单元的进水口连接，预处理单元的出水口与电吸附处理单元的进水口连接；电吸附处理单元的浓水出口与酸再生单元的再生酸吸收液进口连接，电吸附处理单元的产水出口与配酸池连接；配酸池还与补充新酸进管连接，配酸池的补充酸出口与酸洗机组的补充酸进口连接；酸再生单元的再生酸出口与酸洗机组连接。本实用新型实现了废水以及废水中金属离子、酸近100％的回收利用，完全避免了废水排放对环境的影响，真正实现酸性废水零排放。

Description

一种酸性废水零排放处理***

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种酸性废水零排放处理***。

背景技术

钢铁企业在生产过程中会产生大量酸性废水，酸性废水主要来源于冷轧、硅钢酸洗机组排放和不锈钢酸洗机组。冷轧、硅钢酸洗机组排放的盐酸酸性废水，主要含有盐酸、金属离子(Me)等，不锈钢酸洗机组的混酸酸性废水，主要含有混酸(硝酸、氢氟酸)、金属离子(Me)等。

盐酸酸性废水一般采用石灰中和沉淀池法，将废水中残余酸中和，产生金属氢氧化物沉淀污泥。该方法的优点是工艺简单、设备投资少。缺点是需要投加大量石灰乳，生产大量的沉淀污泥，无法降低废水的氯离子含量，还增加了废水的硬度，废水无法实现回用。

混酸酸性废水一般也是采用石灰中和处理，此中和后的废水是一种高含硝态氮的废水，直接排放总氮很高，是国家排放标准的20～100倍，所以国内的少数不锈钢企业例如张家港浦项、广州联众等在中和之后增加了不锈钢酸洗废水生物脱氮处理，将废水中的总氮脱除后再回用或直接排放水体。由于生物脱氮的运行成本很高，所以国内大部分不锈钢企业还是将不锈钢酸洗机组废水中和后直接排放到全厂排水管网，造成了全厂外排生产废水总氮超标。

此外，国内外酸性废水也有采用与冷轧碱性废水混合处理的工艺，该工艺的优点是节省了酸碱中和药剂的消耗，缺点是因酸性废水Fe²⁺高达1500-3000mg/L、电导率高达4500-15000μs/cm，酸碱废水混合后，混合废水高盐、高硬度、高铁离子影响生化处理效果，生化出水的高铁离子无法满足超滤+反渗透膜回用工艺的进水要求，限制了废水的进一步深度回用处理。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种酸性废水零排放处理***，实现了废水以及废水中金属离子、酸近100％的回收利用，完全避免了废水排放对环境的影响，真正实现了酸性废水零排放。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种酸性废水零排放处理***，包括酸洗机组、酸再生单元、预处理单元、电吸附处理单元和配酸池；所述酸洗机组的废酸液出口通过管路与所述酸再生单元的废酸液进口连接；所述酸洗机组的酸性废水出口通过管路与所述预处理单元的进水口连接，所述预处理单元的出水口与所述电吸附处理单元的进水口连接；所述电吸附处理单元的浓水出口与所述酸再生单元的再生酸吸收液进口连接，所述电吸附处理单元的产水出口与配酸池连接；所述配酸池还与补充新酸进管连接，所述配酸池的补充酸出口与所述酸洗机组的补充酸进口连接；所述酸再生单元的再生酸出口与所述酸洗机组连接。

进一步地，所述电吸附处理单元包括中间水池一和一级电吸附装置，所述预处理单元的出水口与中间水池一的进水口连接，所述中间水池一的出水口与所述一级电吸附装置的进水口连接，所述一级电吸附装置的浓水出口与所述酸再生单元的再生酸吸收液进口连接。

更进一步地，所述电吸附处理单元还包括二级电吸附装置和中间水池二，所述一级电吸附装置的产水出口与所述二级电吸附装置的进水口连接，所述二级电吸附装置的产水出口与所述中间水池二的进水口连接，所述中间水池二的出水口与配酸池连接。

更进一步地，所述二级电吸附装置的浓水出口与所述中间水池一连接。

更进一步地，所述酸再生单元包括酸再生反应炉和酸再生吸收装置，所述酸洗机组的废酸液出口通过管路与所述酸再生反应炉的废酸液进口连接，所述酸再生反应炉的高温烟气出口与所述酸再生吸收装置的高温烟气进口连接，所述一级电吸附装置的浓水出口与所述酸再生吸收装置的再生酸吸收液进口连接，所述酸再生吸收装置的再生酸出口与所述酸洗机组连接。

