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高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝.pdf

關 鍵 詞:
濃度 不銹鋼 廢水 回收 裝置 工藝
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摘要
申請專利號:

CN201410759857.1

申請日:

2014.12.12

公開號:

CN104829035A

公開日:

2015.08.12

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):C02F 9/14申請公布日:20150812|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 9/14申請日:20141212|||公開
IPC分類號: C02F9/14 主分類號: C02F9/14
申請人: 中冶南方工程技術有限公司
發明人: 郭旻; 聶晶; 林清鵬; 萬煥堂; 馮振鵬
地址: 430223湖北省武漢市東湖新技術開發區大學園路33號
優先權:
專利代理機構: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228 代理人: 張瑾
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410759857.1

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.06.08|||2015.09.09|||2015.08.12

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,包括混酸廢水調節池其依次連接至還原池,中和池,一級絮凝池,一級沉淀池,最終PH調節池,脫硝調節水池,反硝化反應池,好氧反應池,二級沉淀池,脫硝出水池,所述脫硝出水池同時連接至軟化裝置;其中,所述脫硝出水池還連接至所述脫硝調節水池,所述二級沉淀池連接至所述反硝化反應池和污泥濃縮池。本發明還提供一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置的回收工藝。所述高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝將混酸廢水單獨預處理、脫硝處理后投加石灰適當降低硬度,可降低成本,又減少水中離子含量,處理后的水可作為資源進行回收利用。

權利要求書

權利要求書
1.  一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,其特征在于,包括混酸廢水調節池,所述混酸廢水調節池連接至還原池,所述還原池連接至中和池,所述中和池連接至一級絮凝池,所述一級絮凝池連接至一級沉淀池,所述一級沉淀池連接至最終PH調節池,所述最終PH調節池連接至脫硝調節水池,所述脫硝調節水池連接至反硝化反應池,所述反硝化反應池連接至好氧反應池,所述好氧反應池連接至二級沉淀池,所述二級沉淀池連接至脫硝出水池,所述脫硝出水池同時連接至軟化裝置;
其中,所述脫硝出水池還連接至所述脫硝調節水池,所述二級沉淀池連接至所述反硝化反應池和污泥濃縮池。

2.  如權利要求1所述的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,其特征在于:所述軟化裝置為離子樹脂軟化裝置或投加石灰乳軟化裝置。

3.  如權利要求2所述的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,其特征在于:所述離子樹脂軟化裝置包括過濾水池、離子交換裝置以及排放水池,所述脫硝出水池連接至所述過濾水池,所述過濾水池同時連接至所述離子交換裝置和所述排放水池,所述離子交換裝置連接至所述排放水池。

4.  如權利要求2所述的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,其特征在于:所述投加石灰乳軟化裝置包括軟化反應池、二級絮凝池、三級沉淀池、過濾水池以及排放水池,所述脫硝出水池連接至所述軟化反應池,所述軟化反應池連接至所述二級絮凝池,所述二級絮凝池連接至所述三級沉淀池,所述三級沉淀池同時連接所述污泥濃縮池和所述過濾水池,所述過濾水池連接至所述排放水池。

5.  如權利要求1所述的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,其特征在于:所述污泥濃縮池連接至一脫水機,所述脫水機同時連接外運裝置和所述一級絮凝池。

6.  如權利要求1-5任一項所述的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置的回收工藝,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一:混酸廢水進入混酸廢水調節池后,通過泵轉運至還原池內,所述還原池內投加有還原劑;
步驟二:經過還原池出水后進入中和池,所述中和池內投加有石灰,形成沉淀后進入一級絮凝池,所述一級絮凝池內投加有投加PAC、PAM以及Na2CO3,出水后進入一級沉淀池;
步驟三:一級沉淀池出水后,進入所述最終PH調節池,調節出水PH值至6-7后進入脫硝調節水池,然后進入反硝化反應池,所述反硝化反應池內投加甲醇和磷酸;
步驟四:所述反硝化反應池出水進入好氧反應池,所述好氧反應池內設有活性污泥,所述好氧反應池出水進入二級沉淀池,所述二級沉淀池池底污泥一部分回流至反硝化反應池,一部分排至污泥濃縮池進行脫水;
步驟五:所述二級沉淀池出水進入脫硝出水池,所述脫硝出水池的一部分出水通過泵輸送至所述脫硝調節水池,另一部分通過軟化裝置進行軟化,從而完成廢水的回收。

7.  如權利要求6所述的回收工藝,其特征在于:所述脫硝出水池的出水進入過濾水池,去除懸浮物后,進入離子交換裝置,出水進入排放水池,并進行回收。

8.  如權利要求6所述的回收工藝,其特征在于:所述脫硝出水池的出水進入軟化反應池,所述軟化反應池內投加有石灰乳,出水進入二級絮凝池,所述二級絮凝池內投加有PAC和PAM,然后出水進入三級沉淀池,其池底污泥輸送至污泥濃縮池,其出水經過過濾水池過濾后進入排放水池,并進行回收。

