申请日2009.09.01
公开(公告)日2010.02.10
IPC分类号C02F9/14; C02F1/40; B01D21/00; C02F3/00; C02F1/66; C02F1/24; C02F1/52
摘要
一种金属加工综合废水的处理方法，所述废水包括酸洗废水和乳化液废水，(1)乳化液废水油水分离预处理后，废油收集，(2)酸洗废水与预处理的乳化液废水均质均量后在除油沉淀一体化反应池采用pH两级调节：碳酸钙滤床将废水pH调至5.0～6.0，废水中SO42-和F-分别与碳酸钙滤床释放的Ca2+生成CaF2及CaSO4沉淀;加碱液将废水pH调至8.0～10.0，PO43-与Ca2+逐步生成CaHPO32+、Ca3(PO4)2和Ca5(OH)(PO4)3钙盐沉淀及其它磷酸盐沉淀，Al3+与F-络合生成冰晶石Na3AlF6;再加入高分子絮凝剂强化沉淀效果;(3)对小油滴及细小的金属颗粒进一步气浮选去除;(4)流入生化反应池反应后产生的污泥浓缩压滤收集处理，压滤液及冲洗水回流至调节池回用。
权利要求书
1、一种金属加工综合废水的处理方法，所述废水包括酸洗废水和乳化液废水，其pH≤4.0， 每升废水中含：COD 500～30000毫克，石油类100～36000毫克，SO42-≥100毫克，PO43-≥ 10毫克，F-≥50毫克。其特征在于以下步骤：
(1)乳化液废水排入集水池中，用泵输送至油水分离器，将油水分离器预处理后产生的废油 收集，预处理后的废水排入调节池;
(2)将酸洗废水在调节池中与步骤(1)预处理后的废水均质均量后，出水进入除油沉淀一 体化反应池，除油沉淀一体化反应池采用pH两级调节：用碳酸钙滤床将废水pH调至5.0～6.0， 废水中SO42-和F-分别与碳酸钙滤床释放的Ca2+生成CaF2及CaSO4沉淀，滤除;再加碱液将 废水pH调至8.0～10.0，PO43-与Ca2+逐步生成CaHPO32+、Ca3(PO4)2和Ca5(OH)(PO4)3钙盐沉 淀及其它磷酸盐沉淀，Al3+与F-络合生成冰晶石Na3AlF6;再加入高分子絮凝剂强化沉淀效果; 除油沉淀一体化反应池产生的污泥排入集泥井;
(3)除油沉淀一体化反应池出水进入气浮池，对小油滴及细小的金属颗粒进一步浮选去除， 气浮池产生的污泥排入集泥井;
(4)气浮池出水流入生化反应池进行生化反应，生化池产生的污泥排入集泥井;
(5)集泥井中污泥浓缩压滤成泥饼收集处理，压滤液及冲洗水回流至调节池回用。
2、如权利要求1一种金属加工综合废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)中，pH二 级调节再加的碱液为NaOH、Ca(OH)2和CaO中的一种或几种。
3、如权利要求1一种金属加工综合废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)中，投加 的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚硅酸铁、聚合硫酸氯化铁铝、聚硅酸硫酸铁、羧甲 基纤维素、聚合氯化铁和带有PAM的聚合氯化铝中的一种或几种。
4、如权利要求1一种金属加工综合废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)中，除油 沉淀一体化反应池的材质为PE、PP、TFE、PVC、玻璃钢或碳钢。
说明书
一种金属加工综合废水的处理方法
技术领域
本发明属于环保及化工技术领域，涉及一种金属加工综合废水的处理工艺，具体是去除 金属加工废水中的乳化液废水和酸性废水，使其达标并回收废水中废油的工艺。
背景技术
