一种钢铁工业废水回用的处理系统的制作方法

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种钢铁工业废水回用的处理系统。

背景技术：

钢铁工业生产中经常会产生工艺冷却液、废气洗涤液和设备及场地冲洗液等废液。尤其是钢铁元件毛坯在表面电镀、喷涂前，一般都要经过酸洗，以清除表面的氧化物，因而产生酸洗废水。不同的生产工艺酸洗废水中，pH值较低，各种无机化学试剂、有机化学试剂含量高，还含有高浓度的亚铁离子、锌离子、铜离子或镍离子等。因此，钢铁工业废水的成分复杂，处理难度高。

目前，钢铁工业废水的主要治理手段为传统的曝气中和沉淀法加生物处理法，一般先利用曝气将亚铁离子氧化成铁离子，之后投加生石灰沉淀废水中的铁离子，再投加PAM(聚丙烯酰胺)在絮凝反应池内絮凝反应后，进入沉淀池固液分离，分离液再经生物处理法处理后排放。也有人利用超滤膜作为系统的保障工艺，但由于受石灰作为钢铁工业酸洗废水中和剂的影响，超滤膜的应用和推广受到了一定的限制和阻碍。

传统处理方法在理论上虽然可行，但在实际工程应用中却存在以下问题：(1)传统工艺对反应条件要求高，抗冲击能力差，当预处理的原水水量、水质及反应条件发生较大波动时出水质量不稳定，效果难以保证；(2)化学沉淀过程中使用了大量的生石灰，过量的生石灰使得排放废水中的pH值、硬度和碱度等含量显著上升，因此，需要投加酸液进行中和，传统的加酸工艺如加盐酸、硫酸容易给处理水中带来部分离子(如Cl^-、SO4^2-)及电导率的上升，使得处理出水回用受到一定的使用限制；(3)钢铁工业废水中难生物降解物质含量高，B/C比低，传统的曝气氧化效率低，并不能改善B/C比，后续生物处理会受到一定的冲击，且难以使出水达标。

正是因为以上种种原因，限制了传统工艺发展和在实际工程中的应用，因此，很有必要开发出一种新的钢铁工业废水回用的处理装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种钢铁工业废水回用的处理系统，解决了传统工艺虽然可行，但在实际工程应用中却存在反应条件要求高，抗冲击能力差、容易给处理水中带来部分离子以及及电导率的上升的问题，从而使得处理出水回用受到一定的使用限制。

本实用新型提供了一种钢铁工业废水回用的处理系统，包括通过管线依次串连的均质池、Fenton氧化池、絮凝反应池、中和调节池以及多介质过滤塔；

所述Fenton氧化池的上方设有Fenton试剂投药箱，所述Fenton氧化池内顶端设有布液器，所述布液器通过管线与所述Fenton试剂投药箱连通；所述Fenton氧化池内位于所述布液器的下方处同轴设有布水筒，所述布水筒上开设有多个布水孔；所述布水筒的底端设有与所述均质池连通的进水管，所述进水管上设有高压泵；

所述Fenton氧化池的上方还设有循环管，所述循环管与所述进水管连通，所述循环管上还设有提升泵；

所述絮凝反应池内设有第一搅拌装置，所述絮凝反应池的上方设有生石灰投药箱和絮凝剂投药箱，所述生石灰投药箱和所述絮凝剂投药箱均通过管线与所述絮凝反应池连通；

所述中和调节池内设有第二搅拌装置，所述中和调节池的下方设有二氧化碳储气罐，所述二氧化碳储气罐通过管线与所述中和调节池连通；

所述多介质过滤塔内上端设有布水管，所述布水管与所述多介质过滤塔的进水管线连通；所述多介质过滤塔内位于所述布水管的下方处从上到下依次设置有石英砂过滤层、活性炭过滤层以及麦饭石过滤层。

