公布日：2022.03.11
申请日：2021.12.02
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明适用于工业废水技术领域，提供了一种钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，包括如下步骤：(1)预处理；(2)陶瓷膜过滤系统；(3)一级反渗透系统；(4)树脂软化系统；(5)浓水反渗透系统；(6)电渗析系统；(7)蒸发结晶系统；本发明提供一种经济有效、回收水利用率高、能耗低、占地面积小的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，便于实现、处理效果明显，通过多段控制、浓盐水多级减量、蒸发结晶等技术和措施，实现废水的资源化利用，浓盐的多级减量处理，实现清洁生产，既减少了环境污染，又创造了较高的经济效益，实现了钢铁酸洗废水零排放的目标。
权利要求书
1.一种钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于，其工艺步骤为：(1)预处理；预处理包括原水调节池和组合沉淀气浮；钢铁酸洗废水经过原水调节池进入组合沉淀气浮，经过向组合沉淀气浮加入化学药剂、气浮处理后，预处理出水SS小于10mg/L，总硬度降至100mg/L以下，pH为8～9；预处理出水通过气浮清水泵送入陶瓷膜过滤系统；(2)陶瓷膜过滤系统；陶瓷膜过滤系统包括陶瓷膜原料箱、陶瓷膜供料泵、陶瓷膜装置、陶瓷膜产水箱和陶瓷膜反洗泵；陶瓷膜产水箱出口连接一级反渗透系统，浓水出口直接回流至组合沉淀气浮进口端，陶瓷膜反洗泵设于陶瓷膜产水箱和陶瓷膜装置出口端之间；通过陶瓷膜过滤系统处理除去水中的不溶性杂质，产水SDI值小于3；向陶瓷膜产水箱中投加酸，调节陶瓷膜产水箱出水为中性；(3)一级反渗透系统；一级反渗透系统包括：一级供料泵、1#保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透装置和一级冲洗泵；一级供料泵出口至1#保安过滤器管路上需投加还原剂、杀菌剂、阻垢剂，一级反渗透产水出口连接反渗透产水池，浓水出口连接树脂软化系统，一级冲洗泵设于反渗透产水池和一级反渗透进口端之间；一级反渗透产水达到回用水标准，经回用水泵送至钢铁厂回用水点，浓水浓缩倍率为2～3.5；(4)树脂软化系统；树脂软化系统采用离子交换树脂，去除一级反渗透浓水中对膜运行影响较大的Ca2+、Mg2+等离子后，再进入浓水反渗透系统，出水总硬度降至100mg/L以下；(5)浓水反渗透系统；浓水反渗透系统包括浓水原料箱、浓水供料泵、2#保安过滤器、浓水高压泵、浓水反渗透装置、1#浓盐水箱和浓水冲洗泵；浓水反渗透产水回流至陶瓷膜系统进口端，1#浓盐水箱出口连接电渗析系统，浓水浓缩倍率为2～3，浓水冲洗泵设于反渗透产水池和浓水反渗透进口端之间；(6)电渗析系统；电渗析系统包括：电渗析供料泵、3#保安过滤器、电渗析装置和2#浓盐水箱；浓水反渗透浓水经电渗析供料泵进入电渗析系统，电渗析浓水进入2#浓盐水箱，2#浓盐水箱出口与蒸发结晶系统相连通，电渗析脱盐液回流至陶瓷膜系统进口端，浓水浓缩倍率为10～15，电渗析浓水最终含盐量控制在15％以上，达到浓水减量处理的目标，减少蒸发结晶系统的吨水电耗；(7)蒸发结晶系统；蒸发结晶系统包括：浓盐供料泵、循环泵、蒸发结晶装置和固废收集箱；2#浓盐水箱出水经浓盐供料泵和循环泵进入蒸发结晶系统，产生的固体废盐收集于固废收集箱并外运处理，蒸发结晶系统的蒸汽冷凝液可回用于对水质要求不高的工段，实现废水的循环利用。
2.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，浮泥通过浮泥隔膜泵送入浮泥浓缩池，上清液回流至原水调节池，浓缩后的泥水进入脱水机处理，脱除水回流至原水调节池，脱水后的浮泥以铁为主，送至炼铁系统回用处理。