进一步地，所述预处理单元包括沿废水流向依次连接的酸性废水调节池、沉淀池一和酸性废水过滤器，所述酸洗机组的酸性废水出口通过管路与所述酸性废水调节池的进水口连接，所述酸性废水过滤器的滤水出口与所述电吸附处理单元的进水口连接。

更进一步地，所述酸性废水过滤器的壳体采用耐酸材质，滤料采用耐酸材质滤料。

更进一步地，所述中间水池二的出水口还与碱废水处理单元连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型采用电吸附处理单元吸附去除废水中的离子，降低电吸附处理单元产水的离子浓度，避免了酸性废水出水电导率、金属离子过高；电吸附处理单元的浓水作为再生酸吸收液对废酸液高温热水解反应产生的含酸性成分的高温烟气进行喷淋吸收，形成的再生酸再送回酸洗机组循环利用，电吸附处理单元的产水与补充新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组，实现了废水以及废水中酸近100％的回收利用，完全避免了废水排放对环境的影响，真正实现了酸性废水零排放；

(2)本实用新型通过两级电吸附装置串联来降低酸性废水的盐分、金属离子浓度，避免了传统酸碱废水混合处理工艺中混合废水高盐、高硬度、高铁离子对生化处理效果的影响以及生化出水的高铁离子无法进一步深度回用处理的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的酸性废水零排放处理***的示意图；

图中：1、酸洗机组；2、酸再生反应炉；3、酸再生吸收装置；4、酸性废水调节池；5、沉淀池一；6、酸性废水过滤器；7、中间水池一；8、一级电吸附装置；9、二级电吸附装置；10、中间水池二；11、碱废水调节池；12、中和、混凝、絮凝槽；13、气浮装置；14、生化装置；15、沉淀池二；16、过滤装置；17、配酸池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种酸性废水零排放处理***，包括酸洗机组1、酸再生单元、预处理单元、电吸附处理单元和配酸池17；所述酸洗机组1的废酸液出口通过管路与所述酸再生单元的废酸液进口连接；所述酸洗机组1的酸性废水出口通过管路与所述预处理单元的进水口连接，所述预处理单元的出水口与所述电吸附处理单元的进水口连接；所述电吸附处理单元的浓水出口与所述酸再生单元的再生酸吸收液进口连接，所述电吸附处理单元的产水出口与配酸池17连接；所述配酸池17还与补充新酸进管连接，所述配酸池17的补充酸出口与所述酸洗机组1的补充酸进口连接；所述酸再生单元的再生酸出口与所述酸洗机组1连接。本实施例采用电吸附处理单元吸附去除废水中的离子，降低电吸附处理单元产水的离子浓度，避免了酸性废水出水电导率、金属离子过高而无法回用或直接排放；且酸再生单元对废酸液进行高温热水解反应，产生含酸性成分的高温烟气，并回收金属氧化物；电吸附处理单元的浓水作为再生酸吸收液进入酸再生单元，与含酸性成分的高温烟气喷淋吸收后形成的再生酸后再送回酸洗机组1循环利用，电吸附处理单元的产水与补充新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组1，实现了废水以及废水中金属离子、酸近100％的回收利用，完全避免了废水排放对环境的影响，真正实现了酸性废水零排放。

进一步地，所述电吸附处理单元包括中间水池一7和一级电吸附装置8，所述预处理单元的出水口与中间水池一7的进水口连接，所述中间水池一7的出水口与所述一级电吸附装置8的进水口连接，所述一级电吸附装置8的浓水出口与所述酸再生单元的再生酸吸收液进口连接。更进一步地，所述电吸附处理单元还包括二级电吸附装置9和中间水池二10，所述一级电吸附装置8的产水出口与所述二级电吸附装置9的进水口连接，所述二级电吸附装置9的产水出口与所述中间水池二10的进水口连接，所述中间水池二10的出水口与配酸池17连接。更进一步地，所述二级电吸附装置9的浓水出口与所述中间水池一7连接。本实施例采用一级电吸附装置8和二级电吸附装置9串联处理酸性废水，进一步提升电吸附处理单元的产水水质，避免了仅采用一级电吸附处理导致出水电导率、金属离子过高而无法回用或直接排放；且一级电吸附装置8的浓水作为再生酸吸收液，二级电吸附装置9的浓水进入中间水池一7后再次进行两级电吸附处理，二级电吸附装置9的产水与新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组循环利用，从而实现零排放。

