鋼材行業(yè)酸洗廢液及沖洗廢水近零排放處理系統(tǒng)及其工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種鋼材行業(yè)酸洗廢液及沖洗廢水的處理系 統(tǒng)及其工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%左右的硫酸洗槽中進(jìn)行酸洗。隨 著酸洗的進(jìn)行，硫酸濃度逐漸降低，硫酸亞鐵濃度不斷增高，當(dāng)溶液中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至 6%~8%，生成的硫酸亞鐵質(zhì)量濃度超過(guò)200~250g/l時(shí)，酸洗速率下降，必須更換酸洗 液，排放酸洗廢液。酸洗好的鋼材必須用清水進(jìn)行沖洗以去除表面的酸性物質(zhì)，又造成了廢 酸水的外排。目前，高濃度鋼鐵酸洗廢水常用的處理方法包括石灰乳中和處理和蒸發(fā)結(jié)晶 處理。石灰乳液中和處理酸洗廢水，該法處理不徹底，且易造成二次污染，蒸發(fā)結(jié)晶方式去 除金屬離子，設(shè)備投資、能源費(fèi)用高，且處理不徹底，產(chǎn)生大量酸霧，對(duì)設(shè)備及環(huán)境存在一定 影響。而目前針對(duì)酸洗廢液處理工藝主要有蒸噴真空結(jié)晶法、蒸發(fā)濃縮冷凍結(jié)晶法、鐵肩法 和擴(kuò)散滲析法等。
[0003]蒸噴真空結(jié)晶法，通過(guò)蒸汽噴射器和冷凝器使蒸發(fā)器和結(jié)晶器保持一定真空度的 方法。當(dāng)溫度大于該真空度下蒸發(fā)溫度的廢液通過(guò)時(shí)，廢液中的水分在絕熱狀態(tài)下蒸發(fā)， 從而廢液溫度降低，濃度提高，并相應(yīng)降低了硫酸亞鐵的溶解度。同時(shí)在蒸發(fā)器中加入新 酸，提高溶液酸度，使過(guò)飽和部分硫酸亞鐵結(jié)晶析出。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是處理廢液量大，可 連續(xù)生產(chǎn)七結(jié)晶水硫酸亞鐵（FeSO4?7H20)和再生酸（含10%~20% H2SO4，含4%~8% FeSO4)。FeSO4?7H20純度大于95%，含％304小于1%，無(wú)二次污染。缺點(diǎn)是工藝流程較復(fù) 雜，投資較大，蒸汽噴射器噴嘴易磨損。
[0004]蒸發(fā)濃縮冷凍結(jié)晶法，廢液先在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行加熱，真空蒸發(fā)除去水分，提高酸度 和硫酸亞鐵的濃度，然后送入結(jié)晶罐用冷凍鹽水將廢液溫度降至0~3°C，使硫酸亞鐵結(jié)晶 析出，其冷凍結(jié)晶時(shí)間一般為2h。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是處理廢液量大，蒸發(fā)效率高，產(chǎn)出七 結(jié)晶水硫酸亞鐵。再生酸含16%~20%H2SO4, 5. 5%~7%FeS04。FeSO4 ? 7H20純度大于 95%，含仏304小于1%。缺點(diǎn)是投資較大，成本較高，操作較復(fù)雜。石墨蒸發(fā)器易被硫酸亞 鐵結(jié)晶堵塞。
