钢铁厂酸性废水处理设备的制作方法

专利名称:钢铁厂酸性废水处理设备的制作方法
【专利摘要】一种钢铁厂酸性废水处理设备，包括废水储存槽、除油池、除铬槽、第一中和池、第二中和池、絮凝池、沉淀池、浓缩池、储泥池、压滤池、回流池、第三中和池及过滤槽。上述钢铁厂酸性废水处理设备通过设置除油池、除铬池、三级中和池、絮凝池、沉淀池、过滤槽、浓缩池和压滤池，能同时去除油、多种重金属离子、氟离子及硫酸根离子，有效解决目前不锈钢生产过程中产生的钢铁厂酸性废水，由于处理后的底泥含水量较低，可将底泥直接进行自然干化后进行回收利用，从而减少了二次环境污染，提高了资源回收利用。同时，利用曝气中和处理，可以节省成本。
【专利说明】钢铁厂酸性废水处理设备

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及钢铁厂酸性废水处理领域，特别是涉及一种钢铁厂酸性废水处理 设备。

【背景技术】
[0002] 随着不锈钢产业的发展，其生产加工过程中产生的含重金属的废水及固体废弃物 对周围土壤及地表水环境的影响也日益显现。在不锈钢退火、正火、淬火、正火、焊接、锻造 等加工工艺中，不锈钢表面会产生氧化铁皮、其主要成分是FeO、Fe 203、Ni02、Cr203、Fe 304、 FeO ? Cr203、Ni ? Fe203、FeO ? Cr203 ? Fe203等致密型氧化物。这些氧化物基本附着力强，在 采用抛丸，高温碱蚀、熔盐电解、混酸酸洗、多级漂洗等组合工艺的处理工艺中，不可避免会 排放中性盐废液、混酸废液、含氟废水、漂洗废水等多路酸洗废水。而这些不锈钢冷轧废水 成分和产生量工序差异时间很大，具有成分复杂、酸度大部分有害物质含量超标、环境危害 大等特点。
[0003] 目前，国内对不锈钢冷轧废水的处理主要有：（1)利用中和设备充分中和；（2)利 用焚烧设备充分焚烧；（3)利用离子交换设备等其它设备进行再生回收。然而，这些方法存 在的问题主要是易造成二次污染或成本高等。
[0004] 例如，中国专利200710069398. 4 -种不锈钢酸洗废水中铬、镍盐提取方法，公开 了一种酸性废水的处理方法，尤其是指一种不锈钢酸性废水中铬、镍盐的提取方法。本发明 是通过分阶段去除酸性废水中有害物质，先是加入钙盐，并控制pH为2. 0?4. 0,去除含氟 离子，再加入强碱或纯碱，控制pH为7. 0?8. 0,经过滤，可以有效实现达标排放液体，再把 过滤后的滤渣用酸液进行酸化氧化反应，控制pH为1. 0?4. 0,过滤去除其中的铁离子，剩 下的滤液中即为提取的贵金属铬、镍盐。本发明的优点是，可以减少钙盐、强碱或纯碱的加 入量，即可实现液体的达标排放，而且不会造成重金属二次污染的情况，回收利用铬、镍盐， 有效提高经济效益。本发明可广泛应用于各种不锈钢制造企业的废水处理，及类似企业。
[0005] 中国专利201110262416. 7不锈钢酸废水降低Cr6+的处理方法，此发明是不锈钢 酸废水降低Cr6+的处理方法，其步骤包括：将不锈钢混酸废水和硫酸废水送入还原池中；向 还原池中投加还原剂并进行搅拌，使废水中Cr 6+转化为Cr 3+，达到0RP要求的出水流入中和 池；向中和池投加石灰，并鼓氧曝气，将废水中Fe2+氧化成Fe 3+，形成Cr (OH) 3、CaF2、Fe (0H) 3、 CaS04沉淀；中和池的出水进入絮凝池；向絮凝池投加PAM形成大的矾花，投加量为2? 5mg/L，絮凝池的出水流入沉淀池中；絮凝池的出水经过沉淀池沉淀后，出水至后续处理设 施，该出水Cr 6+应满足排放要求，然后将沉淀池内的污泥定期外运。本发明可以满足环保要 求，并且利于后续生化处理。
