[發明專利]加快酸性廢水中亞鐵離子空氣氧化反應的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310501175.6
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104556345A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 李宏;鐘銘;黃振藝;周華
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C02F1/74
• 分類號: C02F1/74;C02F1/64
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

技術領域

本發明涉及一種酸性廢水處理方法和裝置，尤其涉及一種含有亞鐵離子的酸性廢水處理方法和裝置。

背景技術

在冷軋板帶生產過程中都必須經過酸洗工藝，其能夠使得金屬表面整潔，在金屬加工前用不同比例的混合酸，邊加溫邊對金屬進行清洗以除去附著在金屬表面上的氧化物。然而，從酸洗液中取出的金屬材料，其表面仍殘留有酸洗液，必須再用水進行沖洗，由此排出的沖洗水即為酸性廢水。由于酸性廢水對環境污染很大，大部分酸性廢水必須進行中和沉淀處理后才能被再次利用。

酸性廢水中含有大量亞鐵離子和三價鐵離子。在中和沉淀過程時，只有當水溶液PH值超過8時，亞鐵離子才開始產生沉淀，亞鐵離子完全沉淀時的水溶液PH值約為11左右；而三價鐵離子在水溶液PH值超過3.5時，就開始產生沉淀，三價鐵離子完全沉淀時的水溶液PH值為6。由于亞鐵離子沉淀的PH區間遠高于三價鐵離子沉淀的PH區間，因此，同時處理兩種離子的難度較大。

在處理酸性廢水時，如廢水的PH值達到11以上，雖然可以使得廢水中的亞鐵離子沉淀，但是會導致所投入的中和劑過量，并且在廢水沉淀后還需要將其調至中性，從而導致藥劑資源的嚴重浪費。酸洗廢水經中和后的PH值為8-9，此時，三價鐵離子完全沉淀，但廢水中亞鐵離子并未完全沉淀，后續處理時廢水中的亞鐵離子被空氣中的氧氣逐步氧化成三價鐵離子，廢水逐漸變為棕色，不僅使得廢水中的鐵離子超標，而且使得人體感官感覺較差。同時，亞鐵離子所形成氫氧化亞鐵沉淀疏松且破碎，難以在沉淀池中沉淀，又使得沉淀池出水的鐵離子超標。當酸洗廢水中含有大量亞鐵離子時，采用中和沉淀法處理后的廢水很難達標排放，因此，只有將亞鐵離子大部分氧化成三價鐵離子后進行中和沉淀，才能確保酸洗廢水處理后的達標排放。

目前，將酸性廢水中亞鐵氧化成三價鐵離子的現有技術主要為兩種：一種是氧化劑氧化，另一種是空氣氧化。采用前者的生產成本較高，且所添加的氧化劑會在后續處理過程中產生新的污染物，在酸洗廢水處理中不宜采用該方法。雖然采用后者的生產成本較低，但是所需時間較長，氧化效率較差。通過空氣氧化酸洗廢水中亞鐵離子，一般在酸洗廢水中和池底部鋪設壓縮空氣曝氣管，以向中和池內通入壓縮空氣來氧化廢水中的亞鐵離子。由于壓縮空氣與廢水的接觸面積很小，壓縮空氣中融入廢水的氧氣量很小，廢水中亞鐵離子絕大部分未被氧化，中和池出水中仍含有大量的亞鐵離子，中和后的氫氧化亞鐵沉淀在沉淀池中難于沉降。此外，亞鐵離子完全氧化需要3～4個小時，酸洗廢水在中和池中的停留時間不可能達到數個小時，因而，對于含亞鐵離子的酸性廢水來說，空氣氧化方法并不是一種有效的處理方法。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種加快酸性廢水中亞鐵離子空氣氧化反應的方法，其可以快速、充分地將酸性廢水中的亞鐵離子氧化成三價鐵離子以形成容易沉降的氫氧化鐵沉淀，從而降低出水中的鐵離子含量，減少氧化中和沉淀的時間，提高酸性廢水的處理效率。

本發明的另一目的在于提供一種加快酸性廢水中亞鐵離子空氣氧化反應的裝置，通過該裝置可以有效、充分地將酸性廢水中的亞鐵離子氧化成三價鐵離子，避免發生沉淀池出水渾濁且鐵離子含量較高的情況，使得酸性廢水能夠達到排放標準，同時，整個裝置還能節約亞鐵離子的氧化時間。

為了實現上述目的之一，本發明提供了一種加快酸性廢水中亞鐵離子空氣氧化反應的方法，其包括下列步驟：

（1）將具有壓力的酸性廢水噴濺成均勻的水滴；

（2）水滴通過蜂窩噴淋區以形成直徑更小的均勻水滴，所述蜂窩噴淋區內具有交錯密布的多層網格，所述多層網格沿水滴的下落方向排布；

（3）使所述直徑更小的均勻水滴在下落過程中與逆流而上的具有壓力的含氧氣體進行水氣兩相接觸，以使水滴中的亞鐵離子充分氧化；

（4）收集經過步驟（3）處理的水滴，將其中沉淀物分離，得到清液；

（5）循環進行下述步驟，直至酸性廢水中的亞鐵離子全部氧化為三價鐵離子：

（5a）清液在曝氣槽內進行曝氣氧化；

（5b）將經過曝氣的液體加壓霧化，以形成細小液滴；

（5c）細小液滴經過薄膜噴淋區，以使細小液滴在薄膜上形成水膜且沿薄膜的表面流下，然后流至曝氣槽；所述薄膜噴淋區內層疊密布有多層薄膜，所述各薄膜的表面均凹凸不平。

在上述技術方案中，采用氣液兩相循環逆氣流噴淋+水下曝氣氧化的方法，以獲得氣體與液體的均勻混合及一定的接觸時間，同時還增加了空氣與水的接觸面積，使得空氣中的氧氣大量地溶入酸性廢水中，加快了廢水中亞鐵離子的氧化速度，從而解決了出水鐵離子含量高的問題。