申请日2016.01.15
公开(公告)日2017.07.25
IPC分类号C02F9/04; C02F103/16
摘要
一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法及系统，所述冷轧盐酸酸再生废水进入一体式加药沉淀池，在一体式加药沉淀池添加氢氧化钙或氢氧化钠1000～2500mg/L，控制PH值在10以上，同时，添加原位复配助凝剂5～15mg/L。冷轧盐酸酸再生废水、氢氧化钙或氢氧化钠和原位复配助凝剂在一体式加药沉淀池前部混合搅拌后，进入PH调节池，调节废水PH在6～9之间。然后进入粉煤灰吸附塔，进行周期性的反冲洗处理，由此得到处理的冷轧盐酸酸再生废水。根据本发明的技术方案，可减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。
权利要求书
1.一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，使用包括配置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池、配置有酸加药系统的PH调节池及粉煤灰吸附塔的用于降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其特征在于，
所述冷轧盐酸酸再生废水进入设置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池，在一体式加药沉淀池，所述碱液自动加药系统添加氢氧化钙或氢氧化钠1000～2500mg/L，控制一体式加药沉淀池中冷轧盐酸酸再生废水的PH值在10以上，
同时，由自控助凝剂加药系统在一体式加药沉淀池添加原位复配助凝剂5～15mg/L，原位复配助凝剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺/聚合硫酸铝复配原位助凝剂，
冷轧盐酸酸再生废水、氢氧化钙或氢氧化钠和原位复配助凝剂在一体式加药沉淀池前部混合搅拌后，从一体式加药沉淀池流出，通过一级提升泵进入PH调节池，酸加药系统通过PLC自动控制投加盐酸，调节废水PH在6～9之间，
然后，冷轧盐酸酸再生废水再通过二级提升泵进入粉煤灰吸附塔，吸附塔中放置改性粉煤灰填料，改性粉煤灰填料占整个吸附塔体积的75～90%，整个粉煤灰吸附塔进行周期性的反冲洗处理，
冷轧盐酸酸再生废水在粉煤灰吸附塔中的停留时间为45～75min，
由此得到处理的冷轧盐酸酸再生废水。
2.如权利要求1所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，整个粉煤灰吸附塔40-65min反冲洗一次，反冲洗时间为4-6min，由此得到处理的冷轧盐酸酸再生废水。
3.如权利要求1所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，冷轧盐酸酸再生废水、氢氧化钙和原位复配助凝剂都添加在一体式加药沉淀池前部的混合搅拌区，混合搅拌区中设置有双层螺旋搅拌器进行高速旋转，确保混合均匀，冷轧盐酸酸再生废水在混合区的停留时间为60～180s。
4.如权利要求1所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，本发明的原位复配助凝剂制备的工艺如下：
配制85%的聚合硫酸铝溶液，加热至45～55℃，搅拌速度为10-30转/分钟，匀速搅拌30～60min，逐滴加入90～95%的聚二甲基二烯丙基氯化胺，按照聚合硫酸铝溶液体积等量加入聚二甲基二烯丙基氯化胺，滴加时搅拌速度为30-40转/分钟，搅拌分散至均相溶液，形成聚二甲基二烯丙基氯化胺/聚合硫酸铝复配原位助凝剂。
5.如权利要求1所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，然后冷轧盐酸酸再生废水通过溢流进入一体式加药沉淀池的斜板沉淀区，冷轧盐酸酸再生废水在斜板沉淀区的停留时间为15～28min。
6.如权利要求1所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，所述改性粉煤灰填料的制备过程如下：
1)所述粉煤灰主要采用来自电厂除尘的粉煤灰，主要成分(质量百分比)为SiO2：51.6%;Al2O3：17.2%;Fe2O3：14.9%;CaO：6.3%;MgO：3.7%;其它成分：6.3%，
2)所述粉煤灰用按照固液比1：8～10加入到质量分数为60-65%的浓硫酸中，混合搅拌后水浴加热，冷却后清水洗涤，干燥，以提高粉煤灰的比表面积，增加吸附性能力，
3)配制1.5～4.2mol/L的溴化十四烷基苄基二甲基铵溶液，粉煤灰和溴化十四烷基苄基二甲基铵溶液固液比为1-1.5：4-6混合，中温(45-50度)搅拌，干燥后冷却至室温，活化后的粉煤灰再经过固定亲水亲油基团的表面活性剂改性，提高电中和为主的吸附能力，