[0006] 然而，上述公开的专利依然无法提供一种能够处理不锈钢冷轧过程产生的各类废 水的综合处理设备。 实用新型内容
[0007] 基于此，有必要提供一种低成本、高效率、能够处理不锈钢生产过程中产生的不锈 钢冷轧废水设备。
[0008] -种钢铁厂酸性废水处理设备，包括废水储存槽、除油池、除铬槽、第一中和池、第 二中和池、絮凝池、沉淀池、浓缩池、储泥池、压滤池、回流池、第三中和池以及过滤槽；
[0009] 所述废水储存槽、所述除油池、所述除铬槽、所述第一中和池、所述第二中和池、所 述絮凝池、所述沉淀池、所述浓缩池、所述储泥池、所述压滤池、所述回流池顺序连通；所述 沉淀池还与所述第三中和池、所述过滤槽顺序连通；所述回流池还与所述沉淀池连通。
[0010] 在其中一个实施例中，所述曝气设备为多根曝气管。
[0011] 在其中一个实施例中，多根所述曝气管呈阵列排布。
[0012] 在其中一个实施例中，多根所述曝气管呈矩形阵列排布。
[0013] 在其中一个实施例中，每一所述曝气管设置多个出气孔。
[0014] 在其中一个实施例中，每一所述出气孔设置于所述第一中和池。
[0015] 在其中一个实施例中，所述压滤池内设有板框压滤机。
[0016] 上述钢铁厂酸性废水处理设备通过设置除油池、除铬池、三级中和池、絮凝池、沉 淀池、过滤槽、浓缩池和压滤池，能同时去除油、多种重金属离子、氟离子及硫酸根离子，有 效解决目前不锈钢生产过程中产生的钢铁厂酸性废水，同时由于处理后的底泥含水量较低 (小于35 % )，可将底泥直接进行自然干化后进行回收利用，从而减少了二次环境污染，提 高了资源回收利用。此外，利用曝气中和处理，可以节省成本。

【附图说明】

[0017] 图1为一实施方式的钢铁厂酸性废水处理设备的结构示意图。

【具体实施方式】
[0018] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本 实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分 理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域 技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公 开的具体实施的限制。
[0019] 一实施方式的钢铁厂酸性废水处理方法包括如下步骤：
[0020] S110 :将钢铁厂酸性废水除渣和除油后，得到第一预处理钢铁厂酸性废水。
[0021] 通过对钢铁厂酸性废水进行除渣处理，可以将钢铁厂酸性废水中体积较大的杂物 除去，避免了管道发生堵塞卡死等问题，有利于钢铁厂酸性废水顺畅地进入后续处理设备。
[0022] 将除渣后的钢铁厂酸性废水通入除油池，例如，将钢铁厂酸性废水在在除油池后 静置2h?3h后，使钢铁厂酸性废水中的浮油及颗粒较大乳化油上升到表面，收集表面油层 达到去除浮油的目的。又如，还可将钢铁厂酸性废水通入气浮池，通过溶气气浮工艺，这样， 可以除去钢铁厂酸性废水中的乳化油。
[0023] 为了更大程度地将钢铁厂酸性废水的油去除，例如，可控制除油池内温度为 40 °C?50 °C，这样，可以提高去油效率，提升去油率。
[0024] S120 :将第一预处理钢铁厂酸性废水进行还原处理，得到第二预处理钢铁厂酸性 废水。
