不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及污水處理領域，尤其是一種不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝，（1）去除石油類污染物和大顆粒雜質；（2）調節水質水量；（3）采用碳酸鈉將綜合廢水的PH值調節至4.5，析出鐵，然后再加入氯化鈣，使大部分氟轉化為氟化鈣；（4）沉淀去除懸浮顆粒物；（5）加入氫氧化鈉至PH值，將鎳水解沉淀反應生成氫氧化鎳；（6）加入硫酸調節PH值，再加入氫氧化鈣和PAC，將剩余的氟反應生產氟化鈣；（7）沉淀去除氟化鈣；（8）排入城市污水管網。本發明的不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝，通過清洗廢水稀釋酸洗廢水，降低特征污染物濃度，然后通過各個步驟實現污染物的分離，同時可實現鎳的回收，而且操作過程簡單方便，處理成本低。
【專利說明】
不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝
技術領域
[0001]本發明涉及污水處理領域，尤其是一種不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工〇【背景技術】
[0002]不銹鋼因其優良的耐腐蝕性和良好的外觀而被廣泛應用。不銹鋼在生產過程中， 不可避免地要經過退火、正火、淬火、焊接等加工過程，表面時常會產生黑色的氧化皮。氧化皮不僅影響不銹鋼的外觀質量，也會對產品的后續加工產生不利影響，故在后續加工前必須采用酸洗、拋光等表面處理方法將其除去。
[0003]不銹鋼酸洗過程中用90-160g/L(現場為10%)硝酸和50-60g/L(現場為5%)氫氟酸混酸進行酸洗。具有強氧化性的硝酸可以將金屬和金屬氧化物氧化，生成Cr3+、Fe3+和Ni2+離子，這些金屬離子(尤其是Cr3+和Fe3+)和氫氟酸形成穩定的復合物。
[0004]發生的化學反應主要有:Fe203 + 6HN03^2Fe (N03) 3 + 3H20 Fe + 4H++NO3——Fe3++NO+2H2O Cr + 4H++N03^Cr3++NO+2H203Ni (微量)+ 8H+ + 2N03-—3Ni2+ (微量)+ 2N0+4H2〇而HF與溶液中的各種金屬離子發生反應，生成一些可溶或難溶的金屬氟化物: 3HF+Fe3+—FeF3 丨+ 3H+2HF+Fe3+^FeF2+ + 2H+3HF+Cr3+—CrF3 丄(微量)+ 3H+2HF+Cr3+^CrF2+ + 2H+HF+Ni2+(微量)—NiF+(微量)+H+隨著酸洗過程的進行，酸洗液中游離的硝酸和氫氟酸越來越少，反應生成物越來越多。 因此，不銹鋼酸洗廢水中含有大量的硝酸、氫氟酸和鐵、鎳、絡等金屬離子。
[0005]酸性沖洗廢水，主要的污染物是PH、Cr、重金屬離子和氟離子等，特點是水量大，污染物濃度較低。
[0006]傳統不銹鋼酸洗廢水處理方法是中和沉淀法，即向不銹鋼酸洗廢水中投加熟石灰，中和廢水中的酸并將鐵鎳鉻等金屬離子和氟離子沉淀下來。這種方法消耗大量中和藥劑的同時產生大量含鎳鉻等重金屬及氟化鈣的沉渣，已被列入國家危險廢物名錄(HW17)， 藥劑費用和危險廢物處置費用均非常高。
[0007]用氫氧化鈉代替石灰作為中和藥劑，對廢水中的重金屬單獨沉淀，然后再投加石灰除氟，使產生的重金屬污泥和氟化鈣分開收集分類處置。該工藝雖然產生的重金屬污泥具備回爐條件，但由于污泥中鎳鉻未實現分離回收，鎳鉻組分隨水質的變化波動較大，回爐后難以確定需要補加的鎳鉻量，不利于不銹鋼生產的穩定運行。
[0008]不銹鋼酸洗廢水中酸和金屬離子的資源回收技術研宄，主要涉及三類有效的處理技術:單純酸回收技術(包括擴散滲析法、雙極膜電滲析法、蒸發法、酸阻滯法等)、金屬離子回收技術(典型的選擇性沉淀法)、酸和金屬離子聯合回收技術(包括熱解法、納濾-結晶法等)。
