一种冷轧反渗透浓盐水的处理系统和处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种冷轧反渗透浓盐水的处理系统和处理方法。
【背景技术】
[0002]作为我国的基础产业，钢铁工业自改革开放以来，快速发展，近年来一直处于高速发展阶段，钢年产量增幅在15%?22%。可是钢铁工业是一个高能耗、高资源、高污染的产业，其水资源消耗巨大，约占全国工业用水量的14%。
[0003]我国钢铁企业的单位耗用水量仍高于国外先进钢铁企业的水平，近一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量，提高钢铁企业水的循环利用率，加强钢铁企业废水的综合处理与回用是我国钢铁企业实现可持续发展的关键之一。
[0004]目如国家对废水的排放标准及相关的“节能减排”政策正逐步提闻，2012年10月I日起颁布了新的《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)同时要求自2015年I月
I日起。
[0005]废水回用是废水处理的最终目标，国内的冷轧废水深度处理技术是采用反渗透技术将冷轧废水深度处理后回用作为钢铁企业循环冷却用水，但存在的主要问题是反渗透产生的浓盐水的处理。
[0006]中国专利《一种浓盐水的脱盐处理工艺》(CN201010283192.3)公开了一种浓盐水的脱盐处理工艺，采用渗透蒸发技术对浓盐水进行脱盐处理并回收纯净水。此本工艺使浓盐水最大限度提浓，除盐率高，出水电导率低。同时结合热量回收技术，大大降低了系统整体能耗，可用于反渗透浓排水、循环冷却排污水等废水的脱盐处理。该技术运行能耗高，需要把浓盐水加热至60度以上，而且只能去除浓盐水中的盐份，不能去除浓水中的C0D。中国专利《浓盐水处理系统》(CN201110212189.7)公开了一种浓盐水处理系统，包括调整池、调整池提升泵、电沉积箱体、电沉积极板、电磁絮凝器、循环泵、斜板沉淀器、清水箱以及供水泵。调整池通过调整池提升泵连接电沉积箱体的上部，循环泵分别连接电沉积箱体的下部以及调整池提升泵至电沉积箱体间的管道。电沉积箱体内设有电沉积极板，电沉积箱体依次连接电磁絮凝器、斜板沉淀器以及清水箱。清水箱连接供水泵，供水泵输出经处理过的水。该技术不能够去除浓盐水中的氨氮和硝氮，而且结构复杂，不易操作管理。中国专利《一种正渗透海水淡化浓盐水处理工艺及处理系统》(CN200910070804.8)公开了一种正渗透海水淡化浓盐水处理工艺，采用正渗透膜组件，使用海水淡化的浓盐水作为汲取液，使用淡水作为进料液，海水淡化的浓盐水在正渗透膜组件的透过侧与进料液侧透过的部分淡水混合成为稀释后的达标盐水后排出正渗透膜组件，进料液剩余部分排出正渗透膜组件。该技术只能用于海水浓盐水的处理，不适用于冷轧浓盐水工艺。
[0007]综上所述，还没有针对冷轧反渗透浓盐水的处理工艺和成熟的方法。
[0008]因此，冷轧反渗透浓盐水的处理是亟待解决的问题。冷轧反渗透浓盐水除了含盐量高以外，还含有高COD和高总氮和各类重金属等多种难处理的有害物质，若未经处理而直接排放，势必会对水体环境产生极大的危害。
【发明内容】
[0009]为了解决冷轧反渗透浓盐水直接排放造成的环境污染问题，本发明的目的在于提供一种冷轧反渗透浓盐水的处理系统和处理方法，该处理系统，一次性投资低，运行操作简单，以废治废；生产处理成本较低，是环境友好型的钢铁废水绿色环保处理；本发明根据冷轧反渗透浓盐水水质水量情况，开发出经济、高效的反渗透浓盐水达标排放处理系统，减少环境污染。
[0010]本发明的技术解决方案如下:
[0011]本发明提供一种冷轧反渗透浓盐水的处理系统，所述处理系统通过管路依次连接:板式换热器、一级提升泵、纳米零价铁渣反应器、二级提升泵、PH曝气还原池、三级提升泵、一体化反硝化脱COD生化池、混凝沉淀池；在所述纳米零价铁渣反应器内部装有炉渣，所述滤渣自下而上依次为石英砂层、水渣层、纳米零价铁渣层、钙基改性膨润土层，所述纳米零价铁密为纳米级粉末。
[0012]本发明所述冷轧废水反渗透浓盐水的水质电导率为10000?17000μ s/cm，氯离子为1100?4500mg/L,硫酸离子为200?800mg/L,PH为4?10,总氮为40?95mg/L,硝酸盐氮为 30 ?80mg/L，氨氮为 10 ?25mg/L，COD 为 40 ?300mg/L，BOD 为 20 ?60mg/L，总铁为2?18mg/L，总镍为0.1?2mg/L，总锌为1.0?3mg/L，总铬为0.1?0.5mg/L，总铅为0.2?0.5mg/L，总铜0.3?0.8mg/L，水温为25?51度。
[0013]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，在所述纳米零价铁渣反应器内部装有炉渣，所述滤渣自下而上依次为石英砂层、水渣层、纳米零价铁渣层、钙基改性膨润土层。
[0014]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，优选的是，所述滤料中石英砂的占滤料的体积比为2 %?18 %，水渣为5 %?17 %，纳米零价铁渣是40?60 %，钙基改性膨润土是 10%?25%。
[0015]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，进一步优选的是，所述滤料中石英砂的占滤料的体积比为10%?15%，水渣为10%?15%，纳米零价铁渣是50?60%，钙基改性膨润土是20%?22%。
