专利名称：一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法
技术领域：
本发明属于钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理技术领域，具体涉及一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法。
背景技术：
钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理工艺，是一项重要的节能减排技术。原处理工艺最初由国外工程公司随酸洗生产线引入国内，并大量在各大钢铁企业冷轧酸洗废水处理上应用，其工艺流程可参考附图
3。原有工艺在国内轧钢厂的一些应用实例可见酒泉钢铁厂，《不锈钢冷轧废水处理生产运行分析》CNKI =SUN GYSC. 0. 2009-08-034，唐志龙罗渝敦。济南钢铁厂，《济钢冷轧厂废水站含酸废水处理系统》，《水处理技术》第36卷，第5 期，李善人、何迎春等。宝钢集团上钢一厂，《不锈钢冷轧酸洗废水处理工艺》，《第7界Q009)中国钢铁年会论文集》，刘金成。钢铁工业冷轧酸洗废水的主要废水组成、主要污染物以及所适用的环境规范及标准。钢铁工业冷轧酸洗废水主要涉及两股废水中性盐废水与混酸废水两部分。中性盐废水又称含铬废水主要污染物是高浓度六价铬离子、镍离子、铁离子和氢离子(PH)，其它主要成分有硫酸根。当冷轧产品含有奥氏体不锈钢时才有中性盐废水。混酸废水又称含酸废水主要污染物是高浓度氟离子、铁离子、硝酸和氢氟酸。出水排放要求按照GB 8978-1996《污水综合排放标准》以及《钢铁工业水污染物排放标准》执行。具体执行程度视环评要求确定。主要工艺流程如下中性盐废水经自生产线收集进入调节池均质均量一流入一级还原槽，pH控制在 2. 5 3、ORP (氧化还原电位)值控制在250 300mV，反应时间15 20min —流入二级还原槽，pH控制在2. 5 3、ORP (氧化还原电位)值控制在观0 320mV，反应时间15 20min —流入一级中和槽(与混酸废水合并处理)。混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量一流入一级中和槽(与中性盐废水合并)投加石灰将PH调节至9. 5 10. 5，反应时间25 40min —流入二级中和槽投加石灰将PH调节至10 11，反应时间25 40min —流入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间2 2. 5h，表面负荷为1 1. 5m3/m2 · h —废水进入砂滤单元进行过滤，滤速控制在6 IOm/ m2 -h —流入出水监测槽监测排放废水的pH，投加盐酸或液碱进行pH调节，使pH范围为6 9，监测槽的停留时间为8 15min —达标排放。两股废水混合处理后在沉淀池产生的污泥一污泥收集槽一厢式压滤机泥水分离 —泥饼外运处置，滤液回流到一级中和槽进行进一步处理。
处理过程中涉及的主要化学反应机理六价铬离子的处理
2Cr042- +3HSO3-(或其它还原剂)+TH+ ph/orp >2Cr3++3S042-+5H20
2Cr3++3Ca(OH)2 PH > 2Cr(OH)3 丄 +3Ca2+镍离子的处理
Ni2++Ca(OH)2 PH > Ni(OH)2 丄 +Ca2+氟离子的处理
Ca(OH)2 + 2F PH >CaF2 丄 +2(OH)铁离子的处理
3Ca(OH)2 + 2Fe3+ PH >3Ca2+ + 2Fe(OH)3 丄氢离子的处理2H+ +Ca(OH)2 PH > Ca2+ + IH2O从工艺控制的角度来看，现有技术主要采用石灰过量投加技术将污染物以污泥形式从水中分离，达到净化水质的目的。根据实际的运行数据情况发现现有技术的主要缺点及产生原因是1、所产生的污泥均为含铬污泥(一类污染物为中国国家危险废物目录中的HW17 项危险废物)致使污泥全部需按照危险废物进行处置，无法实现分置，因此需要处理的危险废物量很大。产生这一问题的原因是原工艺将中性盐废水还原后和与混酸废水合并统一进行中和处理，两股废水的污泥共同沉淀无法分离。这一处理方法虽然在项目投入的前期可节省一套污泥处理装置，但是后续处理过程中含危险废物的污泥处理成本高，环境效益也不好。2、产生的污泥总量大，造成污泥处置成本与吨水处置成本均较高。造成产生的污泥总量大的根本原因在于处理工艺中采用了过量石灰投加法，为保证出水氟离子能够达标，反应的PH调整至10 11，而在这一反应pH区段内，石灰的溶解速度较低，导致大量的石灰未经反应便随着其它污泥一起沉降，既造成药剂的浪费，同时污泥总量也随之增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，本发明方法削减了原有钢铁工业冷轧酸洗废水处理工艺的污泥产量，降低了吨水处理成本。本发明的技术方案如下本发明提供了一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，该方法包括以下步骤将钢铁工业冷轧酸洗废水中的中性盐废水和混酸废水完全分开处置，分为中性盐废水处理流程和混酸废水处理流程两个步骤。所述的中性盐废水处理流程包括以下步骤中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级还原槽，投加还原剂，并将PH控制在2. 00 3. 00，ORP (氧化还原电位) 值控制在250 500mV，反应时间为15 20min ；经一级还原槽还原的废水流入二级还原槽，继续投加还原剂，并将PH控制在1. 50 2. 00，ORP (氧化还原电位)值控制在250 500mV,反应时间为15 20min ；经二级还原后的废水流入一级中和槽，投加液碱调节pH为 8. 20 8. 50，反应时间20 30min ；经一级中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱调节 pH为8. 50 8. 70，反应时间为20 30min ；经二级中和后的废水流入絮凝槽，在絮凝槽中投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为10 15min ；混凝反应后的废水流入沉淀池，进行泥水分离，沉淀时间2 池，表面负荷在0. 8 1. 2m3/m2 -h ；经沉淀分离后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的PH范围为6 9;从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离，污泥外运，滤液回流到一级中和槽。所述的还原剂为亚硫酸氢钠和盐酸。所述的混酸废水处理流程包括以下步骤混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级中和槽，投加石灰中和调节PH至4. 00 5. 00，反应时间为25 35min ；经一级中和槽中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱中和调节PH值为8. 20 8. 