[0025] 例如，往第一预处理钢铁厂酸性废水中加入浓度为0. 05-5 %硫酸，调节pH至 2. 5?3. 0后，再往其加入浓度为2 % wt?10% wt (质量分数）亚硫酸钠或连二亚硫酸钠， 使含铬钢铁厂酸性废水的ORP值为250mV?300mV，充分搅拌后，使第一预处理钢铁厂酸性 废水中的六价铬还原成三价铬。
[0026] S130 :将第二预处理钢铁厂酸性废水进行一级曝气，同时，加入碱性物质进行中和 处理至pH为3. 5?4. 0,其中，碱性物质为石灰石，曝气强度为0. 5m3?5m 3 (空气）/m3 (第 二预处理钢铁厂酸性废水）*h。
[0027] 往第二预处理钢铁厂酸性废水加入碱性物质，并予以曝气处理，将第二预处理冷 轧废水的pH调节至3. 5?4. 0,得到第三预处理钢铁厂酸性废水。
[0028] 一般的，传统工艺中，由于采用石灰石中和处理钢铁厂酸性废水常常产生一些困 难，例如，中和反应中所产生的硫酸钙覆盖在石灰石表面会妨碍中和反应的进行，因此，一 般采用价格更加昂贵的消石灰来中和钢铁厂酸性废水。
[0029] 而为了降低药剂成本，例如，本实施例使用曝气手段，如，曝气强度为0. 5m3? 5m3 (空气）/m3 (第二预处理钢铁厂酸性废水）? h，采用廉价的石灰石将第二预处理钢铁厂 酸性废水中和至弱酸性，由于曝气可以确保石灰石颗粒不会被反应过程中生成的硫酸钙沉 淀所覆盖，从而保障反应的持续进行，而且，曝气处理还可以有效吹脱反应过程中产生的二 氧化碳气体，减少二级中和过程中碱的投入量和泥渣生成量，这样，可以进一步降低药剂的 成本。
[0030] S140 :将第三预处理钢铁厂酸性废水进行二级中和曝气处理后，得到第四预处理 钢铁厂酸性废水。
[0031] 往第三预处理钢铁厂酸性废水中加入碱性物质，如浓度为5%的石灰乳，并持续曝 气，随着石灰乳的持续滴加，第三预处理钢铁厂酸性废水的沉淀物持续增加变为红棕色，将 第三预处理钢铁厂酸性废水的pH调节至8. 5?9. 5后，持续曝气5?10分钟，如，曝气强 度为：1m3?10m3 (空气）/m3 (第三预处理钢铁厂酸性废水）*h，使第三预处理钢铁厂酸性废 水中的Fe2+在氧气的作用下氧化成Fe 3+，并且形成CaF2、Fe(OH)3、Ni (OH)2、Cr(OH)^ CaS04 沉淀物，得到第四预处理钢铁厂酸性废水。
[0032] S150:将第四预处理钢铁厂酸性废水进行絮凝和沉淀后，得到第五预处理钢铁厂 酸性废水和第一预处理底泥。
[0033] 将第四预处理钢铁厂酸性废水进行絮凝处理，例如，往第四钢铁厂酸性废水中加 入聚合氯化铝（PAC)为絮凝剂，投加量为第四预处理钢铁厂酸性废水体积的1%。?5%。（千 分之一），搅拌15min后，加入聚丙烯酰胺（PAM)为助凝剂，其投加量为第四预处理钢铁厂酸 性废水体积的〇. 1%。。絮凝后，将第四预处理钢铁厂酸性废水进行沉积静置，使重金属离子 以氢氧化物的形式完全沉淀。例如，将絮凝后的第四预处理钢铁厂酸性废水通入沉积槽，重 金属离子在碱性条件下，以氢氧化物的形式沉积至沉淀槽的底部。为了使重金属完全沉淀， 且避免将其带入后续工艺过程，例如，静置时间为lh?2h，这样，可以使重金属完全沉积， 使固液完全分离。
[0034] S160 :将第五预处理钢铁厂酸性废水经过三级中和以及过滤后，外排。
[0035] 往第五预处理钢铁厂酸性废水中加入酸，调节pH至6. 5?7. 2,并进行过滤，将悬 浮物去除，降低其浊度，使达到排放标准。
[0036] S170:将第一预处理底泥进行浓缩和压滤后，得到第六预处理钢铁厂酸性废水和 第二预处理底泥。
