一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法与流程

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种无铬涂层废水的预处理工艺，使其处理后的无铬涂层废水达到《钢铁工业水污染物排放标准》(gb13456-2012)的要求，特别适用在钢铁行业产生的无铬涂层废水预处理领域进行应用。

背景技术：

无铬涂层废水是冶金行业生产过程中产生的废水，含有高浓度的油及油脂、铁、磷、cod等污染物，是国内外钢铁行业废水处理领域的重大难题，往往需要采用深度处理技术。

无铬涂层废水治理技术种类繁多，各有利弊。通过多年的研究，国内外对无铬涂层废水的处理主要采用化学法。沉淀法作为化学法的一种，其处理无铬涂层废水，主要是使废水中的污染物与氢氧根形成沉淀去除，沉淀后的含铬污泥因其含铬浓度极高具有很好的回收利用价值。因此还原剂的选择是至关重要的一个问题，常用的还原剂有硫酸亚铁-石灰法，在反应池内，于ph＝2-4的条件下，边搅拌边加入5％-10％feso4，使废水中的六价铬被还原成三价铬；然后投加ca(oh)2调ph＝8-9，便生成难溶的氢氧化铬沉淀。该处理效果好，药剂来源容易，但是占地面积大，污泥体积大，出水色度高，适用于小厂，非常具有局限性。

为了解决钢铁行业无铬涂层废水处理的技术难题，不仅需要采用合适的方法，无铬涂层废水处理工艺合理布置也是至关重要的。通过对多个钢铁企业厂区内的无铬涂层废水处理系统进行调查、研究、分析发现，当前钢铁行业无铬涂层废水处理普遍存在着废水来源水质浓度过高，波动系数大，导致无铬涂层废水进水的调节池淤积严重，同时还存在加药系统混乱，长期腐蚀严重，无铬涂层废水与药剂搅拌混合不充分等问题，亟需攻克现有钢铁企业无铬涂层废水处理工艺的难题，优化无铬涂层废水处理系统工艺流程，最大限度地提高废水处理冲击负荷能力，达到高效、稳定处理无铬涂层废水的目的。

技术实现要素：

本发明就是针对现有钢铁企业无铬涂层废水处理存在的药剂消耗量大、污泥产生量大、处理工艺复杂、处理成本高等技术难题，而提供一种能够显著减少药剂使用量、降低废水处理成本、处理效率高的钢铁企业无铬涂层废水的处理方法，从而为无铬涂层废水处理达标开辟一条新的途径。

为实现本发明的上述目的，本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法采用以下工序：

1)鼓风曝气氧化处理：将钢铁企业无铬涂层废水给入曝气调节池中进行鼓风曝气氧化处理，曝气时间30～50min；曝气调节池中的曝气系统采用陶瓷制微孔曝气头，气泡微小、曝气均匀；所述的无铬涂层废水水质为：油及油脂50-350mg/l，铁5-25mg/l，磷酸二氢铝150-500mg/l，悬浮物100-500mg/l，cod200-1000mg/l，ph值3-5。

在大多情况下，无铬涂层废水水质为：油及油脂100-200mg/l，铁15-25mg/l，磷酸二氢铝250-450mg/l，悬浮物200-500mg/l，cod200-600mg/l。

2)中和、絮凝反应调节：将步骤1)理后的无铬涂层废水给入中和、絮凝反应调节装置中，所述的中和、絮凝反应调节装置采用四级混合反应器，采用氢氧化钠加药装置向四级混合反应器中投加氢氧化钠，加入量为10-50mg/l，用计量泵控制加入量大小，使四级混合反应器中的无铬涂层废水的ph值保持在6-8之间，使酸性无铬涂层废水进行中和反应，同时水中三价铬与氢氧化根形成沉淀物；然后再分别通过破乳剂加药装置、pac加药装置、pam加药装置向四级混合反应器投加破乳剂、pac、pam，对无铬涂层废水中其他难降解的物质进行絮凝反应，形成絮凝络合物；破乳剂、pac、pam加入量分别为50-180mg/l、30-150mg/l、5-20mg/l，加药量也通过计量泵控制。