3.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：废水进水水质指标为：pH为2～3，TDS(总溶解固体)为5000～10000mg/L，含盐量为0.5～1.5％，悬浮物(SS)为20～100mg/L。
4.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，化学药剂选自氢氧化钠、石灰、碳酸钠、混凝剂、絮凝剂中的一种或一种以上。
5.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，组合沉淀气浮处理工艺包括：pH调节槽→曝气槽→一次沉淀气浮槽→加药软化槽→二次沉淀气浮槽→浮泥收集槽→清水收集槽。
6.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(2)中，陶瓷膜装置所采用的陶瓷膜材质可以是氧化铝、氧化锆、氧化钛或无机复合材料，膜孔径为50～200nm，系统操作压力为0.1-2.0MPa，操作温度为15-55℃；酸选自硫酸、盐酸、柠檬酸或其它合适酸中的一种。
7.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(3)中，一级反渗透装置所采用的反渗透膜为宽通道、抗污染型高压卷式反渗透膜，材质为骤酰胺、骤酰亚胺或复合膜材料，装置设2段，段间采用管式增压泵，系统操作压力为0.3-3.0MPa，操作温度为15-40℃。
8.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(5)中，浓水反渗透装置所采用的反渗透膜为海水膜或苦咸水膜，装置设2段，段间采用管式增压泵，系统操作压力为0.3-4.0MPa，操作温度为15-40℃。
9.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(6)中，电渗析装置包括脱盐液罐、浓水罐、极液罐、循环泵、直流电源和电渗析膜堆等。
10.如权利要求1所述的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤(7)中，蒸发结晶装置包括蒸发系统和结晶系统，蒸发系统为单效、多效或其它蒸发系统中的一种，通过结晶系统可以得到最终减量处理的固体废盐并外运处理，实现钢铁酸洗废水最大程度的减量处理。
发明内容
本发明提供一种经济有效、回收水利用率高、能耗低、占地面积小的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺。
本发明是这样实现的，一种钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，其工艺步骤为：
(1)预处理；预处理包括原水调节池和组合沉淀气浮；钢铁酸洗废水经过原水调节池进入组合沉淀气浮，经过向组合沉淀气浮加入化学药剂、气浮处理后，预处理出水SS小于10mg/L，总硬度降至100mg/L以下，pH为8～9；预处理出水通过气浮清水泵送入陶瓷膜过滤系统；
(2)陶瓷膜过滤系统；陶瓷膜过滤系统包括陶瓷膜原料箱、陶瓷膜供料泵、陶瓷膜装置、陶瓷膜产水箱和陶瓷膜反洗泵；陶瓷膜产水箱出口连接一级反渗透系统，浓水出口直接回流至组合沉淀气浮进口端，陶瓷膜反洗泵设于陶瓷膜产水箱和陶瓷膜装置出口端之间；通过陶瓷膜过滤系统处理除去水中的不溶性杂质，产水SDI值小于3；向陶瓷膜产水箱中投加酸，调节陶瓷膜产水箱出水为中性；