金属加工过程中会产生多股废水，包括酸洗废水和乳化液废水，其排放不规律，波动性 大，同时存在F-、PO43-、SO42-和Al3+等多种离子，其水质一般为pH≤4.0，每升废水中含： COD 500～30000毫克，石油类100～36000毫克，8O42-≥100毫克，PO43-≥10毫克，F-≥50 毫克。其中的酸洗废水易对处理工艺造成很大的pH冲击负荷;乳化液废水中的浮油中含一 定量的细小金属颗粒，比重大于水，常规气浮法不能很好地处理，而且一般的物化混凝工艺 难以实现油水分离。
针对金属加工废水中不同的污染物，目前的处理方法有：
(1)酸性废水的处理
一般酸性废水的处理方法包括碱性废水中和及药剂中和，一种酸性废水处理工艺方法 (CN 1456517A)采用电熔镁粉做中和剂，缓冲性能好、污泥产量低，但未解决沉淀和金属 颗粒对系统的堵塞问题。
(2)乳化液废水的处理
班福忱等人采用酸化隔油-碱化混凝气浮-中和生物接触氧化法处理港口船舶含油废水， 抗pH冲击能力强，出水水质好，但该工艺未考虑浮油中细小金属颗粒等杂质的分离及去除。 一体化含油废水处理装置(CN 101186399A)将絮凝沉降罐、粗粒化罐、多级精细化罐串联在含 油废水的行进路线上，该装置主要采用絮凝沉淀方法处理，而金属加工废水表面呈强负电性， 物化混凝工艺对颗粒细小的浮油去除效果差。乳化油废水微生物处理技术(CN 12722625)采 用调节曝气池+斜板除油池+生物曝气滤池处理工艺，该工艺的不足在于处理油类浓度低，抗 pH冲击负荷能力弱。
(3)F-的去除
水中除氟方法大致分为沉淀法和吸附法。此外，还有冷冻法、离子交换树脂、超滤、电 渗析等，因成本高、除氟率低，少有实际应用。高氟酸性废水处理方法(CN 1351968A)以 碳酸钙为主氟剂，氧化钙为辅氟剂，并将固体沉渣返回回用做聚集晶体。一种高效除氟剂及 其制备方法和应用(CN 200610086619.4)等诸多除氟专利都着重在高效除氟剂上，一种地下 水除氟方法及装置(CN 01110085.0)采用了一种包括加药装置、管式静态混合器、斜板澄清 器、多孔布水器、过滤装置等的一体化处理设备。然而在实际应用中没有考虑沉淀物与吸附 剂的分离，会严重影响吸附材料的利用率。
发明内容
本发明针对金属加工过程中产生的多股废水，排放不规律，波动性大的特点，提出酸化 破乳十油水分离器的乳化油预处理方法，及兼顾中和及化学沉淀各离子污染物的两级pH调 节处理工艺。该工艺提高了含油废水的抗pH冲击负荷能力、降低了废水中F-、PO43-、SO42- 和Al3+等浓度、简化了操作方法。
本发明的方案中所述废水包括酸洗废水和乳化液废水，pH≤4.0，每升废水中含：COD 500～30000毫克，石油类100～36000毫克，SO42-≥100毫克，PO43-≥10毫克，F-≥50毫克。 其处理方法为以下步骤：
(1)乳化液废水排入集水池中，用泵输送至油水分离器，将油水分离器预处理后产生的废油 收集，预处理后的废水排入调节池;
(2)将酸洗废水在调节池中与步骤(1)预处理后的废水均质均量后，出水进入除油沉淀一 体化反应池，除油沉淀一体化反应池采用pH两级调节：pH一级调节，用碳酸钙滤床将废水 pH调至5.0～6.0;废水中SO42-、F-与碳酸钙滤床释放的Ca2+反应生成CaF2及CaSO4等沉淀去 除;pH二级调节，加碱液将废水pH调至8.0～10.0，PO43-与Ca2+逐步生成CaHPO32+、Ca3(PO4)2 甚至Ca5(OH)(PO4)3钙盐沉淀及其它磷酸盐沉淀，同时Al3+与F-络合生成冰晶石Na3AlF6;再 加入高分子絮凝剂强化沉淀效果;除油沉淀一体化反应池产生的污泥排入集泥井;
(3)除油沉淀一体化反应池出水进入气浮池，对小油滴及细小的金属颗粒进一步浮选去除， 气浮池产生的污泥排入集泥井;
(4)气浮池出水流入生化反应池进行生化反应，生化池产生的污泥排入集泥井;
(5)集泥井中污泥打入带式浓缩压滤机，经浓缩压滤后，泥饼外运处理，压滤液及冲洗水回 流至调节池回用。