在该步骤中，氢氧化钠的加入量优选为20-30mg/l；破乳剂、pac、pam加入量分别在80-150mg/l、60-120mg/l、5-15mg/l范围为宜，其中破乳剂加入量在100-120mg/l范围为佳。

3)高效气浮：步骤2)处理后的无铬涂层废水给入高效气浮装置的溶气罐内，废水中的悬浮物在溶气罐内大量微小汽泡的表面张力作用下粘附于微小汽泡上，形成整体比重小于1的微小汽泡悬浮体，实现固液分离，再通过高效气浮装置上部的刮沫机刮除排到污泥池中，并排出底部清水。

4)絮凝反应调节：步骤3)排出的底部清水给入絮凝反应调节装置内，所述的絮凝反应调节装置采用三级混合反应器，再分别通过控制硫酸加药装置、pac加药装置、pam加药装置加入硫酸、pac、pam，加入量分别为15-25mg/l、30-150mg/l、5-20mg/l，控制三级混合反应器内的ph值在4-6之间，使废水中其他难降解的物质发生絮凝反应；加药量的大小通过计量泵控制。

该步骤中，硫酸、pac、pam的加入量优选分别为15-25mg/l、80-100mg/l、8-12mg/l。

5)静置沉淀：三级混合反应器中的上部清水给入斜板沉淀池内静置沉淀，斜板沉淀池排出的上清液进入生化提标系统进行处理，直至满足《钢铁工业水污染物排放标准》(gb13456-2012)出水要求。

上述加入量是针对所在处理工序给入的废水量。

斜板沉淀池排出的上清液中出水满足进入生化提标系统的要求的各项指标如表1所示。

表1钢铁工业废水进入生化提标系统对各污染物要求

本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法的原理为：由于钢铁工业生产过程中会产生大量难降解的磷、氮、cod、油等指标，通过对无铬涂层废水投加适宜浓度的酸碱、pac、pam等药剂形成极难溶于水的氢氧化沉淀物及其难溶络合物，从而满足无铬涂层废水进入生化系统的要求，提高生化系统降解各污染物的负荷能力。

本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：

(1)大大减少中和药剂和絮凝剂的消耗量，与常规的工艺相比，絮凝剂用量减少约40％以上；

(2)最终产生的污泥量大幅度减少，不到常规工艺处理污泥量的1/3，且污泥中铬元素的含量显著提高，从而便于污泥的集中处理；

(3)生产工艺简单，生产成本低，比常规工艺处理成本低30％以上。

附图说明

图1是本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法工艺流程框图；

图2是本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法的系统结构联系图。

附图标记：1-曝气调节池；2-四级混合反应器；3-高效气浮装置；4-三级混合反应器；5-无铬斜管沉淀池；6-氢氧化钠加药装置；7-破乳剂加药装置；8-硫酸加药装置；9-pac加药装置；10-pam加药装置。pac－聚合氧化铝：pam－聚丙烯酰胺。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法作进一步详细说明。

由图2所示的本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法的系统结构联系图并结合图1看出，本发明一种钢铁企业无铬涂层废水的处理方法，钢铁企业无铬涂层废水先进入曝气调节池1内，再由泵提至四级混合反应器2内，在四级混合反应器2内投加入氢氧化钠、破乳剂、pac、pam药剂。四级混合反应器2出水进入高效气浮装置3，然后进入三级混合反应器4，在三级混合反应器4内投加入硫酸、pac、pam药剂，其出水进入铬斜板沉淀池5。经过斜板沉淀池5后上清液满足进入生化提标系统的要求，底泥外运。下面以某钢铁企业无铬涂层废水处理为例，具体采用以下工序：

