本發(fā)明專利技術(shù)提供一種鋼鐵工業(yè)酸洗廢水和金屬離子的處理方法，該方法是將酸洗廢水經(jīng)自流入集水井中，然后通過泵的提升進入預中和濾池，預中和濾池中設(shè)置粒10-200mm石灰石，石灰石按級配分布，酸洗廢水經(jīng)過石灰石的預中和處理后，出水pH控制在5-6；與常規(guī)的直接投加堿溶液的做法相比，大大降低了藥劑費用和運行成本。經(jīng)過初步酸堿調(diào)節(jié)后酸洗廢水自流入隔油調(diào)節(jié)池中，使廢水中的鐵離子與堿溶液反應(yīng)，形成氫氧化鐵、氫氧化鋅等沉淀混合物。通過泵提升至膜固液分離器中，完成固液分離，使廢水達標排放，本發(fā)明專利技術(shù)徹底解決了沉淀難沉降、除鐵難和鐵離子反溶問題，工藝簡單，經(jīng)濟，運行可靠，對工人技術(shù)水平要求不高，可控性強，具有很好的市場前景。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于環(huán)境保護廢水處理
，涉及工業(yè)廢水的處理方法，更具體的說 是一種鋼鐵工業(yè)酸洗廢水和重金屬離子的處理方法。
技術(shù)介紹
鋼鐵元件毛坯在表面電鍍、噴涂前一般都要經(jīng)過酸洗，以清除表面的氧化物，因而 產(chǎn)生酸洗廢水。不同的生產(chǎn)工藝酸洗廢水中，PH值較低，呈強酸性，含有不同濃度的亞鐵離 子、鋅離子、銅離子或鎳離子等。此類鋼鐵工業(yè)酸洗廢水的主要治理手段為傳統(tǒng)的曝氣中和 沉淀法，一般先利用曝氣將亞鐵離子氧化成鐵離子，之后利用投加堿液沉淀廢水中的鐵離 子，投加PAM(聚丙烯酰胺)在絮凝反應(yīng)池內(nèi)絮凝反應(yīng)后，進入沉淀池固液分離，出水達標后 排放。也有人利用超濾膜作為系統(tǒng)的保障工藝，但由于受石灰作為鋼鐵工業(yè)酸洗廢水中和 劑的影響，超濾膜的應(yīng)用和推廣受到了一定的限制和阻礙。傳統(tǒng)的曝氣中和沉淀法雖然可 行，但在實際工程應(yīng)用中卻存在以下問題(1)工藝路線冗長，占地面積大；(2)傳統(tǒng)工藝對反應(yīng)條件要求高，抗沖擊能力差，當預處理的原水水量、水質(zhì)及反 應(yīng)條件發(fā)生較大波動時出水質(zhì)量不穩(wěn)定，效果難以保證。(3)需投加絮凝劑和助凝劑，廢水單位運行成本高，容易引起二次污染；(4)化學沉淀法工藝系統(tǒng)復雜，對工人技術(shù)水平要求高，工人勞動強度大，運行操 作控制困難；(5)廢水中含較高濃度鐵離子時，在沉淀池不易沉淀，導致污泥量大，污泥含水率 高。此外，沉淀混合物在沉淀池停留時間長，會出現(xiàn)鐵離子反溶現(xiàn)象，導致出水中COD(化學 需氧量)指標超標，引發(fā)二次污染。也正是因為以上種種原因，限制了傳統(tǒng)工藝發(fā)展和在實 際工程中的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種鋼鐵工業(yè)酸洗廢水和金 屬離子的處理方法，該方法不但能夠去除酸洗廢水中的酸根，而且能有效去除廢水中的鐵、 鋅、銅等離子，阻止廢水中金屬離子的反溶，降低工人的勞動強度，同時能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定 運行，不需要投加絮凝劑等藥劑，不會產(chǎn)生二次污染。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案(1)將酸洗廢水經(jīng)自流入集水井中，然后進入預中和濾池，酸洗廢水經(jīng)過石灰石的 預中和處理后，控制PH值在5-6 ；(2)預中和后的酸洗廢水自流至隔油調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)和均化酸洗廢水的水量和水 質(zhì)；(3)再將酸洗廢水進入綜合反應(yīng)池，將3-5%的石灰溶液加入到綜合反應(yīng)池中，其 加入量以pH控制在7-10之間為準，反應(yīng)時間30-120分鐘；(4)將綜合反應(yīng)后的酸洗廢水混合溶液排至中間水池，利用泵將反應(yīng)混合液提升 至膜固液分離器中，經(jīng)過固液分離后，清液排放至清水池儲存，根據(jù)實際情況確定回用量和 廢水排放量。