說明書

說明書高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝
技術領域
本發明涉及治理廢水領域,尤其涉及一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝。
背景技術
不銹鋼廢水中包括混酸廢水、硫酸廢水及電解液廢水,含有HF、H2SO4、HNO3及Fe2+、Cr3+、Ni2+等,電解液廢水單獨處理,廢水量小,但濃度高,而國內的處理混酸廢水和硫酸廢水的流程是將兩股廢水混合處理,通過投加Ca(OH)2進行中和、使水中形成CaF2、Fe(OH)3、Ni(OH)2、Cr(OH)3及CaSO4等沉淀物,以降低出水F-、Cr6+、Ni2+、SO42+的含量,經沉淀、PH調節及過濾后外排。目前處理流程是:不銹鋼混酸、硫酸廢水→泵→還原池→一級中和→二級中和→絮凝反應→沉淀→PH調節→過濾→外排。
出水中含有大量NO3-、SO42-、Ca2+等,處理工藝中沒有除NO3-的設施,廢水出水總N超標,處理后水不能回收,只能外排。
隨著國家對環保要求提高,需要對不銹鋼廠廢水出水總氮總量進行控制,而不銹鋼酸廢水中大量硝酸根離子在予處理過程中無法去除,必須增加反硝化設施。反硝化設施由于投加藥劑而運行成本較高,如果處理水能夠回收,則脫硝處理成本大為減少,特別是在北方缺水地區。而混酸廢水和硫酸廢水混合在一起,雖然增加反硝化設施運行后去除了水中NO3-及部分Ca2+,但出水中仍含有可溶性SO42-、Ca2+等,理論上SO42-濃度為289.6mg/L,這部分水仍難以回收,使脫硝運行成本較高。
因此有必要設計一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝,以克服上述問題。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術之缺陷,提供了一種可降低成本,并且有效回收廢水的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝
本發明是這樣實現的:
本發明提供一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,包括混酸廢水調節池,所述混酸廢水調節池連接至還原池,所述還原池連接至中和池,所述中和池連接至一級絮凝池,所述一級絮凝池連接至一級沉淀池,所述一級沉淀池連接至最終PH調節池,所述最終PH調節池連接至脫硝調節水池,所述脫硝調節水池連接至反硝化反應池,所述反硝化反應池連接至好氧反應池,所述好氧反應池連接至二級沉淀池,所述二級沉淀池連接至脫硝出水池,所述脫硝出水池同時連接至軟化裝置;其中,所述脫硝出水池還連接至所述脫硝調節水池,所述二級沉淀池連接至所述反硝化反應池和污泥濃縮池。
進一步地,所述軟化裝置為離子樹脂軟化裝置或投加石灰乳軟化裝置。
進一步地,所述離子樹脂軟化裝置包括過濾水池、離子交換裝置以及排放水池,所述脫硝出水池連接至所述過濾水池,所述過濾水池同時連接至所述離子交換裝置和所述排放水池,所述離子交換裝置連接至所述排放水池。
進一步地,所述投加石灰乳軟化裝置包括軟化反應池、二級絮凝池、三級沉淀池、過濾水池以及排放水池,所述脫硝出水池連接至所述軟化反應池,所述軟化反應池連接至所述二級絮凝池,所述二級絮凝池連接至所述三級沉淀池,所述三級沉淀池同時連接所述污泥濃縮池和所述過濾水池,所述過濾水池連接至所述排放水池。
進一步地,所述污泥濃縮池連接至一脫水機,所述脫水機同時連接外運裝置和所述一級絮凝池。
本發明還提供一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置的回收工藝,包括以下步驟:步驟一:混酸廢水進入混酸廢水調節池后,通過泵轉運至還原池內,所述還原池內投加有還原劑;步驟二:經過還原池出水后進入中和池,所述中和池內投加有石灰,形成沉淀后進入一級絮凝池,所述一級絮凝池內投加有投加PAC、PAM以及Na2CO3,出水后進入一級沉淀池;步驟三:一級沉淀池出水后,進入所述最終PH調節池,調節出水PH值至6-7后進入脫硝調節水池,然后進入反硝化反應池,所述反硝化反應池內投加甲醇和磷酸;步驟四:所述反硝化反應池出水進入好氧反應池,所述好氧反應池內設有活性污泥,所述好氧反應池出水進入二級沉淀池,所述二級沉淀池池底污泥一部分回流至反硝化反應池,一部分排至污泥濃縮池進行脫水;步驟五:所述二級沉淀池出水進入脫硝出水池,所述脫硝出水池的一部分出水通過泵輸送至所述脫硝調節水池,另一部分通過軟化裝置進行軟化,從而完成廢水的回收。