[0037] 将步骤S150产生的第一预处理底泥通过污泥泵加压输送至浓缩池进行浓缩，为 了提高污泥浓缩和脱水效果，例如，在第一预处理底泥中投加PAM以辅助泥水分离。通过用 泵将第一预处理底泥抽提至压滤机进行压率，得到的第六预处理钢铁厂酸性废水在重力的 作用下流出，经过压滤后的第二预处理底泥的含水率小于35%。
[0038] S180 :将第六预处理钢铁厂酸性废水经过沉淀、三级中和以及过滤后，外排。
[0039] 将步骤S170中经压滤后的第六预处理钢铁厂酸性废水回流至沉淀池进行沉淀处 理，可以理解，第六预处理钢铁厂酸性废水由于经过了第二中和曝气处理而呈碱性，将其回 流至沉淀池，可以减少沉淀处理过程中碱性物质的投入量，降低药剂成本。
[0040] 在经过沉淀处理后的第六预处理钢铁厂酸性废水中加入酸，调节pH至6. 5?7. 2， 并进行过滤，将悬浮物去除，降低其浊度，确保达到排放标准。
[0041] 上述钢铁厂酸性废水的处理方法，通过对钢铁厂酸性废水进行除渣、除油、除铬、 中和、絮凝、沉淀及过滤等步骤，能同时去除油、多种重金属离子、氟离子及硫酸根离子，有 效解决目前不锈钢生产过程中产生的钢铁厂酸性废水，同时由于处理后的底泥含水量较低 (小于35 % )，可将底泥直接进行自然干化后进行回收利用，从而减少了二次环境污染，提 高了资源回收利用。
[0042] 为了进一步介绍本实用新型的钢铁厂酸性废水处理方法，例如，还提供一种钢铁 厂酸性废水处理设备。
[0043] 如图1所示，其为一实施方式的钢铁厂酸性废水处理设备10的结构示意图。
[0044] 请参阅图1，钢铁厂酸性废水处理设备10,包括废水储存槽100、除油池200、除铬 槽300、第一中和池400、第二中和池500、絮凝池600、沉淀池700、浓缩池800、储泥池900、 压滤池900a、回流池900b、第三中和池900c以及过滤槽900d。
[0045] 例如，所述废水储存槽、所述除油池、所述除铬槽、所述第一中和池、所述第二中和 池、所述絮凝池、所述沉淀池、所述浓缩池、所述储泥池、所述压滤池、所述回流池顺序连通； 所述沉淀池还与所述第三中和池、所述过滤槽顺序连通；所述回流池还与所述沉淀池连通。
[0046] 请参阅图1，废水储存槽100内设有格栅110,格栅110用于去除污水中体积较大 的杂物，以便废水顺畅进入后部处理设备。
[0047] 例如，格栅110是一种H型结构，过滤网格为两个，可以单独使用和并联使用，过滤 网格由不锈钢材制成。
[0048] 请参阅图1，废水储存槽100与除油池200连通，储存在废水储存槽100的钢铁厂 酸性废水通入至除油池200,在除油池200内，可以使钢铁厂酸性废水中的油除去。
[0049] 例如，将钢铁厂酸性废水在除油池后静置2h?3h后，使钢铁厂酸性废水中的浮油 及颗粒较大乳化油上升到表面，收集表面油层达到去除浮油的目的。又如，还可将钢铁厂酸 性废水通入气浮池，通过溶气气浮工艺，这样，可以除去钢铁厂酸性废水中的乳化油。
[0050] 为了更大程度地将钢铁厂酸性废水的油去除，例如，除油池200设置有蒸汽管 210,并且蒸汽管210的数量为多根，每一蒸汽管210均具有一开口，使除油池200内温度控 制在40°C?50°C，这样，可以提高去油效率，提升去油率。
[0051] 请参阅图1，除油池200与除铬槽300连通，经过除油池200处理后的第一预处理 钢铁厂酸性废水通入除铬槽300内，往第一预处理钢铁厂酸性废水中加入浓度为0. 05-5% 硫酸，调节pH至2. 5?3. 0后，再往其加入浓度为2% wt?10% wt亚硫酸钠或连二亚硫 酸钠，使第一预处理钢铁厂酸性废水的ORP值为250mV?300mV，充分搅拌后，使含铬钢铁厂 酸性废水中的六价铬还原成三价铬。