[0005]鐵肩法，使廢液中的游離酸與鐵肩作用生成硫酸亞鐵，通過(guò)加熱濃縮、自然冷卻使 硫酸亞鐵結(jié)晶析出。這種方法作業(yè)環(huán)境污染嚴(yán)重，勞動(dòng)強(qiáng)度大，排出的殘液含H2SO4O. 15% 左右，含F(xiàn)eS0421 %左右，需中和處理，僅適用于廢液量少的處理。
[0006]擴(kuò)散滲析法，利用離子交換膜、擴(kuò)散滲析、分離廢液中游離酸與硫酸亞鐵。其能耗 低、操作簡(jiǎn)便。再生酸含H2SO4MO~180g/l，含F(xiàn)eSO4不大于10g/l。殘液含H2S0420~30g/ 1，含F(xiàn)eSO4IlO~120g/l，需中和處理。適用于廢液量少和硅鋼片酸洗廢液的處理。
[0007]根據(jù)以上酸洗廢水處理工藝及特點(diǎn)，為更好地解決和克服其處理不徹底、易造成 二次污染等難題，實(shí)現(xiàn)鋼材行業(yè)酸洗三廢近零排放的目標(biāo)，提出一種資源化回用工藝，包括 如下：提出一種沖洗廢水處理工藝，主要含曝氣、沉淀、脫水、造粒等技術(shù)，處理后出水可再 作為沖洗廢水循環(huán)利用，副產(chǎn)物氧化鐵紅用于油漆、油墨、橡膠等工業(yè)中，可做催化劑，玻 璃、寶石、金屬的拋光劑等；選用加酸冷凍抽濾工藝處理酸洗廢液，經(jīng)過(guò)處理后，可回收再生 酸和硫酸亞鐵，再生酸回用于鋼材酸洗，硫酸亞鐵可用作凈水劑和制取聚合硫酸鐵和氧化 鐵紅的原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是根據(jù)以上酸洗廢水處理工藝及現(xiàn)有工藝存在的不足，為更好地解 決和克服其處理不徹底、易造成二次污染等難題，實(shí)現(xiàn)鋼材行業(yè)酸洗三廢近零排放的目標(biāo)， 提出一種鋼材行業(yè)酸洗廢液及沖洗廢水近零排放處理系統(tǒng)及其工藝，具體技術(shù)方案如下：
[0009] 鋼材行業(yè)酸洗廢液及沖洗廢水近零排放處理系統(tǒng)包括酸洗廢液處理裝置和沖洗 廢水處理裝置；所述的沖洗廢水處理裝置包括沖洗廢水池、pH調(diào)節(jié)箱、曝氣氧化池、斜管沉 淀池、離心脫水機(jī)、造粒機(jī)；其中沖洗廢水池、曝氣氧化池、斜管沉淀池、離心脫水機(jī)、造粒機(jī) 依次相連，PH調(diào)節(jié)箱設(shè)置在沖洗廢水池、曝氣氧化池之間，斜管沉淀池、離心脫水機(jī)上部的 上清液出口均通過(guò)回流管與沖洗廢水池相連；所述的酸洗廢液處理裝置包括酸洗廢液池、 格柵池、隔油池、冷凍結(jié)晶釜、固液分離池、回用儲(chǔ)/配酸池、真空抽濾機(jī)；其中酸洗廢液池、 格柵池、隔油池、冷凍結(jié)晶釜、固液分離池依次相連，固液分離池上部的上清液出口與回用 儲(chǔ)/配酸池相連，固液分離池底部與真空抽濾機(jī)相連。所述的沖洗廢水池和酸洗廢液池分 別通過(guò)沖洗廢水管和酸洗廢液管與酸洗車(chē)間相連。
[0010] 所述的隔油池沿水流方向分為2~4格，每格寬度不超過(guò)6m，有效水深不超過(guò)2m， 隔油池的長(zhǎng)度比每一格的寬度大4倍以上；隔油池中每格安裝一組刮油機(jī)和刮泥機(jī)，并設(shè) 置一個(gè)污泥斗。所述的斜管沉淀池的每條斜管之間的距離多50mm，斜管長(zhǎng)度在I. 0~I. 2m 之間，斜管與水平面呈60°角，斜管孔徑為80~100mm，斜管上層水深為0. 5~I. 0m，斜管 沉淀池的底部設(shè)置高度為I.Om緩沖層，斜管下設(shè)高度多0. 5m的廢水分布區(qū)，廢水分布區(qū)下 部設(shè)置污泥區(qū)；斜管沉淀池出水口采用多排孔管集水，孔眼設(shè)水面以下2cm處；
