一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法及其系統裝置製造方法
2023-06-13 17:03:06
一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法及其系統裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法及其系統，該方法依次包括pH調節、高級氧化、混凝絮凝沉澱、過濾、反滲透工藝步驟。該系統包括依次連接的pH調節池、高級氧化裝置以及汙泥沉澱池，在高級氧化裝置和汙泥沉澱池之間還依次連接有混凝絮凝混合裝置和混凝沉澱池；在混凝沉澱池之後還依次連接有過濾裝置和反滲透裝置。本發明針對不鏽鋼平整廢液回用工藝，有效去除了不鏽鋼平整廢液中的重金屬，有效減少了平整工藝中大量新水的消耗。
【專利說明】一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法及其系統裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及廢水處理領域，尤其涉及一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法及其系統
裝直。
【背景技術】
[0002]鋼鐵工業是一個高能耗、高資源、高汙染的產業，其水資源消耗巨大，約佔全國工業用水量的14%，2005年7月國家發改委出臺了《鋼鐵產業發展政策》，對鋼鐵工業發展循環經濟、節約能源和資源、走可持續發展道路提出了更高的目標和更具體的要求，在全球資源緊缺的情況下，低能耗、低汙染、低排放成為社會發展的需要。
[0003]我國鋼鐵企業的單位耗用水量仍高於國外先進鋼鐵企業的水平，進一步降低鋼鐵企業噸鋼耗用新水量，提高鋼鐵企業水的循環利用率，加強鋼鐵企業廢水的綜合處理與回用是我國鋼鐵企業實現可持續發展的關鍵之一。
[0004]平整是鋼鐵生產的重要工藝之一，該工序很大程度決定了成品帶鋼的表面狀態、板形、力學性能和工藝性能。平整工藝需要消耗性水，產生大量的平整廢液。平整廢液主要成分是為脂肪酸和表面活性劑，由於平整廢液相對分子質量小且能夠完全溶於水，因此難於處理，經處理後的廢液勉強環保排放達標。對於此類廢水國內外尚無成熟的回用處理工藝，因此本專利首次提出了平整廢液回用處理工藝，實現了平整工藝的可持續發展，節約了鋼鐵生產用水。
[0005]中國專利CN102126807A公開了一種處理平整廢液的方法，採用破乳、水解酸化，好氧膜生物反應器工藝處理平整液廢水，經過處理後平整液廢水可以達到排放標準。該技術沒有考慮平整廢液的綜合回收利用。中國專利CN102260028A公開了一種冷軋平整液廢水預處理方法及其系統，包括平整液廢水調節池、PH調整池、混凝槽、溶氣氣浮、生化系統調節池和生物接觸氧化系統。經處理後，使進入生化處理系統的平整液CODS 2000mg/l。該技術只是預處理技術，還需要後續好氧生化等工藝處理平整廢液，使經過處理後的平整液達到COD ( 10mg/1的國家排放標準。中國專利201120261855.1公開了一種冷軋平整液廢水預處理系統的實用新型專利，優化了廢水調節池、PH調整池、混凝槽、溶氣氣浮、生化系統調節池的系統布置。採用該專利只能使平整液的COD ( 2000mg/l，還需要後續處理工藝的支撐。
[0006]以上技術方案只考慮平整廢液的達標排放工藝，沒有從根本上解決平整工藝消耗大量新水的事實，更沒有針對不鏽鋼平整廢液回用的工藝路線。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，以及提供其系統裝置。
[0008]本發明的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法的技術方案如下:
[0009]一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於包括如下步驟:
[0010](I)將平整廢液導入調節池，調節平整廢液的PH值到5以下；
[0011](2)將PH調節後的廢液導入高級氧化裝置進行氧化；
[0012](3)將氧化之後的廢液提升至混凝沉降裝置進行混凝絮凝及沉澱；
[0013](4)將混凝絮凝沉澱之後的廢液提升至過濾裝置進行過濾；
[0014](5)將過濾之後的廢液導入反滲透裝置進行淨化；
[0015](6)將氧化產生的汙泥沉渣以及混凝沉降產生的汙泥沉渣排入汙泥沉澱池。