[0052] 由于需要往除铬槽300中投入一定量的药物，如硫酸、亚硫酸钠及氢氧化钠等，除 铬槽300中设有第加料口，这样可以方便药物的加入。
[0053] 为了提高除铬槽300的反应速率，例如，除铬槽300中设有搅拌设备，加快六价铬 还原的反应速率，提高处理效率。
[0054] 请参阅图1，第一中和池400与除铬槽300连通。将经过除铬槽300的第二预处理 钢铁厂酸性废水通入第一中和池，在第一中和池300中加入碱性物质，并予以曝气处理，将 第二预处理冷轧废水的pH调节至3. 5?4. 0。
[0055] 而为了降低药剂成本，例如，本实施例中使用曝气手段，如，曝气强度为：0. 5m3? 5m3 (空气）/m3 (第二预处理钢铁厂酸性废水）? h，采用廉价的石灰石将第二预处理钢铁厂 酸性废水中和至弱酸性，由于曝气可以确保石灰石颗粒不会被反应过程中生成的硫酸钙沉 淀所覆盖，从而保障反应的持续进行，而且，曝气处理还可以有效吹脱反应过程中产生的二 氧化碳气体，减少二级中和过程中碱的投入量和泥渣生成量，这样，可以进一步降低药剂的 成本。
[0056] 例如，曝气设备为多根曝气管，又如，多根曝气管呈阵列排布，又如，多根曝气管呈 矩形阵列排布，又如，每一曝气管设置多个出气孔，又如，每一出气孔设置于第一中和池400 内，这样，可以提尚曝气效率。
[0057] 请参阅图1，第二中和池500与第一中和池400连通。往第三预处理钢铁厂酸性废 水中加入碱性物质，如浓度为5%的石灰乳，并持续曝气，随着石灰乳的持续滴加，第三预处 理钢铁厂酸性废水的沉淀物持续增加变为红棕色，将第三预处理钢铁厂酸性废水的pH调 节至8. 5?9. 5后，持续曝气5?10分钟，如，曝气强度为：lm3?10m 3 (空气）/m3 (第三预 处理钢铁厂酸性废水）? h，使第三预处理钢铁厂酸性废水中的Fe2+在氧气的作用下氧化成 Fe3+，并且形成 CaF2、Fe (OH) 3、Ni (OH) 2、Cr (OH) 3及 CaSO 4沉淀物。
[0058] 请参阅图1，絮凝池600与第二中和池500连通，将第二中和池500的第四预处理 冷轧废水通入絮凝池600进行絮凝处理。
[0059] 例如，往第四钢铁厂酸性废水中加入聚合氯化铝（PAC)为絮凝剂，投加量为第四 预处理钢铁厂酸性废水体积的1%。?5%。（千分之一），搅拌15min后，加入聚丙烯酰胺 (PAM)为助凝剂，其投加量为第四预处理钢铁厂酸性废水体积的0.1%。。絮凝后，将第四预 处理钢铁厂酸性废水进行沉积静置，使重金属离子以氢氧化物的形式完全沉淀。例如，将絮 凝后的第四预处理钢铁厂酸性废水通入沉积槽，重金属离子在碱性条件下，以氢氧化物的 形式沉积至沉淀槽的底部。为了使重金属完全沉淀，且避免将其带入后续工艺过程，例如， 静置时间为lh?2h，这样，可以使重金属完全沉积，使固液完全分离。
[0060] 由于需要往絮凝池600中投入一定量的药物，如PAC及PAM等，絮凝池600中设有 加料口，这样可以方便药物的加入。
[0061] 为了提高絮凝池600的絮凝速率，例如，絮凝池600中设有搅拌设备，使钢铁厂酸 性废水与絮凝剂等充分混合，提高絮凝效率。
[0062] 请参阅图1，沉淀池700与絮凝池600连通，将絮凝池600进行絮凝处理后的处理 液导入沉淀池700进行沉淀处理。
[0063] 为了防止重金属沉淀混入后续处理过程，例如，沉淀池700为斜管沉淀池，S卩，沉 淀池700底部的半径小于其顶端的半径，这样，可以使重金属沉淀物不容易进入后续处理 过程。