4)粉煤灰碾碎后过100目筛，得到改性粉煤灰填料。
7.如权利要求1的一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，在步骤1)，所述粉煤灰堆积密度为657～865kg/m3，密实度26.8～31.25%。
8.如权利要求1所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，在步骤2)，所述粉煤灰混合搅拌15～25min，然后75-90℃水浴加热40-50min，冷却后用清水洗涤4-6次，置于100-110℃烘箱中干燥2-3小时。
9.如权利要求1所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，最终处理后的冷轧盐酸酸再生废水出水水质为PH为6～9，电导率为6500～11000us/cm，总铁为1～11mg/L。
10.一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其技术方案如下：
一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，包括设置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池，设置有酸加药系统的PH调节池及粉煤灰吸附塔，其特征在于，
所述一体式加药沉淀池包括搅拌混合区(6)，设置搅拌混合区(6)旁的斜板沉淀区(7)，设置斜板沉淀区(7)下方的排泥管道及阀门(8)，
所述冷轧盐酸酸再生废水进入设置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池，在一体式加药沉淀池，添加氢氧化钙或氢氧化钠1000～2500mg/L，一体式加药沉淀池中冷轧盐酸酸再生废水的PH值在10以上，
同时由自控助凝剂加药系统在一体式加药沉淀池添加原位复配助凝剂5～15mg/L，
冷轧盐酸酸再生废水从一体式加药沉淀池流出后再通过一级提升泵进入PH调节池，酸加药系统通过PLC自动控制投加盐酸，调节废水的PH在6～9之间，
然后冷轧盐酸酸再生废水再通过二级提升泵进入粉煤灰吸附塔，吸附塔中放置用于反冲洗的改性粉煤灰填料，改性粉煤灰填料占整个吸附塔体积的75～90%，经排水泵得到处理的冷轧盐酸酸再生废水。
11.如权利要求10所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其特征在于，所述碱液自动加药系统包括加药泵和PLC自控系统，PLC自控系统连接在搅拌混合区中放置PH在线监测装置。
12.如权利要求10所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其特征在于，所述改性粉煤灰填料碾碎后过100目筛，所述粉煤灰堆积密度为657～865kg/m3，密实度为26.8～31.25%。
说明书
一种降低冷轧盐酸酸再生废水中电导率和总铁的方法和装置
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于高效降低冶金领域冷轧盐酸酸再生废水中电导率和总铁的方法和装置。
背景技术
钢铁工业是一个高能耗、高资源、高污染的产业，其水资源消耗巨大，约占全国工业用水量的14%。
2005年7月国家发改委出台了《钢铁产业发展政策》，对钢铁工业发展循环经济、节约能源和资源、走可持续发展道路提出了更高的目标和更具体的要求，在全球资源紧缺的情况下，低能耗、低污染、低排放成为社会发展的需要。
我国钢铁企业的单位耗用水量仍高于国外先进钢铁企业的水平，近一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量，提高钢铁企业水的循环利用率，加强钢铁企业废水的综合处理与回用是我国钢铁企业实现可持续发展的关键之一。
冷轧盐酸酸再生废水是指采用喷雾焙烧法(即“鲁兹纳法”)再生盐酸和氧化铁粉回收时产生的废水。此废水不仅电导率高而且总铁含量高，直接排放将对环境造成严重影响。
因此，加大对冷轧盐酸酸再生废水研究力度，制定具有针对性的处理方案，探索去除盐酸再生废水中电导率和总铁的工艺和方法，对实现企业的可持续发展和节能减排具有重要意义。
到目前为止，还没有针对降低冷轧盐酸酸再生废水中电导率和总铁工艺和方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于：提供一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法及其系统装置，本发明的降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法及其系统装置根据冷轧盐酸酸再生废水水质水量情况，开发出经济、高效的降低电导率和总铁的技术方案，减少环境污染，系统解决了盐酸再生废水污染环境的问题，积极应对日益严格的环境保护法规，因此本发明属于钢铁绿色环保生产工艺系统。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：