70，反应时间20 30min ；经二级中和后的废水流入絮凝槽，投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为 10 15min，经混凝反应后的废水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间为2 池，表面负荷 0. 8 1. 2m3/m2 · h，从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥按常规废物外运处置，滤液回流到一级中和槽；从沉淀池流出的废水流入除氟反应器，投加铝盐或活性氧化铝进行吸附反应，反应时间为1 1. 5h，经除氟反应器处理后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的pH范围为6 9。所述的铝盐选自硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝中的一种或几种的混合物。所述的液碱为氢氧化钠，也可以选择能达到该效果的其他类液碱；液碱的投加通过气动隔膜调节阀门来精确控制。所述的絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或两种的混合物。所述的沉淀池选自辐流式沉淀池或斜板沉淀池中的一种。所述的控制出水监测槽中出水的pH范围为6 9是通过在出水监测槽中投加盐酸或液碱调节。在中性盐废水工艺流程中，工艺段具体调整如下1、中性盐废水经还原槽处理后不再与混酸废水进行合并处理，而是单独进行中和处理。目的是将中性盐废水产生的危险废物含铬污泥与其他常规污泥分开，最大化的减少危险废物的产生量。2、在一级中和槽与二级中和槽的处理流程中，不再采用石灰作为中和剂而是采用液碱进行中和。反应PH由原来的10 11调整至8. 2 8. 7。反应的方程式如下
权利要求
1.一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于该方法包括以下步骤，将钢铁工业冷轧酸洗废水中的中性盐废水和混酸废水完全分开处置，分为中性盐废水处理流程和混酸废水处理流程两个步骤。
2.根据权利要求1所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理方法，其特征在于所述的中性盐废水处理流程包括以下步骤中性盐废水自生产线收集进入调节池均质均量， 流入一级还原槽，投加还原剂，并将pH控制在2. 0 3. 0，ORP值控制在250 500mV，反应时间为15 20min ；经一级还原槽还原的废水流入二级还原槽，继续投加还原剂，并将pH 控制在1. 5 2. 0，ORP值控制在250 500mV，反应时间为15 20min ；经二级还原后的废水流入一级中和槽，投加液碱调节pH为8. 2 8. 5，反应时间20 30min ；经一级中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱调节pH为8. 5 8. 7，反应时间为20 30min ；经二级中和后的废水流入絮凝槽，在絮凝槽中投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为10 15min ； 混凝反应后的废水流入沉淀池，进行泥水分离，沉淀时间2 池，表面负荷在0. 8 1. 2m3/ m2 -h ；经沉淀分离后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的pH范围为6 9 ； 从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离，污泥外运，滤液回流到一级中和槽。
3.根据权利要求2所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理方法，其特征在于所述的还原剂为亚硫酸氢钠和盐酸。
4.根据权利要求1所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理方法，其特征在于所述的混酸废水处理流程包括以下步骤混酸废水自生产线收集进入调节池均质均量，流入一级中和槽，投加石灰中和调节pH至4. 0 5. 0，反应时间为25 35min ；经一级中和槽中和后的废水流入二级中和槽，投加液碱中和，调节PH值为8. 2 8. 7，反应时间20 30min ； 经二级中和后的废水流入絮凝槽，投加絮凝剂进行混凝反应，反应时间为10 15min，经混凝反应后的废水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间为2 3h，表面负荷0. 8 1. 2m3/ m2 *h，从沉淀池产生的污泥进入污泥池，用厢式压滤机进行泥水分离；污泥按常规废物外运处置，滤液回流到一级中和槽；从沉淀池流出的废水流入除氟反应器，投加铝盐或活性氧化铝进行吸附反应，反应时间为1 1. 5h，经除氟反应器处理后的上清液流入出水监测槽，控制出水监测槽中出水的pH范围为6 9。
5.根据权利要求4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于 所述的铝盐选自硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于所述的液碱为氢氧化钠；液碱的投加通过气动隔膜调节阀门来精确控制。
7.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于所述的絮凝剂选自聚合氯化铝或聚丙烯酰胺中的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于所述的沉淀池选自辐流式沉淀池或斜板沉淀池中的一种。
9.根据权利要求2或4所述的钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法，其特征在于所述的控制出水监测槽中出水的pH范围为6 9是通过在出水监测槽中投加盐酸或液碱调节。
全文摘要
本发明属于钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理技术领域，公开了一种钢铁工业冷轧酸洗废水污泥减量处理的方法。本发明公开的方法中，中性盐废水和混酸废水采用了完全分开处置方法，分别得到含危险废物污泥和常规污泥，并且通过各个单元精确投加化学药剂，减少了各部分污泥的产量；中性盐废水的处理工艺中，一级和二级中和槽均投加液碱；而在混酸废水处理工艺中，采用石灰液碱联合法进行处理；在还原槽处理中，pH控制在1.5～3.0，中和反应pH控制在8.2～8.7；在中和反应之后采用絮凝工艺，通过投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺等絮凝剂进行反应搅拌增大污染物颗粒大小。本发明方法能使出水稳定的达标，并且降低了吨水处理成本。
文档编号C02F1/58GK102211828SQ20111011192
公开日2011年10月12日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者穆宏 申请人:上海美伽水处理技术有限公司