[發(fā)明專利]鋼鐵工業(yè)酸洗廢水和金屬離子的處理方法

有效

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• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102107963A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 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）人: 天津市環(huán)境保護科學研究院;天津市聯合環(huán)保工程設計有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護廢水處理技術領域，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。

背景技術

鋼鐵元件毛坯在表面電鍍、噴涂前一般都要經過酸洗，以清除表面的氧化物，因而產生酸洗廢水。不同的生產工藝酸洗廢水中，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)在絮凝反應池內絮凝反應后，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，超濾膜的應用和推廣受到了一定的限制和阻礙。傳統的曝氣中和沉淀法雖然可行，但在實際工程應用中卻存在以下問題：

(1)工藝路線冗長，占地面積大；

(2)傳統工藝對反應條件要求高，抗沖擊能力差，當預處理的原水水量、水質及反應條件發(fā)生較大波動時出水質量不穩(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復雜，對工人技術水平要求高，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，會出現鐵離子反溶現象，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，限制了傳統工藝發(fā)展和在實際工程中的應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，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，同時能夠保證系統穩(wěn)定運行，不需要投加絮凝劑等藥劑，不會產生二次污染。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

(1)將酸洗廢水經自流入集水井中，然后進入預中和濾池，酸洗廢水經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節(jié)池，調節(jié)和均化酸洗廢水的水量和水質；

(3)再將酸洗廢水進入綜合反應池，將3-5％的石灰溶液加入到綜合反應池中，其加入量以pH控制在7-10之間為準，反應時間30-120分鐘；

(4)將綜合反應后的酸洗廢水混合溶液排至中間水池，利用泵將反應混合液提升至膜固液分離器中，經過固液分離后，清液排放至清水池儲存，根據實際情況確定回用量和廢水排放量。

本發(fā)明優(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節(jié)池，隔油調節(jié)池內設置油水分離器，利用油水分離器除去生產過程中帶入廢水中的油脂，并通過隔油調節(jié)池調節(jié)和均化酸洗廢水的水質和水量；

(3)將預處理后的酸洗廢水進入綜合反應池，綜合反應池中設置充氧常規(guī)曝氣系統，用于氧化廢水中的亞鐵離子。同時利用石灰投加系統將配置好的石灰溶液，濃度一般配置成3％-5％，投加量根據后面綜合反應池的ph計自行控制，因廢水的水質和水量各不相同，自動投加到綜合反應池中，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。

綜合反應池中設置pH探頭，利用pH探頭反饋信號的穩(wěn)定性確定綜合反應池是否反應完全，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)生變化即表示反應已經完全；反應時間30-120分鐘，優(yōu)選40-100分鐘。

(4)將綜合反應后的酸洗廢水混合溶液排至中間水池，利用泵將反應混合液提升至膜固液分離器中，經過固液分離后，清液排放至清水池儲存，根據實際情況確定回用量和廢水排放量。

本發(fā)明所述的隔油調節(jié)池調節(jié)和均化，其中的調節(jié)和均化就使各個點的廢水性質相同。一般工業(yè)廢水在不同的排放時間，廢水水量和水質是不同的，通過調節(jié)池可以保證系統的處理水量穩(wěn)定，廢水水質均衡。

本發(fā)明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用。其中的金屬離子為：銅、鋅、鎳或鐵。