本專利技術(shù)優(yōu)選的處理方法，其中按如下的步驟進行(1)將酸洗廢水經(jīng)自流入集水井中，然后通過泵的提升進入預中和濾池，預中和濾 池中設(shè)置粒徑10-200mm石灰石，石灰石按級配分。其中的級配分布是指按粒徑從大到小或 從小到大分布，酸洗廢水經(jīng)過石灰石的預中和處理后，出水PH穩(wěn)定到5-6。(2)預中和后的酸洗廢水自流至隔油調(diào)節(jié)池，隔油調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置油水分離器，利用 油水分離器除去生產(chǎn)過程中帶入廢水中的油脂，并通過隔油調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)和均化酸洗廢水的 水質(zhì)和水量；(3)將預處理后的酸洗廢水進入綜合反應(yīng)池，綜合反應(yīng)池中設(shè)置充氧常規(guī)曝氣系 統(tǒng)，用于氧化廢水中的亞鐵離子。同時利用石灰投加系統(tǒng)將配置好的石灰溶液，濃度一般配 置成3% _5%，投加量根據(jù)后面綜合反應(yīng)池的ph計自行控制，因廢水的水質(zhì)和水量各不相 同，自動投加到綜合反應(yīng)池中，使廢水中已氧化的鐵離子形成氫氧化鐵沉淀，其它金屬離子 也同步形成沉淀。綜合反應(yīng)池中設(shè)置pH探頭，利用pH探頭反饋信號的穩(wěn)定性確定綜合反應(yīng)池是否 反應(yīng)完全，一般Ph值穩(wěn)定在7-10之間，優(yōu)選控制在8 9. 5，PH值不再發(fā)生變化即表示反 應(yīng)已經(jīng)完全；反應(yīng)時間30-120分鐘，優(yōu)選40-100分鐘。(4)將綜合反應(yīng)后的酸洗廢水混合溶液排至中間水池，利用泵將反應(yīng)混合液提升 至膜固液分離器中，經(jīng)過固液分離后，清液排放至清水池儲存，根據(jù)實際情況確定回用量和 廢水排放量。本專利技術(shù)所述的隔油調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)和均化，其中的調(diào)節(jié)和均化就使各個點的廢水性質(zhì) 相同。一般工業(yè)廢水在不同的排放時間，廢水水量和水質(zhì)是不同的，通過調(diào)節(jié)池可以保證系 統(tǒng)的處理水量穩(wěn)定，廢水水質(zhì)均衡。本專利技術(shù)進一步公開了所述的處理方法在制備作為處理鋼鐵工業(yè)酸洗廢水中重金 屬離子成分方面的應(yīng)用。其中的金屬離子為銅、鋅、鎳或鐵。酸洗廢水自流至集水井內(nèi)，通過泵提升至預中和濾池，本專利技術(shù)預中和濾池放置一 定最不同粒徑的石灰石，利用石灰石初步調(diào)節(jié)酸洗廢水的PH值至5-6，與常規(guī)的直接投加 堿溶液的做法相比，大大降低了藥劑費用和運行成本。經(jīng)過初步酸堿調(diào)節(jié)后酸洗廢水自流 入隔油調(diào)節(jié)池中，隔油調(diào)節(jié)池的主要作用是調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)水量，去除酸洗廢水中的油脂。 酸洗廢水經(jīng)過綜合反應(yīng)池的曝氣氧化，并向池中投加石灰溶液(濃度3%-5%，通過綜合反 應(yīng)池的Ph計完成自動控制)，使廢水中的金屬離子與堿溶液反應(yīng)，形成金屬沉淀混合物。通 過泵提升至膜固液分離器中，完成固液分離，使廢水達標排放，部分達標水可以用于廠區(qū)的 綠化或生產(chǎn)工藝用水等。本專利技術(shù)中采用膜固液分離器替代傳統(tǒng)工藝中的混凝沉淀，解決了氫氧化鐵等沉淀 難沉淀，污泥量增加和反溶的問題。