[0016]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於，在步驟(2)中，
[0017]所述氧化反應的催化劑為類芬頓催化劑，所述類芬頓催化劑有效成分質量百分比為:
[0018]七水合硫酸亞鐵:65~95%，
[0019]硫酸銅:2~15%，
[0020]氯化鋁:1~5%，
[0021]氧化亞銅:0.5~3%，
[0022]硫酸鋅:0.I ~2%，
[0023]氯化高鐵:1~10%。
[0024]本發明的類芬頓(Fenton)催化劑如下製得:1)均質混合:按一定上述比例的藥劑均質混合，將上述的化學藥劑放入高速均混機中混合。2)催化劑的烘乾溫度為60~150°C，乾燥時間為2~10小時，培燒溫度是300~500°C，培燒時間是2~5小時。3)等培燒冷卻後的催化劑在球磨機中研磨30~60分鐘製成成品類芬頓氧化催化劑。類芬頓氧化催化劑投加量是100~1000mg/L，30%過氧化氫的投加量是30~200mg/L。
[0025]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，優選的是，在步驟(3)中，所用混凝劑選用三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、氯化鋁和聚合氯化鋁中的一種或多種，投加量為5mg/l~200mg/l ;所用絮凝劑為陰離子型、陽離子型和非離子型PAM中的一種。
[0026]根據本發明，所用絮凝劑分子量為200萬~2200萬，投加量為0.5mg/l~3mg/l,混合時間為0.5min~3min ;混凝時間為5min~15min。
[0027]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，在一個優選的實施方案中，所述混凝劑為投加量為45mg/l~55mg/l的無水固體三氯化鐵或投加量為70mg/l~90mg/l的六水合三氯化鐵。
[0028]根據本發明，所述絮凝劑為陰尚子型PAM,分子量為200萬~500萬,投加量為
0.5mg/l ~1.5mg/l,混凝時間為 6min ~9min。
[0029]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於，在步驟(4)中，過濾步驟依次為多介質過濾、活性炭過濾、精密過濾,其中所述多介質過濾濾料選用石英砂層和無煙煤層兩層；所述活性炭過濾濾料選用石英砂活性炭；所述精密過濾濾芯選用燒結濾管、熔噴式纖維濾芯、蜂房濾芯中的一種。
[0030]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，優選的是，
[0031](I)所述多介質過濾中石英砂的顆粒直徑為1mm~2mm,厚度為350mm~450mm,濾速為5m/h~10m/h,所述無煙煤顆粒直徑為0.1mm~Imm,濾層厚度為550mm~650mm,濾速為 5m/h ~10m/h ；
[0032](2)所述石英砂活性炭過濾由底部裝0.2-0.4m的承託層和石英砂濾料以及1.4-1.6m的活性炭濾料依次層疊而成。
[0033]根據本發明，(I)的濾池衝洗強度為15L/(S.M2)~20L/(S.M2)，衝洗時間為6min ~1min0
[0034]根據本發明，(2)的所述石英砂活性炭濾料的濾速為5m/h~10m/h，其中，活性炭比表面積大於900m2/g，裝填密度為450g/L~520g/L~。
[0035]本發明的還提供了一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統裝置，包括依次連接的PH調節池、高級氧化裝置以及汙泥沉澱池，其特徵在於，
[0036]在高級氧化裝置和汙泥沉澱池之間還依次連接有混凝絮凝混合裝置和混凝沉澱池；
[0037]在混凝沉澱池之後還依次連接有過濾裝置和反滲透裝置。
[0038]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統，其特徵在於，
[0039]所述混凝沉澱池包括混凝反應池和斜板沉澱池，其中所述混凝反應池內置有雙槳葉電動機械攪拌器。
[0040]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統，其特徵在於，所述混凝沉澱池包括混凝反應池和斜板沉澱池。
[0041]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統，其中，所述斜板沉澱池的有效布置面積參數為:斜板管徑為32-35mm,斜長為0.8-1.0m,傾角為50-60° ,清水區保護聞度為0.8—1.0m，底部配水區聞度為1.2—1.5m。
