本发明属于水处理
技术领域：
，具体涉及一种冷轧酸洗废水与碱性废水协同处理的方法。
背景技术：
酸洗是冷轧厂不可缺少的工序之一。工艺生产过程中，冷轧钢材需采用酸洗工艺去除钢材表面的氧化铁皮，并且酸洗之后需要用纯水对钢材表面进行冲洗，以清洗钢材表面残留的酸液。因此随之而产生酸洗废液和酸性漂洗水，通常酸洗过程中的废酸大多返回酸再生系统进行再生后重复利用；漂洗废水由于酸浓度过低无法进行酸再生，只能排放。申请号为200310120052.4和200610046212.4的专利公开了一种冶金工业冷轧酸性废水的处理中和剂及其工艺方法。该发明采用轻烧镁粉筛上料经雷蒙机粉碎为粒度140目、电熔镁除尘灰、清烧镁粉、氧化镁含量在40％以上的镁系材料作为中和剂，工艺方法包括：(1)向中和塔提供废酸水；(2)向中和塔内提供中和剂；(3)搅拌加曝气中和反应；(4)过滤；(5)泥水分离处理。该工艺主要是用镁系中和剂替代了常用的石灰中和剂，实现以废治废。申请号为200910046580.7的专利公开了一种不锈钢冷轧酸洗废水的处理方法。该发明将不锈钢酸洗废水经铁屑滤池微电解和六价铬初还原作用后，进入六价铬二级还原池；还原后的废水经中和(naoh或koh)曝气后，进入前段沉淀池，重金属污泥浓缩脱水，与铁屑滤池的用后铁屑回收用于不锈钢冶炼原料；一级上清液与沉淀剂(石灰石粉、铝盐或磷酸盐或其组合)作用后，进行中段沉淀，回收脱水干化后的氟化物污泥用于冶金辅料；二级上清液继续与絮凝剂(ca(oh)2和pam的组合)作用后，进行末段沉淀，得到可用作建材原料的钙盐污泥；酸性废水经三段沉淀后，最终的三级上清液经水质调节、沙滤后达标排放。冷轧连退、热镀锌、彩涂等机组在清洗过程中会产生碱性含油废。碱性含油废水中主要含有油(大多为乳化油)、碱、悬浮物、有机物等，需要处理后才能排放或回用。申请号为cn200910063572.3的专利公开了冷轧、硅钢碱性废水的两级生化处理工艺。该发明的中和、混凝阶段采用酸调节ph，采用碱式氯化铝作为混凝剂。申请号为cn201410254245.7的专利公开了冷轧废水处理方法。该发明采用高温物理破乳(85～95℃)和化学破乳(ph调节采用硝酸)，混凝阶段投加聚合氯化铝铁作为混凝剂。申请号为cn201310290664.1的发明公开了用于冷轧废水的净化回收装置及其使用方法，采用硝酸调节ph、破乳，混凝剂为碱式氯化铝和碱式氯化铁的共聚物。酸性废水目前大多采用石灰中和工艺处理，部分采用氢氧化钠或氢氧化镁等中和剂。酸性废水首先进入调节池进行水质均衡，同时在调节池中进行曝气，防止产生沉淀，同时可将废水中的部分fe2+氧化成fe3+；之后进入一级和二级中和池，投加石灰分别对ph进行粗调和精调，二级中和池的ph控制在8-9左右，中和池中继续曝气，将剩余的fe2+氧化成fe3+；中和后进入澄清池进行泥水分离，澄清池出水进入最终中和池根据实际的ph通过加酸或加碱进行微调，最后经过滤器过滤后排放或作为一类串接水回用；澄清池产生的沉淀污泥进入浓缩池浓缩后经污泥脱水机脱水，脱水后的污泥外运处理，浓缩池和污泥脱水机产生的上清液回流至调节池进一步处理。石灰中和工艺存在的主要问题是处理后的废水电导率较高而且钙离子含量高，不利于后续脱盐回用，脱盐回用产生的浓盐水也没有很好的出路，只能用于冲渣等对水质要求不高的场合，但对渣后续利用造成的影响有待于进一步的研究；此外废水中和沉淀过程中会产生大量的污泥，无法实现资源化利用，只能填埋或作其他处理，而污泥处置的费用在逐年升高。由此可见，目前已有的针对冷轧酸性废水的发明专利主要采用中和沉淀工艺，只是采用的中和剂、沉淀剂的种类有所差别。目前还没有针对冷轧酸性废水资源化及零排放方面的报道。技术实现要素：本发明目的是提供一种冷轧酸性废水与碱性废水协同处理的方法，实现了酸性废水中酸和水的资源化回收利用，同时节约了碱性废水中和气浮过程中所需的酸和混凝剂，实现了以废治废，具有良好的经济效益和环境效益。