优选的，所述Fenton氧化池内、所述絮凝反应池内以及所述中和调节池内均设有pH检测仪。

优选的，所述布液器上以及所述布水管上均设有多个喷淋头。

优选的，所述石英砂过滤层中填充有石英砂，所述石英砂的粒径为15-30mm。

优选的，所述活性炭过滤层中填充有颗粒状活性炭，所述颗粒状活性炭的粒径为5-10mm。

优选的，所述麦饭石过滤层填充有麦饭石，所述麦饭石的粒径为1-2mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型设置Fenton氧化池，利用呈酸性的且含有大量Fe²⁺离子的钢铁工业废水进行Fenton氧化，能够除去废水中多种有机物，还能够生成Fe³⁺离子，为后续絮凝反应提供絮凝剂原料，且Fenton氧化池内设置布水筒和布液器，使废水和Fenton试剂相对运动，接触面积大，反应迅速，既免去了使用机械搅拌存在死角的弊端，又能高效反应。

2)本实用新型设置中和调节池用来中和絮凝反应池出水中的生石灰，且采用二氧化碳进行中和，一方面能够中和生石灰，另一方面不会给处理水中带来其他阴离子，也不会导致处理水的电导率升高，有利于处理水的回用。

3)本实用新型设置多介质过滤塔对中和调节池出水进行多级过滤，多介质过滤塔能够对各种悬浮物、胶体物质等进行过滤截留，使水质净化、达标。

附图说明

图1为本实用新型提供的钢铁工业废水回用的处理系统的结构示意图。

图标记说明：

1-均质池，2-Fenton氧化池，3-絮凝反应池，4-中和调节池，5-多介质过滤塔，6-Fenton试剂投药箱，7-布液器，8-布水筒，9-布水孔，10-进水管，11-高压泵，12-循环管，13-提升泵，14-第一搅拌装置，15-生石灰投药箱，16-絮凝剂投药箱，17-第二搅拌装置，18-二氧化碳储气罐，19-布水管，20-石英砂过滤层，21-活性炭过滤层，22-麦饭石过滤层，23-pH检测仪。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

一种钢铁工业废水回用的处理系统，具体如图1所示，包括通过管线依次串连的均质池1、Fenton氧化池2、絮凝反应池3、中和调节池4以及多介质过滤塔5。

由于钢铁工业废水来源多，成分复杂，如一般包括钢铁工业生产中的工艺废液、冷却液、废气洗涤液、设备及场地冲洗液、酸性废液等，这些废液的性质各不相同，如工艺废液中含有生产原料，其COD浓度高、可生化性差，处理工艺复杂，而冷却液、废气洗涤液、设备及场地冲洗液成分则相对简单些，COD浓度较低，普通的生物处理法就可以将其处理达标。本实用新型设置均质池1用来放置钢铁工业生产过程中产生的各种污水，并对各股污水进行均质，得到性能稳定的污水，有利于后续处理工艺稳定运行。

Fenton氧化池2的上方设有Fenton试剂投药箱6，Fenton氧化池2内顶端设有布液器7，布液器7上设有多个喷淋头，布液器7通过管线与Fenton试剂投药箱6连通；Fenton氧化池2内位于布液器7的下方处同轴设有布水筒8，布水筒8上开设有多个布水孔9；布水筒8的底端设有与均质池1连通的进水管10，进水管10上设有高压泵11；Fenton氧化池2的上方还设有循环管12，循环管12与进水管10连通，循环管12上还设有提升泵13。

Fenton试剂是由H2O2和Fe²⁺混合而成的一种氧化能力很强的试剂，其氧化机理主要是在酸性条件下(一般pH<3.5)，利用Fe²⁺作为H2O2的催化剂，生成具有很强氧化电性且反应活性很高的羟基自由基，羟基自由基在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基，使其结构破坏，最终氧化分解。本实用新型通过Fenton试剂投药箱6来提供Fenton反应所需要的试剂H2O2和酸液，使H2O2和废水中的Fe²⁺在酸性条件下反应，此外，废水酸性较强，能够为Fenton反应提供合适的pH。Fenton氧化池2内还设有pH检测仪23，用来指导使用者将Fenton氧化池2内的pH值调节到3.5左右，有利于氧化反应的高效进行。