[0011] 鋼材行業(yè)酸洗廢液及沖洗廢水近零排放處理工藝包括沖洗廢水處理工藝和酸洗 廢液處理工藝；
[0012] 所述的沖洗廢水處理工藝包括如下步驟：
[0013] 1)將酸洗車(chē)間的沖洗廢水通過(guò)沖洗廢水管排入沖洗廢水池，沖洗廢水池存儲(chǔ)的沖 洗廢水再排入曝氣氧化池中，通過(guò)pH調(diào)節(jié)箱對(duì)池內(nèi)沖洗廢水的pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)沖洗廢 水進(jìn)行曝氣氧化，使Fe2+氧化成Fe3+，并形成氧化鐵；
[0014] 2)將經(jīng)過(guò)步驟1)處理后的廢水排入斜管沉淀池，廢水中懸浮雜質(zhì)在重力的作用 下進(jìn)行沉淀，并沿著斜管向下滑至斜管沉淀池底部形成沉淀物，其余廢水沿斜管上升流動(dòng)， 形成上清液，斜管沉淀池用于處理廢酸液的流速控制在〇. 4~I.Omm/s;
[0015] 3)將步驟2)中排出的沉淀物經(jīng)過(guò)離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，初步得到包含氧化鐵的 干物質(zhì)，將離心脫水機(jī)脫出的水分和步驟2)中斜管沉淀池的上清液均進(jìn)行回流，用于新鋼 材的沖洗；
[0016] 4)利用導(dǎo)熱油的煙氣的余熱作為造粒機(jī)的熱源對(duì)步驟3)中脫水后得到的包含氧 化鐵的干物質(zhì)進(jìn)行造粒，并回收利用；
[0017] 所述的酸洗廢液處理工藝包括如下步驟：
[0018] 5)將酸洗車(chē)間的酸洗廢液通過(guò)酸洗廢液管排入酸洗廢液池，酸洗廢液池中存儲(chǔ)的 酸洗廢液再排入格柵池，濾去大體積的懸浮物或漂浮物；
[0019] 6)將經(jīng)過(guò)步驟5)處理的酸洗廢液排入隔油池并沿水平方向緩慢流動(dòng)，使酸洗廢 液中的密度比水小的油上浮到水面，密度比水大的油下沉到隔油池底部的污泥斗中，利用 設(shè)置在池面的刮油機(jī)將浮于水面的油排入脫水罐中，同時(shí)通過(guò)刮泥機(jī)將沉淀在隔油池底部 的污泥排出；經(jīng)過(guò)隔油池處理的廢水則排出池外；
[0020] 7)將經(jīng)過(guò)步驟6)處理的酸洗廢液排入冷凍結(jié)晶釜中，利用冷凍機(jī)組作為冷源提 供裝置進(jìn)行冷卻處理，冷卻的同時(shí)打開(kāi)濃硫酸箱調(diào)節(jié)酸洗廢液的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%左 右，使得FeSO4 $Fe2 +SOf平衡向左持續(xù)移動(dòng)，冷卻結(jié)晶器內(nèi)利用攪拌槳對(duì)酸洗廢液 進(jìn)行攪拌，保持冷卻結(jié)晶器內(nèi)的溫度分布均勻，同時(shí)防止硫酸亞鐵水合晶體吸附在冷凝器 管壁上，在冷卻至0~3°C后，冷卻結(jié)晶釜下部形成硫酸亞鐵水合結(jié)晶體；
[0021] 8)將經(jīng)過(guò)步驟7)處理的酸洗廢液排入固液分離池，使硫酸亞鐵水合結(jié)晶體與上 清液分離；
[0022] 9)利用真空抽濾機(jī)將步驟8)中得到的硫酸亞鐵水合結(jié)晶體進(jìn)行硫酸亞鐵晶體的 回收；將步