本发明的技术方案如下：一种冷轧酸性废水与碱性废水协同处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)加热及铁的氧化溶解机组排放的冷轧酸洗废水加热至50～100℃，同时在加热池内放置铁物质，设置搅拌装置，进行搅拌；(2)过滤采用过滤作为预处理，过滤精度5～30μm；(3)膜浓缩过滤后的酸性废水进入膜组件，废水侧的水蒸汽穿过膜后进入蒸汽侧，在水蒸汽侧利用真空泵将透过膜的水蒸汽抽至冷凝器内，从而保证膜两侧的蒸汽压差，水蒸汽在冷凝器内冷凝为冷凝水，冷凝水的电导率小于20μs/cm，可返回生产工艺利用；膜浓缩后的浓缩液循环至加热池中继续浓缩和氧化溶解铁，直至浓缩液中fe2+含量达到5～30％时，开始排放部分浓缩液，剩余的浓缩液继续返回加热池中循环浓缩；(4)中和、破乳、混凝利用步骤(3)中排放的浓缩液作为冷轧碱性废水的ph调节剂，将碱性废水的ph调整至6～9，使得碱性废水中的油破乳；同时在中和池内进行曝气，将浓缩液中的fe2+氧化为fe3+，fe3+可作为气浮的混凝剂；(5)气浮中和、破乳、混凝之后的碱性废水进入气浮池，在气浮池内进行溶气，碱性废水进入气浮区后，气泡与废水的接触时间在5～60min；废水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底部排出；浮在水面上的浮渣用刮渣设备刮入集渣槽后排出。进一步，步骤(1)中的铁物质的加入量使加热池中固体铁的含量0.5～5％。进一步，步骤(1)中的机组排放的冷轧酸洗废水加热至55～70℃。进一步，步骤(1)中的所述加热采用蒸汽加热、电加热或废烟气。进一步，步骤(1)中所述铁物质为废钢丝、废钢边角料或者废铁屑。进一步，步骤(2)中所述过滤采用石英砂、无烟煤作为填料的过滤器，或采用无机陶瓷膜过滤或者烧结有机膜过滤。在步骤(3)中稳定运行状态下，膜组件中的fe2+浓度控制在5～30％。进一步，在步骤(5)中所述气浮的方式采用电解气浮、散气气浮或者溶气气浮。本发明提供的一种冷轧酸性废水与碱性废水协同处理的方法，详述：(1)加热及铁的氧化溶解机组排放的冷轧酸洗废水的温度一般在50～70℃，将废水加热至50～100℃，加热可以采用蒸汽加热、电加热或采用废烟气等加热。同时在加热池内放置废钢丝、废钢边角料或者废铁屑等以铁为主要元素的物质，设置搅拌装置，保证铁与酸性废水的混合，酸性废水中的hcl可将铁氧化为fe2+(fe+2hcl→fecl2+h2)，水中的h+被消耗后，ph会升高，从而降低hcl的挥发性，提高酸洗废水的浓缩倍数，减少进入后续酸再生系统的量，改善后续膜浓缩过程中的产水水质。(2)过滤冷轧酸洗废水中会含有部分颗粒物，如氧化铁皮等，此外在溶解还原铁的过程中也会有少量未还原的细小铁颗粒随废水流出，如不加以去除，会对后续的膜处理工艺造成不利影响。采用过滤作为预处理，过滤精度5～30μm。由于浓缩后的酸洗废水为酸性(ph1～3)，采用的过滤设施及管道需要耐酸腐蚀，可以采用石英砂、无烟煤等填料的过滤器，也可以采用无机陶瓷膜过滤或者烧结有机膜过滤等。(3)膜浓缩过滤之后的酸洗废水采用高效膜浓缩技术进行浓缩。该膜具有气密性(无孔)、高选择性(只允许水分子通过)、高通量(亲水材质，非常利于水分子被吸收和传输)的特点，如中山创思泰公司生产的酸性废水浓缩膜。过滤后的酸性废水进入膜组件，废水侧的水蒸汽穿过膜后进入蒸汽侧，在水蒸汽侧利用真空泵将透过膜的水蒸汽抽至冷凝器内，从而保证膜两侧的蒸汽压差，水蒸汽在冷凝器内冷凝为冷凝水，冷凝水的电导率小于20μs/cm，可返回生产工艺利用。膜浓缩后的浓缩液循环至加热池中继续浓缩和氧化溶解铁，直至浓缩液中fe2+含量达到5～30％时，开始排放部分浓缩液，剩余的浓缩液继续返回加热池中循环浓缩。