[0042]根據本發明所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統，其特徵在於，所述過濾裝置包括多介質過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器，其中，所述精密過濾器的進水口和出水口分別設置壓力表，用以判別濾芯的汙染程度。
[0043]根據本發明提供的一種達標排放的不鏽鋼平整廢液回用處理的系統技術方案，既循環利用了平整廢液，又減少了新水的消耗量。採用本發明的不鏽鋼平整廢液回用處理系統，處理效果穩定，生產運行成本低，操作運行簡便，自動化程度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0044]圖1為本發明的不鏽鋼平整廢液的回用處理系統結構示意圖。
[0045]圖中:1是pH調節池、2是原水泵、3是高級氧化罐、4是過氧化氫加藥系統，5是鐵鹽加藥系統、6是汙泥沉澱池、7是氣動隔膜泵、8是板式壓濾機、9是一級提升泵，10是混凝劑加藥系統、11是管道混合器、12是一體式混凝斜板沉澱池、13是二級提升泵、14是多介質過濾器、15是三級提升泵、16是活性炭過濾器、17是精密過濾器、18是反滲透高壓泵、19是反滲透裝置、20是清水池、21是回用泵。
【具體實施方式】
:
[0046]下面結合附圖和實施例對本發明的不鏽鋼平整廢液回用處理方法及其系統作進一步的說明。
[0047]如圖1所示，經過生化池處理後達標排放的平整廢液進入pH調節池I入口，pH調節池I連接工業廢硫酸管道，把進入pH調節池I的平整廢液通過廢硫酸調節至pH在3~5之間。由PH調節池中的pH計控制廢硫酸的投加劑量。
[0048]pH調節池I出口管道連接原水泵2，平整廢液通過原水泵2管道進入高級氧化罐3。
[0049]所述高級氧化罐3入口連接原水泵管道2，高級氧化罐3的藥劑入口分別連接過氧化氫加藥系統4和硫酸亞鐵加藥系統5，平整廢液和過氧化氫、硫酸亞鐵發生高級氧化反應，通過高級氧化反應有效去除平整廢液中的C0D。
[0050]所述高級氧化罐3中產生的汙泥經過排泥閥管道排入汙泥沉澱池6。
[0051]所述高級氧化罐3出口管道連接一級提升泵9，一級提升泵9出口連接管道混合器11。
[0052]所述懸浮液管道混合器11進口連接一級提升泵7出口管道和混凝絮凝劑加藥系統10出口管道。
[0053]所述混凝絮凝系統10包括兩個加藥箱、機械加藥攪拌器和計量泵，兩個加藥箱分別是混凝劑和絮凝劑，兩個加藥箱的進水口連接工業用水管網，出水口連接混凝劑和絮凝劑加藥計量泵，由計量泵控制加藥的劑量。劑量泵的出口連接管道混合器11。
[0054]所述懸浮液管道混合器11出口連接一體式混凝斜板沉澱池12。一體式混凝斜板沉澱池12包括混凝區和斜板沉澱區。所述混凝絮凝反應區內置槳葉電動攪拌器，在混凝絮凝反應池中，短時間內平整廢液在一定的水力條件下相互碰撞、聚集，形成較大的絮狀顆粒。混凝絮凝反應區連接斜板沉澱池。所述斜板沉澱區內有斜板，斜板沉澱利用淺池原理，平整廢液在沉澱池中停留時間內，顆粒物得到有效去除。斜板中的沉澱下的顆粒物進入斜板沉澱池底部的汙泥鬥，兩根排泥管都帶有排泥閥，兩根排泥管出口連接汙泥沉澱池。
[0055]所述一體式混凝斜板沉澱池12出口連接二級提升泵13。
[0056]所述汙泥池6的進口管道分別連接高級氧化罐和一體式斜板沉澱12的排泥閥管道，高級氧化罐和斜板沉澱產生的汙泥在汙泥池6沉澱。
[0057]所述汙泥池6出口管道連接真空隔泵管道7，真空隔膜泵7出口連接板框壓濾機8，汙泥經過板框壓濾機8壓濾脫水後外運填埋。
[0058]所述多介質過濾器14進口管道連接二級提升泵13出口管道，多介質過濾器14內置多介質濾料層，多介質過濾器14出口連接三級提升泵。
[0059]所述活性炭過濾器14進口連接三級提升泵15出口管道，活性炭過濾器16內置活性炭濾料層，活性炭過濾器16出口連接精密過濾器17。
[0060]精密過濾器出口連接反滲透高壓泵18。
[0061]所述反滲透高壓泵18管道出口連接反滲透裝置19，反滲透裝置19出口連接清水池20。滲透產水進入清水池。反滲透濃水進入工業排水管網。
[0062]所述清水池中的反滲透產水水質達到工業用水標準，清水池出口連接回用泵21，回用泵21把清水接入工業用水管網。
