申请日2016.01.29
公开(公告)日2016.05.25
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明公开了一种钢材酸洗废水的零排放处理方法，所述处理方法包括：钢铁酸洗废水通过格栅进行过滤处理;将经过滤处理的钢铁酸洗废水通入高效氧化池;将经高效氧化的钢铁酸洗废水回用至钢铁酸洗过程的酸洗池中，给酸洗池中的钢铁酸洗废水进行加热;在经加热的酸洗池中加入酸，然后对钢材进行酸洗处理;将酸洗池的出口废水通过格栅进行过滤处理;将经格栅过滤处理的钢铁酸洗废水通入结晶池中进行常温结晶;将结晶池的母液执行上述步骤。本发明所提供的零排放处理方法大大降低对工艺设备成本和运行成本的投入，不采用氢氧化钙等药剂，更重要的是降低了硫酸的使用量，不产生废水排放问题，同时采用常温结晶得到含七个水的硫酸亚铁晶体副产物。
权利要求书
1.一种钢材酸洗废水的零排放处理方法，其特征在于，所述钢材酸洗废水的零排放处理方法包括如下步骤：
(a)将钢铁酸洗废水进行过滤处理;
(b)将(a)中经过滤处理的钢铁酸洗废水通入氧化池进行氧化，将钢铁酸洗废水中的亚铁离子氧化成三价铁离子;
(c)将(b)中经氧化的钢铁酸洗废水回用至钢铁酸洗过程的酸洗池中，且给酸洗池中的钢铁酸洗废水进行加热;
(d)将(c)中酸洗池的出口废水进行过滤处理;
(e)将(d)中经过滤处理的钢铁酸洗废水通入结晶池中进行常温结晶;
(f)将(e)中结晶池的母液执行步骤(a)到(e)。
2.根据权利要求1所述的钢材酸洗废水的零排放处理方法，其特征在于，步骤(c)中将酸洗池中的钢铁酸洗废水升温至40~56.7℃。
3.根据权利要求1或2所述的钢材酸洗废水的零排放处理方法，其特征在于，通过换热器给酸洗池中的钢铁酸洗废水进行加热。
4.根据权利要求1或2所述的钢材酸洗废水的零排放处理方法，其特征在于，通过加热器给酸洗池中的钢铁酸洗废水进行加热。
5.根据权利要求1所述的钢铁酸洗废水的零排放处理方法，其特征在于，步骤(b)中通过催化柱中的臭氧对钢铁酸洗水进行氧化。
6.根据权利要求1所述的钢铁酸洗废水的零排放处理方法，其特征在于，步骤(b)中通过催化柱中的双氧水对钢铁酸洗水进行氧化。
说明书
一种钢材酸洗废水的零排放处理方法
技术领域
本发明属于工业污水处理领域，尤其是涉及一种钢材酸洗废水的零排放处理方法。
背景技术
我国钢产量已超过1亿吨，在生产过程中要经过酸洗处理才能出厂，经过市场到各个加工厂后，又必定要再经过一次酸洗表面处理，才能加工成终端产品。每1万吨钢材酸洗处理1次，平均产生酸洗废水2万吨，废酸600吨。钢铁厂的钢铁酸洗水在硫酸亚铁浓度达到200g/L左右和硫酸浓度在70g/L左右时开始失效，这股酸洗废水目前主要通过中和沉淀法，然后达标排放：
例如，专利200610086207.0钢铁酸洗废水回用的处理工艺，通过投入氢氧化钙进行中和处理，氧化沉淀铁离子，排出清水回用。此工艺通过加药中和与沉淀方法，一方面需要大量的药剂成本，同时将可以再回收利用的酸浪费了，并且水里存在大量硫酸钙增加水的硬度。
例如，专利201410304713.7钢铁酸洗废水资源化与零排放工艺，通过中和氧化絮凝，再通过膜法回收淡水。该工艺复杂投入设备和运行成本都很高，对于利润单薄的钢铁企业不太合适。
发明内容
本发明的目的在于，针对当前钢材酸洗废水处理的缺陷问题，提供一种低成本工艺简单的钢材酸洗废水零排放处理方法。
为此，本发明提供如下解决方案：
一种钢材酸洗废水的零排放处理方法，所述钢材酸洗废水的零排放处理方法包括如下步骤：