[0009] 不銹鋼酸洗廢水處理技術選擇酸回收工藝擴散滲析法利用陰離子交換膜選擇透過性及膜兩側溶液的濃度差，使高濃度的酸透過膜迀移至水中，而鎳、絡、鐵等金屬陽離子被膜阻擋而留在廢水中，實現酸與金屬陽離子分離的目的。HN03的回收率接近100%，但HF的回收率小于60%，由于回收液中HN03和HF的濃度僅分別達到60 g/L和6.4 g/L，若回用于酸洗工藝尚須進行濃縮處理。
[0010]雙極膜能將水直接離解成H+和0IT，實現對無機鹽的劈裂式分解，制得相應的酸和堿。由于該系統投資較高，且雙極膜易受K2SiF6污染，并不適用于某些含硅不銹鋼行業的酸洗廢水處理。
[0011]蒸發法，由于HN03和HF的蒸汽壓比較高，容易揮發，所以可以通過投加硫酸發生復分解反應，加熱或減壓使摘酸和氫氟酸蒸發出來，從而實現酸回收。蒸發法對設備的防腐要求非常高，必須使用高質量的特殊鋼和碳氟聚合物材料，設備投資較大。
[0012]離子交換裝置利用某些離子交換樹脂具有吸附強酸但不吸附金屬鹽離子的性質， 即酸阻滯(Acid Retardat1n)原理，分離廢酸和金屬離子，然后通過清水將廢酸從樹脂中洗脫回收。其缺點是對進水SS要求高，一般須用微濾裝置進行預處理。
[0013]不銹鋼酸洗廢水處理技術選擇----污泥減量工藝傳統不銹鋼酸洗廢水處理過程中污泥來源于投加的石灰，一方面，石灰投加中和氫離子，水解析出鐵、鉻離子，此后與F離子反應生成氟化鈣。由于石灰溶解度較低，需要過量，導致大量未溶解的石灰進入污泥中，使污泥產量較大。用氫氧化鈉代替石灰作為中和藥劑，對廢水中的重金屬單獨沉淀，然后再投加石灰除氟，使產生的重金屬污泥和氟化鈣分開收集分類處置，有助于減少污泥產量。
[0014]不銹鋼酸洗廢水處理技術選擇----有價金屬鎳回收工藝酸洗廢水回收酸后仍然含有大量的重金屬離子，具有很高的回收價值。但鐵、鎳、鉻三種金屬離子性質相近，而且鐵、鎳和氟離子形成了絡合離子，因而難以分離，這方面的回收技術很少。
【發明內容】
[0015]本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種能將酸洗廢水和清洗廢水共同處理，且可以回收有價金屬的不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝。
[0016]為了達到上述目的，本發明所設計的不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝， 將不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合后形成綜合廢水，然后具體處理步驟:(1):將混合后的綜合廢水通入隔油沉淀池，去除石油類污染物和大顆粒雜質；(2):經過步驟(1)處理后的綜合廢水輸送至調節池，調節水質水量；(3):經過步驟(2)處理后的綜合廢水輸送至一號中和池中，采用碳酸鈉將綜合廢水的PH值調節至4.5,析出鐵，然后再加入氯化鈣，使大部分氟轉化為氟化鈣；(4):經過步驟(3)處理后的綜合廢水輸送至初級沉淀池中，沉淀去除懸浮顆粒物；(5):經過步驟(4)處理后的綜合廢水輸送至二號中和池中，加入氫氧化鈉至PH值為10， 將綜合廢水中的鎳水解沉淀反應生成氫氧化鎳，再將含鎳污泥分離；(6):將步驟(5)處理后的綜合廢水輸送至混凝反應池中，加入硫酸調節PH值至6.5，再加入氫氧化鈣和PAC，將綜合廢水中的剩余的氟反應生產氟化鈣；(7):將經過步驟(6)處理后的綜合廢水輸送至二沉池中，沉淀去除步驟(6)中生產的氟化鈣；(8):將經過步驟(7)處理后的綜合廢水直接排入城市污水管網或者通過砂濾罐處理，濾除其中細小的懸浮顆粒物，形成回用水。
