[發(fā)明專利]一種鋼鐵企業(yè)廢水處理和再利用的裝置和工藝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710047251.9
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106587441A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 魯逸人;何超;楊惠琳;童銀棟;張立紅;陳鵬;劉憲華;毛海鵬;吳政禹;宋朝明
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)12214
• 代理人: 王秀奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)處理廢水的環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，更加具體的說，對于鋼鐵工業(yè)伴生鐵離子、油脂類物質(zhì)、固體雜質(zhì)等廢棄物及污泥等而言，一種工業(yè)廢水回收再利用的處理裝置。

背景技術(shù)

目前可用于鋼鐵工業(yè)廢水處理主要方法分類如下：

鋼鐵工業(yè)廢水處理工藝主要有絮凝沉淀法、生物降解法、活性沉淀法、電解處理和離子交換法。近年來，廢水“零排放”在工業(yè)領(lǐng)域日漸頻繁地被提及,也成為各行業(yè)在規(guī)劃審查中的重要指標。隨著研究的進展，國內(nèi)開始廣泛實施使用膜分離法，通過雙模法處理污水運行成本低，效益高，容易管理，不給環(huán)境造成二次污染，處理廢水可以回收利用，實現(xiàn)零排放。

主要工藝介紹

(一)高密度沉淀池：高密度沉淀池由混凝池、投加池、絮凝池和斜板沉淀池組成。如圖1所示，各反應器單元功能介紹：

1、混凝池：混凝劑投加在原水中，在快速攪拌器的作用下同污水中懸浮物快速混合，通過中和顆粒表面的負電荷使顆粒“脫穩(wěn)”，形成小的絮體然后進入絮凝池。同時原水中的磷和混凝劑反應形成磷酸鹽達到化學除磷的目的。

2、投加池：微砂和混凝形成的小絮體在快速攪拌器的作用快速混合，并以微砂為核心形成密度更大、更重的絮體，以利于在沉淀池中的快速沉淀。

3、絮凝池：絮凝劑促使進入的小絮體通過吸附、電性中和和相互間的架橋作用形成更大的絮體，慢速攪拌器的作用既使藥劑和絮體能夠充分混合又不會破壞已形成的大絮體。

4、斜板沉淀池:絮凝后出水進入沉淀池的斜板底部，然后向上流至上部集水區(qū)，顆粒和絮體沉淀在斜板的表面上并在重力作用下下滑。較高的上升流速和斜板60°的傾斜可以形成一個連續(xù)自刮的過程，使絮體不會積累在斜板上。微砂隨污泥沿斜板表面下滑并沉淀在沉淀池底部，然后循環(huán)泵把微砂和污泥輸送到水力分離器中，在離心力的作用下，微砂和污泥進行分離：微砂從下層流出直接回到投加池中，污泥從上層流溢出，然后通過重力流流向污泥處理系統(tǒng)。沉淀后的水由分布在斜板沉淀池頂部的不銹鋼集水槽收集、排放。

高密度沉淀池技術(shù)特點：

1、解決了配水不均、單池處理水量受限制，水流流向等問題。

2、低速配水不會破壞已經(jīng)形成的礬花顆粒，保持了完整性。

3、改善了流量分配，提高了沉淀速度，降低了水量損失，消除了傳統(tǒng)的“配水槽”常出現(xiàn)的礬花衰變問題。

(二)V型濾池：V型濾池是快濾池的一種形式，因為其進水槽形狀呈V字形而得名。主要由過濾過程和反沖洗過程組成。各反應器單元功能介紹：

1、過濾過程：待濾水由進水總渠經(jīng)進水閥和方孔后，溢過堰口再經(jīng)側(cè)孔進入被待濾水淹沒的V型槽，分別經(jīng)槽底均勻的配水孔和V型槽堰進入濾池，被均質(zhì)濾料濾層過濾的濾后水經(jīng)長柄濾頭流入底部空間，由方孔匯入氣水分配管渠，在經(jīng)管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。

2、反沖洗過程：關(guān)閉進水閥，但有一部分進水仍從兩側(cè)常開的方孔流入濾池，由V型槽一側(cè)流向排水渠一側(cè)，形成表面掃洗。而后開啟排水閥將池面水從排水槽中排出直至濾池水面與V型槽頂相平，反沖洗過程常采用“氣沖→氣水同時反沖→水沖”三步。氣沖打開進氣閥，開啟供氣設備，空氣經(jīng)氣水分配渠的上部小孔均勻進入濾池底部，由長柄濾頭噴出，將濾料表面雜質(zhì)擦洗下來并懸浮于水中，被表面掃洗水沖入排水槽。氣水同時反沖洗在氣沖的同時啟動沖洗水泵，打開沖洗水閥，反沖洗水也進入氣水分配渠，氣、水分別經(jīng)小孔和方孔流入濾池底部配水區(qū)，經(jīng)長柄濾頭均勻進入濾池，濾料得到進一步?jīng)_洗，表掃仍繼續(xù)進行。停止氣沖，單獨水沖表掃仍繼續(xù)，最后將水中雜質(zhì)全部沖入排水槽。

V型濾池技術(shù)特點：

1、可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。

2、氣、水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗水量大大減少。

(三)芬頓氧化工藝：芬頓反應是以亞鐵離子(Fe2+)為催化劑用過氧化氫(H2O2)進行化學氧化的廢水處理方法。由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系，也稱芬頓試劑，它能生成強氧化性的羥基自由基，在水溶液中與難降解有機物生成有機自由基使之結(jié)構(gòu)破壞，最終氧化分解。

芬頓反應是以亞鐵離子為催化劑的一系列自由基反應。主要反應大致如下：

Fe²⁺+H₂O₂＝＝Fe³⁺+OH-+HO·