(a)钢铁酸洗废水通过格栅进行过滤处理;
(b)将(a)中经格栅过滤处理的钢铁酸洗废水通入高效氧化池进行高效氧化;
(c)将(b)中经高效氧化的钢铁酸洗废水回用至钢铁酸洗过程的酸洗池中，给酸洗池中的钢铁酸洗废水进行加热;
(d)将(c)中酸洗池的出口废水通过格栅进行过滤处理;
(e)将(d)中经格栅过滤处理的钢铁酸洗废水通入结晶池中进行常温结晶;
(f)将(e)中结晶池的母液执行步骤(a)到(e)。
进一步地，步骤(c)中将酸洗池中的钢铁酸洗废水升温至40～56.7℃。
进一步地，通过换热器给酸洗池中的钢铁酸洗废水进行加热。
进一步地，通过加热器给酸洗池中的钢铁酸洗废水进行加热。
进一步地，步骤(b)中通过催化柱中的臭氧对钢铁酸洗水进行氧化。
进一步地，步骤(b)中通过催化柱中的双氧水对钢铁酸洗水进行氧化。
钢材酸洗的反应机理如下：
Fe2O3+6H+→2Fe3++3H2O(1)
2Fe3++Fe→3Fe2+(2)
Fe+2H+→Fe2++H2(3)
钢材酸洗的反应过程中，酸首先跟氧化铁进行反应，生成三价铁离子，三价铁在酸性条件下与铁发生氧化还原反应生成二价铁离子，由于需要保证铁锈清除干净，加入的酸必然会过量，过量的酸接着将与铁发生置换反应。
本发明通过将钢材酸洗废水进行回用，而不是通过中和处理，从而避免了钢材酸洗废水中硫酸稀溶液的浪费;通过高效氧化，将二价铁离子氧化为三价铁离子，通过更多的三价铁离子与铁发生氧化还原反应，从而使得在有限的操作时间内避免硫酸与铁进行置换反应，从而再一次减少硫酸的浪费。
由于亚硫酸铁的溶解度在0～56.7℃的范围内随着温度的上升溶解度也上升，通过二价铁离子与三价铁离子的循环转换从而实现钢铁酸洗废水的循环使用，并通过温差结晶，从而得到了含七个水的亚硫酸铁晶体。
本发明所提供的钢材酸洗废水的零排放处理方法能够大大降低对工艺设备成本和运行成本的投入，与现有技术相比，不采用氢氧化钙等药剂用于回收硫酸亚铁溶液，更重要的是降低了过程中的硫酸使用量，不产生废水排放问题，同时采用常温结晶得到含七个水的硫酸亚铁晶体副产物，从而实现了百分之百的零排放。
具体实施方式
参照具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
用250mL失效的钢铁酸洗水通过上述工艺方案进行试验论证，该失效的钢铁酸洗水中含有硫酸亚铁280g/L，硫酸70g/L。
将钢铁酸洗水放在大烧杯中通过3g/h的臭氧，充分曝气1h，停止曝气氧化，此时酸洗水溶液从绿色变成棕黄色;将酸洗水加热至40℃，放入含铁锈的铁块不断酸洗处理，直到酸洗水失效，此时溶液有原来的棕黄色变回深绿色;经过滤纸过滤溶液，冷却至常温，等到第二天，得到10.6g干净的七水硫酸亚铁晶体;
在结晶后的母液中加入0.15mol的酸到达初始失效的钢铁酸洗水的酸度，继续臭氧曝气1h，将溶液升温至40℃，继续钢材的酸洗直至再次失效，经滤纸过滤，冷却至常温，第三天可得到11.79g干净的七水硫酸亚铁晶体;
上述工艺实现了钢铁酸洗废水的循环酸洗使用，实现废水资源化利用和零排放的要求。
针对准备投入使用5000吨/年钢铁酸洗废水钢管厂的投资及经济分析概算如下：
本发明的钢铁酸洗废水资源化与零排放方案，其设备成本投入低，工艺简单，能够实现盈利，在钢材酸洗废水里具有广泛的应用价值。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例而已，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围