[0017]其中步驟(5)中通過氫氧化鈉調節PH值，將綜合廢水中的鎳充分回收利用。
[0018]將初級沉淀池和二沉池中沉淀出來的污泥輸送至污泥濃縮池，形成泥餅;產生的污泥量少。[〇〇19]本發明所得到的不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝，通過清洗廢水稀釋酸洗廢水，降低特征污染物濃度，然后通過各個步驟實現污染物的分離，同時可實現鎳的回收，而且操作過程簡單方便，處理成本低。本發明中采用氯化鈣將氟轉化為氟化鈣，使用的鈣離子少，成本低。【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的工藝流程圖。【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。[〇〇22] 實施例1:如圖1所示，本實施例描述的不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝，將不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合后形成綜合廢水11，然后具體處理步驟:(1):將混合后的綜合廢水11 通入隔油沉淀池1，去除石油類污染物和大顆粒雜質；(2):經過步驟(1)處理后的綜合廢水輸送至調節池2,調節水質水量；(3):經過步驟(2)處理后的綜合廢水輸送至一號中和池中 3，采用碳酸鈉將綜合廢水的PH值調節至4.5，析出鐵，然后再加入氯化鈣，使大部分氟轉化為氟化鈣；(4):經過步驟(3)處理后的綜合廢水輸送至初級沉淀池4中，沉淀去除懸浮顆粒物；(5):經過步驟(4)處理后的綜合廢水輸送至二號中和池5中，加入氫氧化鈉至PH值為10， 將綜合廢水中的鎳水解沉淀反應生成氫氧化鎳，再將含鎳污泥分離；(6):將步驟(5)處理后的綜合廢水輸送至混凝反應池6中，加入硫酸調節PH值至6.5,再加入氫氧化鈣和PAC，將綜合廢水中的剩余的氟反應生產氟化鈣；(7):將經過步驟(6)處理后的綜合廢水輸送至二沉池7中，沉淀去除步驟(6)中生產的氟化鈣；(8):將經過步驟(7)處理后的綜合廢水直接排入城市污水管網8或者通過砂濾罐9處理，濾除其中細小的懸浮顆粒物，形成回用水。[0023 ] 將初級沉淀池4和二沉池7中沉淀出來的污泥輸送至污泥濃縮池10，形成泥餅。 [〇〇24] 具體如下:(1)隔油沉淀池性質:去除廢水中石油類污染物，沉淀鋼皮等大顆粒雜質。按最大流量15m3/d設計。
[0025]工藝尺寸:2.5X1.5X3.0 有效水深:1.7m 有效容積:6 m3 停留時間:9h配套設備:隔油板，UPVC材質。池壁采用聚四氟乙烯塑料襯里。
[0026](2)調節池性質:生產廢水低位調節池；調節水質水量，為聚四氟乙烯塑料板制作。按平均流量 400m3/d 設計。
[0027]工藝尺寸:15.0X8.0X3.0 有效水深:2.3m，高出地面0.2m 有效容積:350m3停留時間:l〇h配套設備:廢水提升栗，數量:2臺，1用1備，可選氟塑料液下栗或IHF65-50-125型栗。主要參數:設計流量為25m3/h，揚程20m，N=3KW。
[0028](3)—號中和池性質:采用碳酸鈉將廢水pH調節到4.5，析出鐵，此后投加氯化鈣，將大部分氟生成氟化鈣。聚四氟乙烯塑料板制作，設計流量400m3/d。
[0029]工藝尺寸:2.0X2.0X5.5,3組有效水深:4.5m有效容積:18m3 反應時間:1 h配套設備:攪拌機，1.5Kw，3臺。
[0030](4)初級沉淀池性質:沉淀廢水中懸浮顆粒，降低SS。采用聚四氟乙烯塑料板制作，內壁做玻璃布防腐， 設計流量400m3/d，分為清水區和沉淀區。
[0031]工藝尺寸:5.5X5.5X5.5 有效水深:5m。