進一步地,所述脫硝出水池的出水進入過濾水池,去除懸浮物后,進入離子交換裝置,出水進入排放水池,并進行回收。
進一步地,所述脫硝出水池的出水進入軟化反應池,所述軟化反應池內投加有石灰乳,出水進入二級絮凝池,所述二級絮凝池內投加有PAC和PAM,然后出水進入三級沉淀池,其池底污泥輸送至污泥濃縮池,其出水經過過濾水池過濾后進入排放水池,并進行回收。
本發明具有以下有益效果:
所述高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝將混酸廢水單獨預處理、脫硝處理后投加石灰適當降低硬度,可降低成本,又減少水中離子含量,處理后的水作為資源回收價值高,特別是在北方缺水地區,既減少了新水的消耗,又減少了外排污水量,將極大的降低脫硝系統的運行成本,具有較高的經濟和社會價值。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為本發明實施例提供的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置的結構示意圖;
圖2為本發明實施例提供的高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置的另一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。
如圖1和圖2,本發明實施例提供一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置,包括混酸廢水調節池1,所述混酸廢水調節池1連接至還原池2,所述還原池2連接至中和池3,所述中和池3連接至一級絮凝池4,所述一級絮凝池4連接至一級沉淀池5,所述一級沉淀池5連接至最終PH調節池6,所述最終PH調節池6連接至脫硝調節水池7,所述脫硝調節水池7連接至反硝化反應池8,所述反硝化反應池8連接至好氧反應池9,所述好氧反應池9連接至二級沉淀池10,所述二級沉淀池10連接至脫硝出水池11,所述脫硝出水池11同時連接至軟化裝置。其中,所述脫硝出水池11還連接至所述脫硝調節水池7,所述二級沉淀池10連接至所述反硝化反應池8和污泥濃縮池17。所述污泥濃縮池17連接至一脫水機18,所述脫水機18同時連接外運裝置和所述一級絮凝池4。
如圖1和圖2,所述軟化裝置為離子樹脂軟化裝置或投加石灰乳軟化裝置,即為H離子樹脂軟化和投加石灰乳軟化兩種方式,均在實現軟化降硬度的同時,降低水中總溶解固體量,起到脫鹽作用,滿足回收的要求。其中,石灰乳軟化方式是向水中投加Ca(OH)2,使水中Ca(HCO3)2轉化為CaCO3沉淀,從而大大降低水中離子含量,不產生新的可溶性物質,但需要反應設施、絮凝設施、沉淀設施,占地大、土建投資偏高,運行費用低,去除物質徹底。而H離子樹脂軟化或與RNa樹脂組合軟化將將水中Ca(HCO3)2轉化為CO2、H2O,RH樹脂形成R2Ca,出水含鹽低,飽和后的樹脂通過酸進行再生,占地位置小、投資偏少、運行費用相對石灰投加偏高,去除物質徹底、但飽和樹脂再生用酸,再生液必須中和處理,增加后續處理的負擔。
如圖2,其中,所述離子樹脂軟化裝置包括過濾水池15、離子交換裝置19以及排放水池16,所述脫硝出水池11連接至所述過濾水池15,所述過濾水池15同時連接至所述離子交換裝置19和所述排放水池16,所述離子交換裝置19連接至所述排放水池16。
如圖1,所述投加石灰乳軟化裝置包括軟化反應池12、二級絮凝池13、三級沉淀池14、過濾水池15以及排放水池16,所述脫硝出水池11連接至所述軟化反應池12,所述軟化反應池12連接至所述二級絮凝池13,所述二級絮凝池13連接至所述三級沉淀池14,所述三級沉淀池14同時連接所述污泥濃縮池17和所述過濾水池15,所述過濾水池15連接至所述排放水池16。
某不銹鋼工程一期PPL工程廢水處理要求降低NO3-的含量為50mg/l,而不銹鋼酸洗采用硝酸和HF進行清洗,排放廢水中含有大量的NO3-和F-,NO3-含量高達40g/l, 為利用混酸廢水,減少廢水排放量,設計如下方案:不銹鋼酸廢水→泵→一還原池→一級中和→二級中和→一級絮凝反應→一級沉淀→PH調節→脫硝調節池→脫硝池→好氧池→二級沉淀池10→軟化池一絮凝反應→三級沉淀→過濾→回收。
以下為某不銹鋼二期PPL產線廢水的具體成分和濃度:
 PPL 單位硫酸混酸ARP流量M3/Hr6195H2SO4g/L24.7-- Na2SO4g/L--- NO3-g/L-4070總F-g/L-530  Metalg/L7.07 5- NaOHg/L- -- SSmg/L200200200總Crg/L-0.20.04 Fe離子g/L7.07- 0.2