更进一步地，所述酸再生单元包括酸再生反应炉2和酸再生吸收装置3，所述酸洗机组1的废酸液出口通过管路与所述酸再生反应炉2的废酸液进口连接，所述酸再生反应炉2的高温烟气出口与所述酸再生吸收装置3的高温烟气进口连接，所述一级电吸附装置8的浓水出口与所述酸再生吸收装置3的再生酸吸收液进口连接，所述酸再生吸收装置3的再生酸出口与所述酸洗机组1连接。本实施例中一级电吸附装置8的浓水作为再生酸吸收液，与由酸再生反应炉2进入酸再生吸收装置3的含酸性成分的高温烟气进行喷淋吸收以形成再生酸，避免了外部水资源的消耗；酸再生反应炉2中废酸液经高温水解反应后可以回收金属氧化物，实现废水中金属离子的回收。

进一步地，所述预处理单元包括沿废水流向依次连接的酸性废水调节池4、沉淀池一5和酸性废水过滤器6，所述酸洗机组1的酸性废水出口通过管路与所述酸性废水调节池4的进水口连接，所述酸性废水过滤器6的滤水出口与所述电吸附处理单元的进水口连接。本实施例采用沉淀+过滤器的方式进行预处理，满足电吸附装置的进水要求。更进一步地，所述酸性废水过滤器6的壳体采用耐酸材质，滤料采用耐酸材质滤料，避免酸性废水腐蚀酸性废水过滤器6造成设备寿命短。用于处理盐酸酸性废水时，酸性废水过滤器6的壳体可采用玻璃钢材质或钢衬胶材质，滤料可采用酸洗石英砂、活性炭滤料或纤维滤料；用于处理混酸酸性废水时，酸性废水过滤器6的壳体可采用玻璃钢材质或钢衬胶材质，滤料可采用活性炭滤料。

更进一步地，所述中间水池二10的出水口还与碱废水处理单元连接。本实施中的中间水池二10中的酸性废水还可以进入碱废水处理单元中作为碱性废水的酸中和剂，减少碱性废水酸中和剂投加量，从而降低药剂消耗量，同时减少废水中因投加酸碱中和剂引入的盐分，提高出水品质。

本实施例提供采用上述酸性废水零排放处理***处理酸洗机组排放的酸性废水和废酸液的方法，该方法包括如下步骤：

1)酸洗机组1排放的酸性废水(铁离子浓度为1500-3000mg/L，电导率为4500-15000μs/cm)经管网排入酸性废水调节池4，在酸性废水调节池4内调节水量、水质；酸洗机组1排放的废酸液进入酸再生反应炉2进行高温热水解反应，产生的含酸性成分的高温烟气进入酸再生吸收装置3，并回收金属氧化物；

2)酸性废水调节池4内的酸性废水通过提升泵进入沉淀池一5中，经沉淀去除悬浮颗粒物后的上清液提升进入酸性废水过滤器6，酸性废水过滤器6过滤后的滤水进入中间水池一7；其中，采用沉淀+过滤器的方式进行预处理，满足电吸附装置的进水要求；酸性废水过滤器6的壳体采用耐酸材质，滤料采用耐酸滤料；

3)中间水池一7内的酸性废水通过提升泵进入一级电吸附装置8进行处理，得到一级浓水和一级产水；一级电吸附装置8吸附去除废水中的Fe³⁺、Fe²⁺、H⁺、SiO₃ ^2-、Cl^-等离子，降低一级产水的离子浓度，产生的一级浓水的金属离子浓度为3～15g/L，电导率为27000～100000μs/cm；

4)一级浓水作为再生酸吸收液进入酸再生吸收装置3，对由酸再生反应炉2进入酸再生吸收装置3的含酸性成分的高温烟气进行喷淋吸收，形成再生酸，再生酸通过泵进入酸洗机组1循环利用，实现了对废水中金属离子、酸近100％资源化利用；

当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，再生酸为盐酸，浓度为200g/L；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，再生酸为HF和HNO₃的混酸，HF的浓度为5～60g/L，HNO₃的浓度为80～160g/L；

一级产水通过提升泵进入二级电吸附装置9进行处理，得到二级浓水和二级产水；二级电吸附装置9进一步吸附去除废水中的Fe³⁺、Fe²⁺、H⁺、SiO₃ ^2-、Cl^-等离子，进一步降低产水的离子浓度；二级产水的PH值为2～4，总铁含量为15～100mg/L，电导率为100～500μs/cm；