1)鼓风曝气氧化处理：将钢铁企业无铬涂层废水给入曝气调节池1中进行鼓风曝气氧化处理，曝气时间30～50min；曝气调节池1中的曝气系统采用陶瓷制微孔曝气头；所述的无铬涂层废水水质为：油及油脂150±10mg/l，铁18±2mg/l，磷酸二氢铝370±15mg/l，悬浮物360±15mg/l，cod410±20mg/l，ph值3-5。

2)中和、絮凝反应调节：将步骤1)理后的无铬涂层废水给入中和、絮凝反应调节装置中，所述的中和、絮凝反应调节装置采用四级混合反应器2，采用氢氧化钠加药装置6向四级混合反应器2中投加氢氧化钠，加入量为20-30mg/l，使四级混合反应器2中的无铬涂层废水的ph值保持在6-8之间；然后再分别通过破乳剂加药装置7、pac加药装置9、pam加药装置10向四级混合反应器2投加破乳剂、pac、pam，对无铬涂层废水中其他难降解的物质进行絮凝反应，形成絮凝络合物；破乳剂、pac、pam加入量分别为100-120mg/l、80-100mg/l、8-12mg/l。

在四级混合反应器2中安装一台在线ph计，通过监测四级混合反应器2内的酸碱度，及时调整加药装置的投加量，若在线ph计显示数值大于9，则开启硫酸加药装置8，若在线ph计显示数值小于7，则需控制氢氧化钠加药装置6即可。

3)高效气浮：步骤2)处理后的无铬涂层废水给入高效气浮装置3的溶气罐内，废水中的悬浮物在溶气罐内大量微小汽泡的表面张力作用下粘附于微小汽泡上，形成整体比重小于1的微小汽泡悬浮体，实现固液分离，再通过高效气浮装置3上部的刮沫机刮除排到污泥池中，并排出底部清水；

4)絮凝反应调节：步骤3)排出的底部清水给入絮凝反应调节装置内，所述的絮凝反应调节装置采用三级混合反应器4，再分别通过控制硫酸加药装置8、pac加药装置9、pam加药装置10加入硫酸、pac、pam，加入量分别为15-25mg/l、80-100mg/l、8-12mg/l，控制三级混合反应器4内的ph值在4-6之间，使废水中其他难降解的物质发生絮凝反应；

在三级混合反应器4中安装一台在线ph计，通过监测三级混合反应器4内的酸碱度，及时调整加药装置的投加量，若在线ph计显示数值小于7，则开启氢氧化钠加药装置6；若在线ph计显示数值大于9，则只需要控制pac加药装置9、pam加药装置10即可。

5)静置沉淀：三级混合反应器4中的上部清水给入斜板沉淀池5内静置沉淀，斜板沉淀池5排出的上清液进入生化提标系统进行处理，直至满足《钢铁工业水污染物排放标准》(gb13456-2012)出水要求。

实践应用表明，与常规的工艺相比，无铬涂层废水经过四级混合器和高效气浮装置后，油及油脂的出水指标约为15mg/l,去除率约为90％，铁的出水指标约为3.6mg/l,去除率约为80％，磷酸二氢铝的出水指标约为18.5mg/l，去除率约为95％，悬浮物的出水指标约为36mg/l,去除率约为90％，cod的出水指标约为266.5mg/l,去除率约为35％；无铬涂层废水出水再经过三级反应混合器和斜板沉淀后油及油脂的出水指标约为9.75mg/l，去除率约为94％，铁的出水指标约为2.52mg/l，去除率约为86％，磷酸二氢铝的出水指标约为9.25mg/l,去除率约为98％，悬浮物的出水指标约为7.2mg/l，去除率约为98％，cod的出水指标约为213.2mg/l,去除率约为48％；其中絮凝剂用量减少了42.8％，取得了显著的降药效果，废水处理成本也大幅度降低，取得了意想不到的技术及经济效果。