另外還有電解液廢水,廢水中含有Cr6+等,電解液廢水與酸廢水分開處理。
來自機組排放的ARP廢水、硫酸廢水、混酸廢水分別進入分配池,分別流入硫酸廢水調節池和混酸廢水調節池1,調節池分兩格,廢水在調節池中進行均質均量處理。
本發明提供一種高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置的回收工藝,包括以下步驟:
步驟一:混酸廢水與硫酸廢水分開儲存并獨自處理混酸廢水,混酸廢水進入混酸廢水調節池1后,通過泵轉運至還原池2內,所述還原池2內投加有還原劑,例如NaHSO3,將水中Cr6+轉化為Cr3+;根據便攜式ORP的檢測值,控制還原劑投加量。
步驟二:經過還原池2出水后進入中和池3,所述中和池3內投加有石灰(Ca(OH)2),中和水中HNO3、HF、控制PH為9左右并曝氣,形成CaF2、Fe(OH)3、Ni(OH)2、Cr(OH)3的沉淀后進入一級絮凝池4,所述一級絮凝池4內投加有投加PAC(聚合氯化鋁)、PAM(聚丙烯酰胺)以及Na2CO3,通過投加PAC、PAM形成大的礬花,并投加Na2CO3與水中殘留Ni2+反應形成NiCO3沉淀,降低水中Ni2+的含量,出水進入一級沉淀池5。
步驟三:一級沉淀池5內污泥沉積至池底,用泵送至污泥濃縮池17,出水主要含有高濃度的NO3-及Ca2+,廢水進入所述最終PH調節池6,調節出水PH值至6-7后進入脫硝調節水池7,與脫硝出水池11的回流水(回流比為0-300%)一起進入反硝化反應池8,所述反硝化反應池8內投加甲醇(投加量與NO3-N重量比值為2.9-4)和磷酸,并有污泥回流(回流比為0-300%)。通過反硝化菌去除水中NO3- ,產生N2和HCO3-,進水NO3-含量200-4000mg/L,出水NO3-含量< 10mg/L,COD<100mg/L,污泥濃度控制在2000-12000之間。其中,甲醇參與脫硝的方程式如下:
NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3=0.06C2H7NO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3-。
步驟四:所述反硝化反應池8出水進入好氧反應池9,所述好氧反應池9內設有活性污泥,通過活性污泥及硝化菌去除COD, 并將來水中NH4+轉化為NO3-,出水NO3-含量<15mg/L,COD<20mg/L;所述好氧反應池9出水進入二級沉淀池10,所述二級沉淀池10池底污泥一部分回流至反硝化反應池8,一部分排至污泥濃縮池17進行脫水。
步驟五:所述二級沉淀池10出水進入脫硝出水池11,所述脫硝出水池11的一部分出水(回流比為0-300%)通過泵輸送至所述脫硝調節水池7,另一部分通過軟化裝置進行軟化,水中硬度為200-1200mg/L之間,從而完成廢水的回收。
受占地及出水水質的要求,軟化方式包括投加石灰乳軟化方式和離子樹脂軟化方式。
離子樹脂軟化方式如下:所述脫硝出水池11的出水進入過濾水池15,去除懸浮物后,進入離子交換裝置19,離子交換裝置19)根據進水水質及用戶對用水的要求分別采用RH或與RNa組合的方式,出水進入排放水池16,送用戶使用。回收水質總溶解固體100-1000mg/L(可控);再生排水進入地坑接至混酸廢水調節池1。
投加石灰乳軟化方式如下:所述脫硝出水池11的出水進入軟化反應池12,所述軟化反應池12內投加有石灰乳Ca(OH)2,與水中Ca(HCO3)2反應,形成CaCO3沉淀,降低水中離子含量,設有硬度檢測儀表,根據用戶對水質的要求,控制投加Ca(OH)2,的投加量,出水進入二級絮凝池13,所述二級絮凝池13內投加有PAC和PAM,形成大的礬花,然后出水進入三級沉淀池14,其池底污泥輸送至污泥濃縮池17,其出水(出水總溶解固體100-1000mg/L)經過過濾水池15過濾后進入排放水池16,并進行回收。
綜上所述,所述高濃度不銹鋼混酸廢水回收裝置和回收工藝將混酸廢水單獨預處理、脫硝處理后投加石灰適當降低硬度,可降低成本,又減少水中離子含量,處理后的水作為資源回收價值高,特別是在北方缺水地區,既減少了新水的消耗,又減少了外排污水量,將極大的降低脫硝系統的運行成本,具有較高的經濟和社會價值。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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