[0063]本實施例中，採用類Fenton氧化催化劑有效成分為含量是:七水合硫酸亞鐵質量百分比是80%，硫酸銅的質量百分比是5%，氯化鋁5%，氧化亞銅的質量百分比是0.5%，硫酸鋅質量百分比是0.5%，氯化高鐵的質量百分比是9%。本發明的類芬頓催化劑製備步驟:1)均質混合:按一定上述比例的藥劑均質混合，將上述的化學藥劑放入高速均混機中混合。2)催化劑的烘乾溫度為100°C，培燒溫度是500°C。3)等培燒冷卻後的催化劑在球磨機中研磨50分鐘製成成品類類Fenton氧化催化劑。本實施例中類Fenton氧化催化劑投加量是500mg/L, 30%過氧化氫的投加量是100mg/L。反應時間是20分鐘。
[0064]如圖1所示，本發明採用的混凝劑是三氯化鐵(FeC13)，硫酸亞鐵(FeS04.7H20)、硫酸鋁(A12(S0)3.18H20),氯化鋁(A1C13.6H20),聚合氯化鋁([Al(OH)L 5 (S04) 0.125C11.25]n)的一種或多種，投加量是 5mg/l ~200mg/l。本實施例中混凝劑優選三氯化鐵，產品可以是無水固體FeC13或水合FeC13.6H20，含60% FeC13。三氯化鐵在水中產生氫氧化鐵膠體，通過電性中和、吸附架橋、網捕沉澱作用形成較大的礬花，且礬花易沉降。三氯化鐵在低溫低濁時仍有較好效果，PH值的適宜範圍是2~10。本實施例中優選無水固體三氯化鐵(FeC13)的投加量是50mg/l或水合FeC13.6H20的投加量是84mg/l。本發明採用的聚丙烯醯胺(PAM)絮凝劑是陰離子型，陽離子和非離子型聚丙烯醯胺中的一種，聚丙烯醯胺分子量可以是200萬~2200萬。投加量是0.5mg/l~3mg/
I。混合時間是0.5min~3min。本實施例中絮凝劑優選陰離子型聚丙烯醯胺,分子量是200萬~500萬，投加量是0.5mg/l。
[0065]本發明中採用混凝絮凝池，在藥劑混合器中混凝劑和絮凝劑迅速均勻的擴散入鱗皮懸浮液，鱗皮懸浮液進入混凝絮凝反應池中，短時間內在反應器中懸浮液中顆粒在一定的水力條件下相互碰撞、聚集，形成較大的絮狀顆粒。混凝絮凝反應器可以是隔板、折板、機械、柵條(網格)、穿孔旋流、波形板等的一種。本實施例中優選雙槳葉電動機械攪拌器。一般混凝絮凝時間是5min~15min。本實施例中優選混凝絮凝時間是8min。
[0066]本實施例中鱗皮粉末懸浮液在混凝池形成較大的絮狀顆粒，然後進入斜管沉澱池沉澱。斜管沉澱池利用淺池原理，懸浮液在沉澱池中停留時間內，懸浮液中的顆粒物去除效率高。鱗皮粉末懸浮液中的重金屬和大顆粒懸浮物在斜板池中得到有效去除。本實施例中的斜板沉澱池，優選設計參數是斜管沉澱池負荷:(去除斜管區無效面積)15/(3.3 - 1.1)*2.2=3.10立方米/平方米時。斜板管逕取35毫米；斜長1.0米；傾角60度。清水區保護高度1.0米，底部配水區高度1.5米。
[0067]本發明採用多介質過濾器，通過多介質濾料的截留和沉降作用，高效去除粉末懸浮液中的極細粉末顆粒，特別是5~30微米直徑的極細顆粒。本發明中的多介質過濾器濾料分兩層，分別是石英砂層和無煙煤層。石英砂的顆粒直徑1.2~1.8mm,濾層厚度400~600mm,不均勻係數是1.3,濾速6~10m/h ;無煙煤濾顆粒直徑0.45~0.6mm,濾層厚度400~600mm，不均勻係數1.5，濾速6~10m/h。濾池衝洗強度是15~17L/ (S.M2)，衝洗時間是5~lOmin。本實例優選石英砂粒徑1.8mm,厚度為400mm,濾速8m/h ;無煙煤濾顆粒直徑0.5mm,濾層厚度600mm，濾速6m/h。濾池衝洗強度是17L/ (S -M2)，衝洗時間是9min。
[0068]本發明採用活性炭過濾器，活性炭是用煙煤、無煙煤、果殼或木屑等多種原來經過碳化和活化處理製成的黑色多孔顆粒。活性炭有巨大的比表面積、與水的接觸面極大，因而吸附能很強。利用活性炭的吸附作用去除平整廢液中的有機汙染物、油類和殘留的重金屬成分。
[0069]本發明中的活性炭過濾器是石英砂活性炭過濾器，底部裝0.2~0.5m後承託層和石英砂濾料，在其上裝1.0~1.5m後的活性炭，濾速為6~12m/h。本發明優選0.3m的承託層和石英砂濾料，1.5m的活性炭濾料，濾速為8m/h。本發明優選活性炭比表面積大於900m2/g，裝填密度是450~520g/L。
[0070]本發明採用的精密過濾器，它採用加工成型的濾材做成濾芯，用以去除I~5微米的顆粒。濾芯材料主要有燒結濾管、熔噴式纖維濾芯和蜂房濾芯等。本發明優選聚丙烯為材料的纖維濾芯。精密過濾器的進水和出水口設置壓力表，其壓差可以判斷精密過濾其中濾芯的汙染程度，當壓差大於0.1MPa時，更換濾芯。
[0071]採用本發明的不鏽鋼平整液回用的處理系統，對不鏽鋼平整廢液處理前後的數據參見下表:
[0072]
【權利要求】
1.一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)將平整廢液導入調節池，調節平整廢液的pH值到5以下； (2)將pH調節後的廢液導入高級氧化裝置進行氧化； (3)將氧化之後的廢液提升至混凝沉降裝置進行混凝絮凝及沉澱； (4)將混凝絮凝沉澱之後的廢液提升至過濾裝置進行過濾； (5)將過濾之後的廢液導入反滲透裝置進行淨化； (6)將氧化產生的汙泥沉渣以及混凝沉降產生的汙泥沉渣排入汙泥沉澱池。
2.根據權利要求1所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於，步驟(2)中， 所述氧化反應的催化劑為類芬頓催化劑，所述類芬頓催化劑有效成分質量百分比為: 七水合硫酸亞鐵:65~95%， 硫酸銅:2~15%， 氯化鋁:1~5%，
氧化亞銅:0.5~3%, 硫酸鋅:0.1~2%， 氣化聞鐵:1~10%。
3.根據權利要求1所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於，在步驟(3)中，所用混凝劑選用三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、氯化鋁和聚合氯化鋁中的一種或多種，投加量為5mg/l~200mg/l ;所用絮凝劑為陰離子型、陽離子型和非離子型PAM中的一種。
4.根據權利要求3所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於，所述混凝劑為投加量為45mg/l-55mg/l的無水固體三氯化鐵或投加量為70mg/l-90mg/l的六水合三氯化鐵；所述絮凝劑為陰離子型PAM。
5.根據權利要求1所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於，在步驟(4)中，過濾步驟依次為多介質過濾、活性炭過濾、精密過濾,其中所述多介質過濾濾料選用石英砂層和無煙煤層兩層；所述活性炭過濾濾料選用石英砂活性炭；所述精密過濾濾芯選用燒結濾管、熔噴式纖維濾芯、蜂房濾芯中的一種。
6.根據權利要求5所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理方法，其特徵在於， (1)所述多介質過濾中石英砂的顆粒直徑為1mm~2mm,厚度為350mm~450mm,濾速為5m/h~10m/h,所述無煙煤顆粒直徑為0.1mm~Imm,濾層厚度為550mm~650mm,濾速為5m/h ~10m/h ； (2)所述石英砂活性炭過濾由底部裝0.3m的承託層和石英砂濾料以及1.5m的活性炭濾料依次層疊而成，濾速為5m/h~10m/h，其中，活性炭比表面積大於900m2/g，裝填密度為450g/L ~520g/L。
7.一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統裝置，包括依次連接的pH調節池、高級氧化裝置以及汙泥沉澱池，其特徵在於， 在高級氧化裝置和汙泥沉澱池之間還依次連接有混凝絮凝混合裝置和混凝沉澱池； 在混凝沉澱池之後還依次連接有過濾裝置和反滲透裝置。
8.根據權利要求7所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統裝置，其特徵在於，所述混凝沉澱池包括混凝反應池和斜板沉澱池，其中所述混凝反應池內置有雙槳葉電動機械攪拌器。
9.根據權利要求7所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統，其特徵在於，所述混凝沉澱池包括混凝反應池和斜板沉澱池。
10.根據權利要求7所述的一種不鏽鋼平整廢液回用處理系統裝置，其特徵在於，所述過濾裝置包括多介質過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器，其中，所述精密過濾器的進水口和出水口分別設置壓力表， 用以判別濾芯的汙染程度。
【文檔編號】C02F9/04GK104071914SQ201310110390
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月30日 優先權日:2013年3月30日
【發明者】李恩超, 劉金成, 曹躍華, 劉勇, 侯紅娟, 張文志, 許巧生 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 寶鋼不鏽鋼有限公司