一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，使用包括配置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池、配置有酸加药系统的PH调节池及粉煤灰吸附塔的用于降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其特征在于，
所述冷轧盐酸酸再生废水进入设置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池，在一体式加药沉淀池，所述碱液自动加药系统添加氢氧化钙或氢氧化钠1000～2500mg/L，控制一体式加药沉淀池中冷轧盐酸酸再生废水的PH值在10以上，
同时，由自控助凝剂加药系统在一体式加药沉淀池添加原位复配助凝剂5～15mg/L，原位复配助凝剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺/聚合硫酸铝复配原位助凝剂，
冷轧盐酸酸再生废水、氢氧化钙或氢氧化钠和原位复配助凝剂在一体式加药沉淀池前部混合搅拌后，从一体式加药沉淀池流出，通过一级提升泵进入PH调节池，酸加药系统通过PLC自动控制投加盐酸，调节废水PH在6～9之间，
然后，冷轧盐酸酸再生废水再通过二级提升泵进入粉煤灰吸附塔，吸附塔中放置改性粉煤灰填料，改性粉煤灰填料占整个吸附塔体积的75～90%，整个粉煤灰吸附塔进行周期性的反冲洗处理，
冷轧盐酸酸再生废水在粉煤灰吸附塔中的停留时间为45～75min，
由此得到处理的冷轧盐酸酸再生废水。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，整个粉煤灰吸附塔40-65min反冲洗一次，反冲洗时间为4-6min，由此得到处理的冷轧盐酸酸再生废水。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，冷轧盐酸酸再生废水、氢氧化钙和原位复配助凝剂都添加在一体式加药沉淀池前部的混合搅拌区，混合搅拌区中设置有双层螺旋搅拌器进行高速旋转，确保混合均匀，冷轧盐酸酸再生废水在混合区的停留时间为60～180s。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，一体式加药沉淀池前部是搅拌混合区、后部是斜板沉淀区、底部有排泥管道和阀门。同时碱液自动加药系统包括药剂氢氧化钙或氢氧化钠，加药泵和PLC自控系统，PLC自控系统连接在搅拌混合区中放置PH在线监测装置。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，当加药沉淀池中酸再生废水PH超过10时，停止投加氢氧化钙或氢氧化钠，PH低于10时连续过量投加。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，本发明的原位复配助凝剂制备的工艺如下：
配制85%的聚合硫酸铝溶液，加热至45～55℃，搅拌速度为10-30转/分钟，匀速搅拌30～60min，逐滴加入90～95%的聚二甲基二烯丙基氯化胺，按照聚合硫酸铝溶液体积等量加入聚二甲基二烯丙基氯化胺，滴加时搅拌速度为30-40转/分钟，搅拌分散至均相溶液，形成聚二甲基二烯丙基氯化胺/聚合硫酸铝复配原位助凝剂。
本发明的原位复配助凝剂是针对酸再生废水的水质特点而制备的，有助于颗粒物沉淀时形成更大更容易沉淀的絮体。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，然后冷轧盐酸酸再生废水通过溢流进入一体式加药沉淀池的斜板沉淀区。冷轧盐酸酸再生废水在斜板沉淀区的停留时间为15～28min。
因为，冷轧盐酸酸再生废水在PH为10以上的情况下，会在斜板停留区产生大量的含铁污泥沉淀。沉淀作用不仅去除了冷轧盐酸酸再生废水中总铁变成铁盐沉淀，而且一些影响电导率的离子型重金属也伴随絮体沉淀，从而降低了废水中的电导率。一体式加药沉淀池底部排泥管和阀门连接板框压滤机，定期排泥。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，
冷轧盐酸酸再生废水在反应塔中的停留时间为45～75min。
本发明中粉煤灰吸附塔中改性粉煤灰填料针对冷轧盐酸酸再生废水水质开发制备而成。改性粉煤灰填料的不仅可以过滤吸附一体式沉淀池中没有沉淀下来的含铁颗粒及污泥，而且吸附影响电导率升高的各种无机杂质和金属成分。优选的是，整个粉煤灰吸附塔55min反冲洗一次，反冲洗时间为5min，一个小时左右为一个循环进水周期。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，所述改性粉煤灰填料的制备过程如下：