[0032] 有效容積:150m3停留時間:180min，表面負荷lm3/m3 h 配套設備:配套DN600豎流筒。
[0033](5)二號中和池性質:投加氫氧化鈉，調節pH至適合鎳水解沉淀反應要求的pH值，pH為10.0;采用碳鋼制作，壁厚度6mm，底板厚度8mm。
[0034]工藝尺寸:2.0 X 2.0X5.5 有效水深:4.8m有效容積:19.2m3 停留時間:lh配套設備:攪拌機，1.5Kw，1臺。配套氫氧化鎳離心過濾機1臺，SS300-水洗，用于分離含鎳污泥，裝料1 〇kg，功率1.1 kw。[〇〇35](6)混凝反應池性質:投加硫酸調節Ph到6.5,投加氫氧化鈣和PAC，將尾水中的氟生成氟化鈣。采用碳鋼制作，壁厚度6mm，底板厚度8mm。設計總進水量400m3/d。
[0036]工藝尺寸:2.0X2.0X5.5,2組有效水深:4.8m有效容積:19m3 停留時間:lh配套設備:攪拌機，1.5Kw，2臺。
[0037](7)二沉池性質:將前步驟生成的氟化鈣沉淀去除，設計流量400m3/d。
[0038]工藝尺寸:5.5X5.5X5.5 有效水深:4.5m有效容積:22m3 停留時間:3h配套設備:配套DN600豎流筒。采用碳鋼制作，壁厚度6_，底板厚度8_。
[0039](8)中間水池性質:為砂濾提供穩定水源。采用碳鋼制作，壁厚度6mm，底板厚度8mm 工藝尺寸:1.5X4X5.5 有效水深:4.5 m 有效容積:27m3 停留時間:1.5h配套設備:2臺IHF65-50-125氟塑料栗，1用1備，流量25m3/h，揚程20m，N=3kw。采用碳鋼制作，壁厚度6mm，底板厚度8mm。
[0040](9)砂濾罐性質:濾除水中細小懸浮物，為后續超濾反滲透服務。鋼制設備，設計流量400m3/d。
[0041]工藝尺寸:1.2X2.5 (10)污泥處理性質:初級沉淀池、二沉池產生的污泥排至污泥濃縮池，污泥濃縮池尺寸2.0 X 3.2 X 5.5，2組，容積為60m3。板框壓濾機XAY100/1000-U，過濾面積100m2，N=3.0KW。壓濾機配套污泥栗G50-1，為螺桿栗，設計流量20m3/h，揚程600kpa。
【主權項】
1.一種不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝，其特征是:將不銹鋼酸洗廢水和清 洗廢水混合后形成綜合廢水，然后具體處理步驟:(1):將混合后的綜合廢水通入隔油沉淀 池，去除石油類污染物和大顆粒雜質；(2):經過步驟(1)處理后的綜合廢水輸送至調節池， 調節水質水量；(3):經過步驟(2)處理后的綜合廢水輸送至一號中和池中，采用碳酸鈉將綜 合廢水的PH值調節至4.5,析出鐵，然后再加入氯化鈣，使大部分氟轉化為氟化鈣；(4):經過 步驟(3)處理后的綜合廢水輸送至初級沉淀池中，沉淀去除懸浮顆粒物；(5):經過步驟(4) 處理后的綜合廢水輸送至二號中和池中，加入氫氧化鈉至PH值為10，將綜合廢水中的鎳水 解沉淀反應生成氫氧化鎳，再將含鎳污泥分離；(6):將步驟(5)處理后的綜合廢水輸送至混 凝反應池中，加入硫酸調節PH值至6.5，再加入氫氧化鈣和PAC，將綜合廢水中的剩余的氟反 應生產氟化鈣；(7):將經過步驟(6)處理后的綜合廢水輸送至二沉池中，沉淀去除步驟(6) 中生產的氟化鈣；(8):將經過步驟(7)處理后的綜合廢水直接排入城市污水管網或者通過 砂濾罐處理，濾除其中細小的懸浮顆粒物，形成回用水。2.根據權利要求1所述的一種不銹鋼酸洗廢水和清洗廢水混合處理工藝，其特征是:將 初級沉淀池和二沉池中沉淀出來的污泥輸送至污泥濃縮池，形成泥餅。
【文檔編號】C02F9/04GK105948313SQ201610351206
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】秦華達, 王銳
【申請人】秦華達