(3)一级反渗透系统；一级反渗透系统包括：一级供料泵、1#保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透装置和一级冲洗泵；一级供料泵出口至1#保安过滤器管路上需投加还原剂、杀菌剂、阻垢剂，一级反渗透产水出口连接反渗透产水池，浓水出口连接树脂软化系统，一级冲洗泵设于反渗透产水池和一级反渗透进口端之间；一级反渗透产水达到回用水标准，经回用水泵送至钢铁厂回用水点，浓水浓缩倍率为2～3.5；
(4)树脂软化系统；树脂软化系统采用离子交换树脂，去除一级反渗透浓水中对膜运行影响较大的Ca2+、Mg2+等离子后，再进入浓水反渗透系统，出水总硬度降至100mg/L以下；
(5)浓水反渗透系统；浓水反渗透系统包括浓水原料箱、浓水供料泵、2#保安过滤器、浓水高压泵、浓水反渗透装置、1#浓盐水箱和浓水冲洗泵；浓水反渗透产水回流至陶瓷膜系统进口端，1#浓盐水箱出口连接电渗析系统，浓水浓缩倍率为2～3，浓水冲洗泵设于反渗透产水池和浓水反渗透进口端之间；
(6)电渗析系统；电渗析系统包括：电渗析供料泵、3#保安过滤器、电渗析装置和2#浓盐水箱；浓水反渗透浓水经电渗析供料泵进入电渗析系统，电渗析浓水进入2#浓盐水箱，2#浓盐水箱出口与蒸发结晶系统相连通，电渗析脱盐液回流至陶瓷膜系统进口端，浓水浓缩倍率为10～15，电渗析浓水最终含盐量控制在15％以上，达到浓水减量处理的目标，减少蒸发结晶系统的吨水电耗；
(7)蒸发结晶系统；蒸发结晶系统包括：浓盐供料泵、循环泵、蒸发结晶装置和固废收集箱；2#浓盐水箱出水经浓盐供料泵和循环泵进入蒸发结晶系统，产生的固体废盐收集于固废收集箱并外运处理，蒸发结晶系统的蒸汽冷凝液可回用于对水质要求不高的工段，实现废水的循环利用。
优选的，步骤(1)中，浮泥通过浮泥隔膜泵送入浮泥浓缩池，上清液回流至原水调节池，浓缩后的泥水进入脱水机处理，脱除水回流至原水调节池，脱水后的浮泥以铁为主，送至炼铁系统回用处理。
优选的，废水进水水质指标为：pH为2～3，TDS(总溶解固体)为5000～10000mg/L，含盐量为0.5～1.5％，悬浮物(SS)为20～100mg/L。
优选的，步骤(1)中，化学药剂选自氢氧化钠、石灰、碳酸钠、混凝剂、絮凝剂中的一种或一种以上。
优选的，步骤(1)中，组合沉淀气浮处理工艺包括：pH调节槽→曝气槽→一次沉淀气浮槽→加药软化槽→二次沉淀气浮槽→浮泥收集槽→清水收集槽。
优选的，步骤(2)中，陶瓷膜装置所采用的陶瓷膜材质可以是氧化铝、氧化锆、氧化钛或无机复合材料，膜孔径为50～200nm，系统操作压力为0.1-2.0MPa，操作温度为15-55℃；酸选自硫酸、盐酸、柠檬酸或其它合适酸中的一种。
优选的，步骤(3)中，一级反渗透装置所采用的反渗透膜为宽通道、抗污染型高压卷式反渗透膜，材质为骤酰胺、骤酰亚胺或复合膜材料，装置设2段，段间采用管式增压泵，系统操作压力为0.3-3.0MPa，操作温度为15-40℃。
优选的，步骤(5)中，浓水反渗透装置所采用的反渗透膜为海水膜或苦咸水膜，装置设2段，段间采用管式增压泵，系统操作压力为0.3-4.0MPa，操作温度为15-40℃。
优选的，步骤(6)中，电渗析装置包括脱盐液罐、浓水罐、极液罐、循环泵、直流电源和电渗析膜堆等。
优选的，步骤(7)中，蒸发结晶装置包括蒸发系统和结晶系统，蒸发系统为单效、多效或其它蒸发系统中的一种，通过结晶系统可以得到最终减量处理的固体废盐并外运处理，实现钢铁酸洗废水最大程度的减量处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种经济有效、回收水利用率高、能耗低、占地面积小的钢铁酸洗废水近零排放处理工艺，便于实现、处理效果明显，通过多段控制、浓盐水多级减量、蒸发结晶等技术和措施，实现废水的资源化利用，浓盐的多级减量处理，实现清洁生产，既减少了环境污染，又创造了较高的经济效益，实现了钢铁酸洗废水零排放的目标。
（发明人：蔡玉春）