為了更加清晰地理解本專利技術(shù)，本專利技術(shù)提供具體的處理方法，其步驟如下1、預中和本專利技術(shù)在預中和濾池中投放一定量的石灰石(CaCO3)，廢水通過泵提升 進入預中和濾池，酸洗廢水中的酸根離子與石灰石其化學反應(yīng)，降低廢水中的氫離子濃度，以此初步調(diào)節(jié)廢水的酸堿度。通過此種方法，可以降低廢水處理系統(tǒng)的運行成本，使預中和 的廢水的酸堿度穩(wěn)定，減輕酸洗廢水對后續(xù)工藝的沖擊負荷。反應(yīng)方程式如下2r+CaC03 = Ca2++C02+H20石灰石作為酸堿的預調(diào)節(jié)藥劑，降低了采用常規(guī)氫氧化鈉或氫氧化鈣等藥劑調(diào)節(jié) 酸堿而產(chǎn)生的費用，同時利用此方法調(diào)節(jié)的酸洗廢水出水PH穩(wěn)定在5-6之間。2、綜合反應(yīng)在預中和反應(yīng)和隔油調(diào)節(jié)后，廢水進入綜合反應(yīng)系統(tǒng)，綜合反應(yīng)是系 統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。在綜合反應(yīng)中需要通入空氣和石灰溶液(濃度3%-5%，一般投入量通過 綜合反應(yīng)池的PH計自動控制，當綜合反應(yīng)池的pH穩(wěn)定到7-10，優(yōu)選8-8. 5 (根據(jù)廢水中金 屬離子的種類有所不同)左右不再改變時，投藥自動停止。一方面利用空氣中的氧氣氧化 廢水中的亞鐵離子，另一方面利用堿液中的氫氧根與廢水中的氫氧化亞鐵和鐵離子形成氫 氧化鐵沉淀，反應(yīng)方程式如下re" + 30H—1 = Fe (OH), 4Fe (OH) 2+02+2H20 = 4Fe (OH) 3生成氫氧化鐵沉淀難溶于水，相對氫氧化亞鐵更加穩(wěn)定，顏色為紅棕色，當廢水中 pH(數(shù)字在7 8)不在發(fā)生變化時，說明廢水中的亞鐵離子已經(jīng)完全轉(zhuǎn)化為三價的鐵離子。 廢水中亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子完全程度影響后續(xù)的廢水污染物的去除效果。根據(jù)廢水中鐵 含量的不同，綜合反應(yīng)時間不同，一般綜合反應(yīng)時間設(shè)定30-120分鐘。3、膜固液分離器膜固液分離器是鋼鐵行業(yè)酸洗廢水處理中的核心部分，是高效 去除金屬沉淀的設(shè)施，去除率高達95%以上，去除效果穩(wěn)定，完全替代了傳統(tǒng)意義上的沉淀 池。采用傳統(tǒng)沉淀池時，由于氫氧化鐵為膠體狀態(tài)，當達到一定濃度后在沉淀池中不易沉 淀，澄清液層少，污泥量大，處本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
１．一種鋼鐵工業(yè)酸洗廢水和重金屬離子的處理方法，其特征在于按如下的步驟進行：（１）將酸洗廢水經(jīng)自流入集水井中，然后進入預中和濾池，酸洗廢水經(jīng)過石灰石的預中和處理后，控制ｐＨ值在５－６；（２）預中和后的酸洗廢水自流至隔油調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)和均化酸洗廢水的水量和水質(zhì)；（３）再將酸洗廢水進入綜合反應(yīng)池，將３－５％的石灰溶液加入到綜合反應(yīng)池中，其加入量以ｐＨ控制在７－１０之間為準，反應(yīng)時間３０－１２０分鐘；（４）將綜合反應(yīng)后的酸洗廢水混合溶液排至中間水池，利用泵將反應(yīng)混合液提升至膜固液分離器中，經(jīng)過固液分離后，清液排放至清水池儲存，根據(jù)實際情況確定回用量和廢水排放量。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐淼，張金鳳，劉曉亮，馮海軍，馬艷寧，余磊，汪暉，杜琳曼，
申請(專利權(quán))人：天津市環(huán)境保護科學研究院，天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：12
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