[0016]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，优选的是，所述纳米零价铁渣比表面积为60?150m2/g，铁的固含量为50?98g/L，表面纳米粒径为45?120nm。
[0017]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，进一步优选的是，所述纳米零价铁渣比表面积为87?145m2/g，铁的固含量为72?85g/L，表面纳米粒径为69?112nm。
[0018]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，优选的是，所述石英砂粒径是1.0?3.0mm，均匀度 90%?98%，S12 含量 98.3%?99.5% ；
[0019]所述水渣化学成分主要为以质量百分比计CaO:32?45%;Si02:22?41 % ;A1203:5?15%;Mg0:2?15%;Fe0:0.5?L 0%，水渣的粒径是0.5?12.0mm，均匀度是85%?98% ；
[0020]所述钙基改性膨润土粒径是1.2?15.0mm,吸水率是50 %?350 %，胶质含量是2?15ml/g,阳离子交换容量是0.3?1.2mmol/g,湿态抗压强度10?35kPa。
[0021]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，所述一体化反硝化脱COD生化池分为六个格；第一格内置有浮动填料、第二格内置有浮动填料、第三格内置有改性斜方沸石填料、第四格内置有机械搅拌、第五格的底部设置有微孔曝气、第六格为沉淀池；
[0022]所述浮动填料为聚乙烯，半径为8.7?15.2mm，密度为0.43?1.21g.cm2,比表面积为300?800m2/m3，拉伸强度为21?52MPa,堆积密度为75?150kg.m 3 ;
[0023]所述改性斜方沸石，粒径为5?15mm，比表面积为6.0?9.5m2/g,饱和吸附容量为0.7?1.2mmol/L,离子交换选择性系数aNH4, Na为1.3?2.6。
[0024]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，冷轧反渗透浓盐水经过所述纳米零价铁密反应器后，冷乳反渗透浓盐水中总铁低于2mg/L,总镍低于0.05mg/L,总锌低于1.0mg/L,总铬低于0.lmg/L,总铅低于0.lmg/L,总铜0.3mg/L。
[0025]所述冷轧反渗透浓盐水经过所述纳米零价铁渣反应器后，优选的是冷轧反渗透浓盐水中总铁为0.5mg/L,总镍为0.03mg/L,总锌为0.4mg/L,总铬为0.03mg/L,总铅为0.02mg/L,总铜 0.01mg/Lo
[0026]所述冷轧反渗透浓盐水经过所述纳米零价铁渣反应器后，最优的是冷轧反渗透浓盐水中总铁为0.4mg/L,总镍为0.0 lmg/L,总锌为0.2mg/L,总铬为0.02mg/L,总铅为0.01mg/L,总铜 0.01mg/Lo
[0027]本发明还提供一种冷轧反渗透浓盐水的处理方法，所述处理方法应用所述冷轧反渗透浓盐水的处理系统，包括如下步骤:
[0028](I)冷轧反渗透浓盐水进入板式换热器，使出水水温控制在16?30度；
[0029](2)冷轧反渗透浓盐水经过板式换热器降低温度后进入用于吸附和还原冷轧反渗透浓水的各种重金属的纳米零价铁渣反应器；
[0030](3)所述冷轧反渗透浓盐水经过纳米零价铁渣反应器后进入PH曝气还原池，PH曝气还原池中加入硫酸或氢氧化钠,调节浓水的PH在6?8 ;
[0031](4)经过PH曝气还原调节池后的冷轧反渗透浓盐水，进入一体化反硝化脱COD生化池,水力停留时间为30?40小时；
[0032](5)经过一体化生化池后的冷轧反渗透浓盐水进入混凝沉淀池，在所述混凝沉淀池投入混凝剂，经过混凝沉淀池后，所述冷轧反渗透浓盐水达到废水排放标准。
[0033]所述冷轧反渗透浓盐水经过所述纳米零价铁渣反应器后，冷轧反渗透浓盐水中总铁低于2mg/L,总镍低于0.05mg/L,总锌低于1.0mg/L,总铬低于0.lmg/L,总铅低于0.1mg/L,总铜 0.3mg/L。
[0034]所述混凝剂是三氯化铁，氯化铝(AlCl3.6H20)、硫酸铝(Al2 (SO) 3.18H20)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)的一种或多种复配，投加量是 200mg/l ?1000mg/l。
[0035]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理方法，优选的是，冷轧反渗透浓盐水在所述纳米零价铁渣反应器中的流速是5m/h?15m/h，反冲洗膨胀率为50%?100%，反冲洗周期56小时?96小时。
[0036]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理方法，进一步优选的是，冷轧反渗透浓盐水在所述纳米零价铁渣反应器中的流速是8m/h?10m/h，反冲洗膨胀率为80%?100%，反冲洗周期80小时?96小时。
[0037]本发明所述冷轧反渗透浓盐水的处理方法，优选的是，所述PH曝气还原调节池的底部装有微孔曝气装置，曝气强度为0.1?4m3空气/m3废水，废水在调节池中停留的时间是 3 ?1min0
[0038]本发明所述冷轧废水反渗透浓盐水的水质电导