1)所述粉煤灰主要采用来自电厂除尘的粉煤灰，主要成分(质量百分比)为SiO2：51.6%;Al2O3：17.2%;Fe2O3：14.9%;CaO：6.3%;MgO：3.7%;其它成分：6.3%，
2)所述粉煤灰用按照固液比1：8～10加入到质量分数为60-65%的浓硫酸中，混合搅拌后水浴加热，冷却后清水洗涤，干燥，以提高粉煤灰的比表面积，增加吸附性能力，
3)配制1.5～4.2mol/L的溴化十四烷基苄基二甲基铵溶液，粉煤灰和溴化十四烷基苄基二甲基铵溶液固液比为1-1.5：4-6混合，中温搅拌，干燥后冷却至室温，活化后的粉煤灰再经过固定亲水亲油基团的表面活性剂改性，提高电中和为主的吸附能力，
4)粉煤灰碾碎后过100目筛，得到改性粉煤灰填料。
根据本发明的一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，在步骤1)，所述粉煤灰堆积密度为657～865kg/m3，密实度26.8～31.25%。
根据本发明的一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，在步骤2)，所述粉煤灰混合搅拌15～25min，然后75-90℃水浴加热40-50min，冷却后用清水洗涤4-6次，置于100-110℃烘箱中干燥2-3小时。
由此，粉煤灰通过硫酸活化处理，打开了原来封闭的空穴，提高了粉煤灰的比表面积，增加了吸附性能力。
优选的是，在步骤2)，所述粉煤灰混合搅拌20～25min，然后85-90℃水浴加热45min，冷却后用清水洗涤5次，置于105℃烘箱中干燥2小时。
根据本发明的一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，在步骤3)，配制1.5～4.2mol/L的溴化十四烷基苄基二甲基铵溶液，粉煤灰和溴化十四烷基苄基二甲基铵溶液固液比为1-1.5：4.5-5混合，中温搅拌后干燥，再冷却至室温。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，本发明的工艺路线处理后，冷轧盐酸酸再生废水出水水质为PH为6～9，电导率为6500～11000us/cm，总铁为1～11mg/L。
根据本发明的一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，
所述冷轧盐酸酸再生废水的水质特征：PH为1～2，电导率为17000～31000us/cm，总铁为189～623mg/L。
本发明也提供一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其技术方案如下：
一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，包括设置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池，设置有酸加药系统的PH调节池及粉煤灰吸附塔，其特征在于，
所述一体式加药沉淀池包括搅拌混合区6，设置搅拌混合区6旁的斜板沉淀区7，设置斜板沉淀区7下方的排泥管道及阀门8，
所述冷轧盐酸酸再生废水进入设置有碱液自动加药系统和自控助凝剂加药系统的一体式加药沉淀池，在一体式加药沉淀池，添加氢氧化钙或氢氧化钠1000～2500mg/L，一体式加药沉淀池中冷轧盐酸酸再生废水的PH值在10以上，
同时由自控助凝剂加药系统在一体式加药沉淀池添加原位复配助凝剂5～15mg/L，
冷轧盐酸酸再生废水从一体式加药沉淀池流出后再通过一级提升泵进入PH调节池，酸加药系统通过PLC自动控制投加盐酸，调节废水的PH在6～9之间，
然后冷轧盐酸酸再生废水再通过二级提升泵进入粉煤灰吸附塔，吸附塔中放置用于反冲洗的改性粉煤灰填料，改性粉煤灰填料占整个吸附塔体积的75～90%，经排水泵得到处理的冷轧盐酸酸再生废水。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其特征在于，所述一体式加药沉淀池前部的混合搅拌区中设置高速旋转的双层螺旋搅拌器。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其特征在于，所述碱液自动加药系统包括加药泵和PLC自控系统，PLC自控系统连接在搅拌混合区中放置PH在线监测装置。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理方法，其特征在于，一体式加药沉淀池底部排泥管和阀门连接用于定期排泥的板框压滤机。
根据本发明所述一种降低冷轧盐酸酸再生废水电导率和总铁的处理系统装置，其特征在于，所述改性粉煤灰填料碾碎后过100目筛，所述粉煤灰堆积密度为657～865kg/m3，密实度26.8～31.25%。
本发明首次提出了完整的冷轧盐酸酸再生废水降低电导率和总铁的技术方案，本发明的技术方案处理效果稳定，生产运行成本低，属于环境友好型的钢铁绿色生产系统。