稳定运行状态下，膜组件中的fe2+浓度控制在5～30％。(4)中和、混凝利用步骤3中排放的浓缩液作为冷轧碱性废水的ph调节剂，将碱性废水的ph调整至6～9，使得碱性废水中的油破乳；同时在中和池内进行曝气，将浓缩液中的fe2+氧化为fe3+，fe3+可作为气浮的混凝剂。采用酸性废水的浓缩液，可替代碱性废水中调节ph所用的酸和气浮过程中投加的混凝剂，既实现了酸性废水中酸和铁离子的资源化利用，又节约了碱性废水处理过程中的药剂费用。(5)气浮中和、破乳、混凝之后的碱性废水进入气浮池，在气浮池内进行溶气，气浮方式可以采用电解气浮、散气气浮或者溶气气浮等。碱性废水进入气浮区后，气泡与废水的接触时间在5～60min。废水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底部排出；浮在水面上的浮渣用刮渣设备刮入集渣槽后排出。酸性废水经过加热及铁的氧化溶解、过滤、膜浓缩、与碱性废水中和与混凝以及气浮后，分别实现了酸性废水中酸和水的资源化回收利用，同时节约了碱性废水中和气浮过程中所需的酸和混凝剂，实现了以废治废，具有良好的经济效益和环境效益。有益技术效果本发明提供了一种冷轧酸性废水与碱性废水协同处理的方法，经该发明提供的方法处理后，分别实现了酸性废水中酸和水的资源化回收利用，节约了碱性废水中和气浮过程中所需的酸和混凝剂，实现了以废治废。该发明具有经济和环保双重效果，具有良好的社会效益和环境效益。附图说明图1为本发明提供的一种冷轧酸性废水与碱性废水协同处理的方法的工艺流程图。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。冷轧酸洗废水首先进入加热池中，用现场的低温蒸汽将过滤之后的酸洗废水加热50～100℃，利用搅拌装置将废水和铁混合均匀，不断浓缩的酸性废水会逐渐将铁氧化为fe2+，形成fecl2，加热池中的ph保持在1～3之间。加热池的出水进入过滤系统，过滤掉5～30μm以上的颗粒物。采用的过滤设施及管道需要耐酸腐蚀，可以采用石英砂、无烟煤等填料的过滤器，也可以采用无机陶瓷膜过滤或者烧结有机膜过滤等。过滤系统的出水用循环泵提升至膜组件，酸性废水侧的水蒸汽穿过膜后进入蒸汽侧，在水蒸汽侧利用真空泵将透过膜的水蒸汽抽至冷凝器内，从而保证膜两侧的蒸汽压差，水蒸汽在冷凝器内冷凝为冷凝水，冷凝水的电导率小于20μs/cm，返回生产工艺利用。膜浓缩后的浓缩液循环至加热池继续浓缩，直至浓缩液中fe2+的浓度大于5～30％时，开始排放部分浓缩液，排放的浓缩液进入冷轧厂的酸再生系统，作为酸再生的原料；剩余的浓缩液继续返回加热池循环浓缩。稳定运行状态下，膜组件中的fe2+浓度控制在5～30％。表1是浓缩前后酸性废水及产水的水质。表1浓缩前后的酸性废水及产水水质ph电导率(μs/cm)fe(mg/l)cl(mg/l)酸性原水1.32.87×1042843170浓缩后酸性废水1.454.35×1051.56×1052.25×105产水6.015<0.051.12排放的浓缩液作为冷轧碱性废水的ph调节剂，将碱性废水的ph调整至6～9，碱性废水中的油破乳；同时在中和池内进行曝气，将浓缩液中的fe2+氧化为fe3+，fe3+作为气浮的混凝剂。中和、破乳、混凝之后的碱性废水进入气浮池，在气浮池内进行溶气，气浮方式可以采用电解气浮、散气气浮或者溶气气浮等。碱性废水进入气浮区后，气泡与废水的接触时间在5～60min。废水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底部排出；浮在水面上的浮渣用刮渣设备刮入集渣槽后排出。表2是碱性废水气浮前后的水质。表2碱性废水气浮前后水质ph油(mg/l)cod(mg/l)碱性废水10.32051580气浮后碱性废水6.842695当前第1页12