5)二级浓水利用余压进入中间水池一7，之后再次进入一级电吸附装置8循环处理，提高电吸附装置整体回收率；

二级产水自流进入中间水池二10，中间水池二10中的二级产水与新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组1；当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，步骤5)中二级产水与18％的盐酸在配酸池17中勾兑至盐酸浓度为200g/L后作为正常的补充酸进入酸洗机组1；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，步骤5)中二级产水与55％的HF、98％或68％的HNO₃在配酸池17中勾兑至混酸中HF浓度为5～60g/L、HNO₃浓度为80～160g/L后作为正常的补充酸进入酸洗机组1。

本实施例的中间水池二10中的二级产水还可以进入碱废水处理单元处理，具体是：中间水池二10中的二级产水(酸性，PH值2～4)通过提升泵进入废水站的碱废水调节池11，在碱废水调节池11内二级产水与碱废水进行酸碱中和反应，减少碱性废水酸中和剂投加量和二级电吸附装置9酸性产水碱中和剂投加量，大幅降低药剂消耗量的同时减少废水中因投加酸碱中和剂引入的盐分；中和反应后的废水通过提升泵进入中和、混凝、絮凝槽12中，在中和单元内进一步调整PH值，在混凝槽内进行混凝反应，在絮凝槽内投加PAM进行絮凝反应，中和、混凝、絮凝槽12出水自流进入气浮装置13，气浮装置13出水依次经过生化装置14、沉淀池二15、过滤装置16后送中水用户使用或采用双膜法等工艺深度回用，实现了废水的资源化利用；其中，二级产水中总铁含量约100～200mg/L，该铁离子可作为混凝槽的混凝剂使用，大幅降低传统碱废水处理工艺中混凝槽需要投加的混凝剂使用量；此外，需要特别说明的是，当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，生化装置14采用好氧反应池；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，生化装置14必须采用缺氧反应池与好氧反应池串联的方式，缺氧反应池利用碱废水中的COD进行反硝化，以去除二级产水中含有15～50mg/L的硝酸根，实现低成本去除硝酸根污染物的目的。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特诊进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：包括酸洗机组、酸再生单元、预处理单元、电吸附处理单元和配酸池；所述酸洗机组的废酸液出口通过管路与所述酸再生单元的废酸液进口连接；所述酸洗机组的酸性废水出口通过管路与所述预处理单元的进水口连接，所述预处理单元的出水口与所述电吸附处理单元的进水口连接；所述电吸附处理单元的浓水出口与所述酸再生单元的再生酸吸收液进口连接，所述电吸附处理单元的产水出口与配酸池连接；所述配酸池还与补充新酸进管连接，所述配酸池的补充酸出口与所述酸洗机组的补充酸进口连接；所述酸再生单元的再生酸出口与所述酸洗机组连接。

2.如权利要求1所述的一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：所述电吸附处理单元包括中间水池一和一级电吸附装置，所述预处理单元的出水口与中间水池一的进水口连接，所述中间水池一的出水口与所述一级电吸附装置的进水口连接，所述一级电吸附装置的浓水出口与所述酸再生单元的再生酸吸收液进口连接。

3.如权利要求2所述的一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：所述电吸附处理单元还包括二级电吸附装置和中间水池二，所述一级电吸附装置的产水出口与所述二级电吸附装置的进水口连接，所述二级电吸附装置的产水出口与所述中间水池二的进水口连接，所述中间水池二的出水口与配酸池连接。

4.如权利要求3所述的一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：所述二级电吸附装置的浓水出口与所述中间水池一连接。

5.如权利要求2所述的一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：所述酸再生单元包括酸再生反应炉和酸再生吸收装置，所述酸洗机组的废酸液出口通过管路与所述酸再生反应炉的废酸液进口连接，所述酸再生反应炉的高温烟气出口与所述酸再生吸收装置的高温烟气进口连接，所述一级电吸附装置的浓水出口与所述酸再生吸收装置的再生酸吸收液进口连接，所述酸再生吸收装置的再生酸出口与所述酸洗机组连接。

6.如权利要求1所述的一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：所述预处理单元包括沿废水流向依次连接的酸性废水调节池、沉淀池一和酸性废水过滤器，所述酸洗机组的酸性废水出口通过管路与所述酸性废水调节池的进水口连接，所述酸性废水过滤器的滤水出口与所述电吸附处理单元的进水口连接。

7.如权利要求6所述的一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：所述酸性废水过滤器的壳体采用耐酸材质，滤料采用耐酸材质滤料。

8.如权利要求3所述的一种酸性废水零排放处理***，其特征在于：所述中间水池二的出水口还与碱废水处理单元连接。