鋼鐵廢水處理方法與流程
2023-12-12 17:15:37 3
本發明涉及一種鋼鐵廢水處理方法。
背景技術：
現代鋼鐵工業的生產過程包括材選、鐵、煉鋼(連鑄)、軋鋼等生產工藝。鋼鐵工業廢水主要來源於生產工藝過程用水、設備與產品冷卻水、煙氣洗滌和場地衝洗等，但70％的廢水還是源於冷卻用水。間接冷卻水在使用過程中僅受熱汙染，經冷卻後即可回用；直接冷卻水因與產品物料等直接接觸，含有汙染物質，需經處理後方可回用或串級使用。如何對鋼鐵冶煉過程中的廢水進行處理和回收，以便於循環回收利用，降低能源和資源消耗，是長久以來一直研究的課題。
技術實現要素：
本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，並提供至少後面將說明的優點。
本發明還有一個目的是提供一種鋼鐵廢水處理方法。
為此，本發明提供的技術方案為：
一種鋼鐵廢水處理方法，包括：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2～3h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1～2:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，進行中和反應3～5分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應10～25分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為5～10:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應10～15分鐘；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應5～15分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為1～3:100；
步驟五、於溫度80～90℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水30～40min；
步驟六、對步驟五中的鋼鐵廢水進行於真空壓力3～5kpa和溫度50～80℃下進行減壓蒸餾12～36h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為10～20:1。
優選的是，所述的鋼鐵廢水處理方法中，所述步驟一中，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1.5:10。
優選的是，所述的鋼鐵廢水處理方法中，所述步驟二中，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為7.5:100。
優選的是，所述的鋼鐵廢水處理方法中，所述步驟一中，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3～5:20。
優選的是，所述的鋼鐵廢水處理方法中，所述步驟三中，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3～5:30。
優選的是，所述的鋼鐵廢水處理方法中，所述步驟六中，所述減壓蒸餾於真空壓力4kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾24h。
本發明至少包括以下有益效果：
本發明通過聯合氧化還原反應、酸鹼中和反應和減壓蒸餾處理方法，在短時間內即可完成鋼鐵廢水的處理，使其能夠再次循環使用，為鋼鐵廢水的處理提供了一種新的途徑，同時也節約能源、提高鋼鐵冶煉過程中的能源利用效率。本發明的處理效率提高了5～15％，能源利用效率提高了10～20％。
本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
應當理解，本文所使用的諸如「具有」、「包含」以及「包括」術語並不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
本發明提供一種鋼鐵廢水處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2～3h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1～2:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，進行中和反應3～5分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應10～25分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為5～10:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應10～15分鐘；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應5～15分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為1～3:100；
步驟五、於溫度80～90℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水30～40min；
步驟六、對步驟五中的鋼鐵廢水進行於真空壓力3～5kpa和溫度50～80℃下進行減壓蒸餾12～36h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為10～20:1。
在本發明的其中一個實施例中，作為優選，所述步驟一中，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1.5:10。
在本發明的其中一個實施例中，作為優選，所述步驟二中，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為7.5:100。
在本發明的其中一個實施例中，作為優選，所述步驟一中，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3～5:20。
在本發明的其中一個實施例中，作為優選，所述步驟三中，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3～5:30。
在本發明的其中一個實施例中，作為優選，所述步驟六中，所述減壓蒸餾於真空壓力4kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾24h。
實施例1
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為30:20，進行中和反應3分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應105分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為5:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應10分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應5分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為1:100；
步驟五、於溫度80℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水30min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾12～36h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為11:1。
本發明的處理效率提高了5％，能源利用效率提高了10％。
實施例2
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣3h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1.5:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為50:20，進行中和反應5分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應25分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為7.5:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應15分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為5:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應15分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3:100；
步驟五、於溫度90℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水40min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力15kpa和溫度90℃下進行減壓蒸餾12～36h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為12:1。
本發明的處理效率提高了15％，能源利用效率提高了20％。
實施例3
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2.5h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1.1:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為32:20，進行中和反應4分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應12分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為6:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應11分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3.5:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應6分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為1.5:100；
步驟五、於溫度81℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水31min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾12～36h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為13:1。
本發明的處理效率提高了6％，能源利用效率提高了11％。
實施例4
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2.2h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1～2:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為34:20，進行中和反應3.2分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應14分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為6:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應12分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為3.3:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應7分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為1.8:100；
步驟五、於溫度82℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水33min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾16h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為14:1。
本發明的處理效率提高了7％，能源利用效率提高了12％。
實施例5
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2.8h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1.6:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為35:20，進行中和反應3.5分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應15分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為10:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應13分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為4.5:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應12分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為1～3:100；
步驟五、於溫度86℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水36min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾12～36h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為15:1。
本發明的處理效率提高了8％，能源利用效率提高了12％。
實施例6
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2.9h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為1.9:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為30～50:20，進行中和反應3～5分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應10～25分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為8:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應14.5分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為4.8:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應13分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為2.8:100；
步驟五、於溫度88℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水8min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾30h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為16:1。
本發明的處理效率提高了9％，能源利用效率提高了13％。
實施例7
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣2h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為2:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為48:20，進行中和反應4分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應23分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為8:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應13分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為4:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應12分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為2:100；
步驟五、於溫度87℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水36min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾25h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為17:1。
本發明的處理效率提高了9％，能源利用效率提高了19％。
實施例8
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣3h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為2:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為45:20，進行中和反應4分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應21分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為7:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應15分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為4:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應13分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為2:100；
步驟五、於溫度87℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水38min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾12～36h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為18:1。
本發明的處理效率提高了14％，能源利用效率提高了18％。
實施例9
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣3h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為2:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為43:20，進行中和反應5分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應19分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為8:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應12分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為4:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應13分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為2:100；
步驟五、於溫度86℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水33min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾26h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為19:1。
本發明的處理效率提高了13％，能源利用效率提高了17％。
實施例10
鋼鐵廢水快速處理方法，包括如下步驟：
步驟一、首先向鋼鐵廢水中通入氧氣3h，氧氣與鋼鐵廢水的體積比為2:10，之後過濾，除去沉澱，之後將過濾後的鋼鐵廢水與鹼性調節劑混合，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為50:20，進行中和反應5分鐘；
步驟二、加入偏重亞硫酸鈉反應17分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為7:100；
步驟三、再次加入鹼性調節劑，進行中和反應13分鐘，所述鹼性調節劑與所述鋼鐵廢水的質量體積比為4:30；
步驟四、再次加入偏重亞硫酸鈉反應13分鐘，所述偏重亞硫酸鈉與所述鋼鐵廢水的質量體積比為2:100；
步驟五、於溫度86℃下，加熱步驟四中的鋼鐵廢水37min；
步驟六、將步驟五中的鋼鐵廢水進行於真空壓力14kpa和溫度65℃下進行減壓蒸餾20h；
其中，所述鹼性調節劑包含生石灰或氫氧化鈉和納米級活性炭顆粒，生石灰或氫氧化鈉與納米級活性炭顆粒的質量比為20:1。
本發明的處理效率提高了12％，能源利用效率提高了18％。
對比例
依據現有技術完成鋼鐵廢水處理。
這裡說明的模塊數量和處理規模是用來簡化本發明的說明的。對本發明的鋼鐵廢水處理方法的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的實施例。