为了使Fenton氧化池2内废水和Fenton试剂混合均匀，本实用新型在Fenton氧化池2内顶端设有布液器7，同时还在Fenton氧化池2内位于布液器7的下方处同轴设有布水筒8，Fenton试剂通过布液器7向下喷出，废水通过高压泵11从布水筒8上开设的多个布水孔9喷出，Fenton试剂和废水相对流动，接触面积大，反应迅速。同时，由于布水筒8置于Fenton氧化池2内，废水从布水孔9四散喷出，具备很好的流化效果。

Fenton氧化池2的上方还设有循环管12，循环管12与进水管10连通，循环管12上还设有提升泵13。循环管12可以将Fenton氧化池2内的反应液从Fenton氧化池2的上端抽送到进水管10内，和进水管10内的原水一起进入Fenton氧化池2，既能够加快Fenton氧化池2内废水的流动，避免死角，使其和Fenton试剂混合均匀，同时还能延长废水在Fenton氧化池2内的停留时间，提高处理效率。

Fenton氧化反应后，废水中的Fe²⁺离子被氧化成Fe³⁺离子，含有Fe³⁺离子的废水进入絮凝反应池3进行絮凝沉淀以除去SS和重金属离子。絮凝反应池3内设有第一搅拌装置14，絮凝反应池3的上方设有生石灰投药箱15和絮凝剂投药箱16，生石灰投药箱15和絮凝剂投药箱16均通过管线与絮凝反应池3连通。

通过生石灰投药箱15往絮凝反应池3内投加生石灰，使废水pH为6-8，在此条件下，Fe³⁺具有很好的絮凝效果，其絮凝机理主要是利用Fe³⁺在水解过程中产生的多核配合物对污水中的溶胶的强烈吸附，通过黏结、架桥、交联等促进微粒聚集而产生絮凝，降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等，还可以去除磷、硫等。在这里，投加生石灰，一方面促进反应进行，另一方面中和了酸性废水中的酸。

需要说明的是，絮凝反应池3的上方设有絮凝剂投药箱16，当废水中重金属离子浓度较高，Fenton氧化池2内产生的Fe³⁺不足以使其全部絮凝时，絮凝剂投药箱16内可以投加絮凝剂，和Fe³⁺配合使用来絮凝重金属离子。

絮凝反应池3的内壁上还设置有pH检测仪23，pH检测仪23能够实时检测絮凝反应池3中废水的pH值，为添加酸碱量提供依据。

中和调节池4内设有第二搅拌装置17，中和调节池4的下方设有二氧化碳储气罐18，二氧化碳储气罐18通过管线与中和调节池4连通。二氧化碳进入废水中会生成碳酸，碳酸能够中和废水中由生石灰生成的过量的碱。并且，二氧化碳一方面能够中和碱，另一方面不会给处理水中带来其他阴离子，也不会导致处理水的电导率升高，有利于处理水的回用。

中和调节池4的内壁上还设置有pH检测仪23，pH检测仪23能够实时检测中和调节池4中废水的pH值，为添加二氧化碳量提供依据。

多介质过滤塔5内上端设有布水管19，布水管19上设有多个喷淋头，布水管19与多介质过滤塔5的进水管线连通；多介质过滤塔5内位于布水管19的下方处从上到下依次设置有石英砂过滤层20、活性炭过滤层21以及麦饭石过滤层22。石英砂的粒径为15-30mm，能够将絮凝反应后的固液混合物中絮凝下来的沉淀物进行过滤截留；活性炭过滤层21中填充有颗粒状活性炭，颗粒状活性炭的粒径为5-10mm，能够将原水中没有被絮凝的悬浮物、胶体物质进一步过滤截留；麦饭石过滤层22中填充有麦饭石，麦饭石的粒径为1-2mm，能够对废水中的细菌、病原微生物等物质进行截留，使水质进一步净化。

本实用新型中，以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。