[0064] 请参阅图1，浓缩池800与沉淀池700连通，将沉淀池700中产生的第一预处理底 泥通过污泥泵加压输送至浓缩池800进行浓缩处理。
[0065] 为了提高第一预处理底泥浓缩和脱水效果，例如，在浓缩池800中投加PAM以辅助 泥水分离，这样可以提高第一预处理底泥的浓缩和脱水效果。又如，在浓缩池800中设有中 心传动浓缩机，提高第一预处理底泥的浓缩和脱水效果。
[0066] 为了降低成本，例如，浓缩池800的顶部与沉淀池700的底部连通，可以降低污泥 泵的运行成本。
[0067] 请参阅图1，储泥池900与浓缩池800连通，压滤池900a与储泥池900连通，回流 池900b与压滤池900a连通。通过浓缩池800处理后的第一预处理底泥进入储泥池900,通 过储泥池内的泵将第一预处理底泥抽提至压滤池900a进行压率，得到的第六预处理钢铁 厂酸性废水在重力的作用下流入回流池900b，经过压滤池900a处理后的第二预处理底泥 的含水率小于35%。
[0068] 压滤池900a内设有板框压滤机，用来进一步脱去第一预处理底泥中的水。为防止 板框压滤机中的滤布堵塞，例如，设置反冲洗高压水泵进行定期清洗，反冲洗排水与经压滤 后滤液一起在重力的作用下流入回流池900b。
[0069] 请参阅图1，回流池900b与沉淀池700连通，储存于回流池900b的第六预处理钢 铁厂酸性废水通过高压泵进入沉淀池700进行进一步的沉淀处理。
[0070] 可以以理解，第六预处理钢铁厂酸性废水由于经过了第二中和曝气处理而呈碱 性，将其回流至沉淀池700b，可以减少沉淀处理过程中碱性物质的投入量，降低药剂成本。
[0071] 请参阅图1，第三中和池900c与沉淀池700连通，过滤槽900d与第三沉淀池900c 连通。
[0072] 由于进入第三中和池的废水呈碱性，还不能达到排放标准，通过加入酸，如HC1，调 节pH至6. 5?7. 2,使其达到排放标准。
[0073] 经过第三中和池900c处理后，进一步将其导入过滤池，将悬浮物去除，降低其浊 度，使达到排放标准。
[0074] 上述钢铁厂酸性废水处理设备10通过设置除除油池、除铬池、三级中和池、絮凝 池、沉淀池、过滤槽、浓缩池和压滤池，能同时去除油、多种重金属离子、氟离子及硫酸根离 子，有效解决目前不锈钢生产过程中产生的钢铁厂酸性废水，同时由于处理后的底泥含水 量较低（小于35 % )，可将底泥直接进行自然干化后进行回收利用，从而减少了二次环境污 染，提高了资源回收利用。
[0075] 下面为具体实施例部分。
[0076] 实施例1 :
[0077] 某不锈钢工厂的钢铁厂酸性废水的处理，日排放量为1000吨。其中，该不锈钢工 厂的钢铁厂酸性废水的水质情况如表1。
[0078] 表 1
[0079]

【权利要求】
1. 一种钢铁厂酸性废水处理设备，其特征在于，包括废水储存槽、除油池、除铭槽、第一 中和池、第二中和池、絮凝池、沉淀池、浓缩池、储泥池、压滤池、回流池、第=中和池W及过 滤槽； 所述废水储存槽、所述除油池、所述除铭槽、所述第一中和池、所述第二中和池、所述絮 凝池、所述沉淀池、所述浓缩池、所述储泥池、所述压滤池、所述回流池顺序连通；所述沉淀 池还与所述第=中和池、所述过滤槽顺序连通；所述回流池还与所述沉淀池连通。2. 根据权利要求1所述的钢铁厂酸性废水处理设备，其特征在于，所述压滤池内设有 板框压滤机。
【文档编号】C02F103-16GK204281455SQ201420635803
【发明者】温玉友 [申请人]温玉友