以上步骤(2)中，pH二级调节再加的碱为NaOH、Ca(OH)2和CaO中的一种或几种。
以上步骤(2)中，投加的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚硅酸铁、聚合硫酸氯化 铁铝、聚硅酸硫酸铁、羧甲基纤维素、聚合氯化铁和带有PAM的聚合氯化铝中的一种或几种。
以上步骤(2)中，除油沉淀一体化反应池材质为PE、PP、TFE、PVC、玻璃钢或碳钢。
本发明方案进一步叙述如下：
以上步骤(1)中，在高效油水分离器中，通过加酸酸化破乳，中和浮油表面的负电荷， 实现浮油聚并，进而实现乳化油与金属颗粒分离剥离，聚集的油滴上浮，经油水分离区分离， 金属等沉淀与污泥斗进入集泥井，实现浮油、废水、废渣有效分离。
以上步骤(2)中，调节池废水经泵提升至除油中和沉淀一体化反应池，pH一级调节， 利用碳酸钙滤床将废水pH调至5.0～6.0，废水中SO42-、F-与碳酸钙滤床释放的Ca2+反应生成 CaF2及CaSO4等沉淀去除，碳酸钙滤床反应剧烈，产生的沉淀在CO2气体的作用下随水进入 下一级反应系统，不堵塞滤床。pH二级调节，由计量泵投加碱将废水pH调至8.0～10.0。随 pH值升高，PO43-与Ca2+逐步生成CaHPO32+、Ca3(PO4)2甚至Ca5(OH)(PO4)3等钙盐沉淀及其 它磷酸盐沉淀，同时Al3+可与F-络合生成冰晶石Na3AlF6。
以上步骤(2)中，为进一步控制SS和细小的浮油颗粒，除油中和沉淀一体化反应池中 再投加高分子混凝剂，强化沉淀效果。
以上步骤(2)中，除油中和沉淀一体化反应池将除油、中和、反应、沉淀等单元有机结 合在一起，工艺流畅、效果好、易于实现自控。
本发明步骤(2)中，投加的絮凝剂为(聚丙烯酰胺)、PAC(聚合氯化铝)、PSF(聚硅 酸铁)、PAFCS(聚合硫酸氯化铁铝)、PFSS(聚硅酸硫酸铁)，羧甲基纤维素、带有PAM的 聚合氯化铝、聚合氯化铁的一种或几种。
本发明步骤(2)中，除油中和沉淀一体化反应池的材质为PE、PP、TFE、PVC、玻璃 钢、碳钢等的一种或几种。
本发明技术特点如下：
1、除油中和沉淀一体化反应池
pH两级调节降低废水酸度，有效缓冲pH冲击负荷。同时，Ca2+、Na+可以与废水中的 F-、PO43-、SO42-、Al3+等离子反应生成颗粒细小、密度大的Na3AlF6、Al(OH)3、CaF2、Ca(HPO3)2+、 Ca3(PO4)2、Ca5(OH)(PO4)3沉淀。碳酸钙滤床反应剧烈，产生的沉淀在CO2作用下随水流出滤 床，进入下一级反应系统，不会沉积在碳酸钙滤料表层而堵塞滤床。再向废水中投加高分子 絮凝剂，强化沉淀效果，加速泥水分离及细小颗粒浮油的去除。除油中和沉淀一体化反应池 将除油、粗中和、反应、沉淀等单元有机结合在一起，工艺流畅、实现pH自动控制。
2、高效油水分离器
针对乳化液废水含细小金属颗粒的特点，采用高效油水分离器，通过加酸酸化破乳，实 现浮油聚并，进而实现乳化油与金属颗粒分离剥离，聚集的油滴上浮，经油水分离区分离， 金属颗粒等杂质进入污泥斗。
3、pH两级调节系统
pH一级调节，利用碳酸钙滤床将废水pH调至5.0～6.0，废水中的SO42-、F-离子与碳酸 钙滤床释放的Ca2+反应生成CaF2及CaSO4等沉淀而去除，碳酸钙滤床反应剧烈，产生的沉淀 在CO2气体的作用下随水流出滤床，进入下一级反应系统，不会沉积在碳酸钙滤料表层而堵 塞滤床。pH二级调节，由计量泵投加碱液将废水pH调至8.0～10.0。随着pH值升高，PO43- 与Ca2+逐步生成CaHPO32+、Ca3(PO4)2、Ca5(OH)(PO4)3等钙盐沉淀及其它磷酸盐沉淀同时Al3+ 可与F-络合生成冰晶石(Na3AlF6)沉淀。
4、资源化利用
本工艺中经高效油水分离器分离的废油可回收利用。
