一种酸性废水低成本资源化利用工艺的制作方法

1.本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种酸性废水低成本资源化利用工艺。


背景技术：

2.钢铁企业在生产过程中会产生大量酸性废水，酸性废水主要来源于冷轧、硅钢酸洗机组排放和不锈钢酸洗机组。冷轧、硅钢酸洗机组排放的盐酸酸性废水，主要含有盐酸、金属离子(me)等，不锈钢酸洗机组的混酸酸性废水，主要含有混酸(硝酸、氢氟酸)、金属离子(me)等。
3.盐酸酸性废水一般采用石灰中和沉淀池法，将废水中残余酸中和，产生金属氢氧化物沉淀污泥。该方法的优点是工艺简单、设备投资少。缺点是需要投加大量石灰乳，生产大量的沉淀污泥，无法降低废水的氯离子含量，还增加了废水的硬度，废水无法实现回用。
4.混酸酸性废水一般也是采用石灰中和处理，此中和后的废水是一种高含硝态氮的废水，直接排放总氮很高，是国家排放标准的20～100倍，所以国内的少数不锈钢企业例如张家港浦项、广州联众等在中和之后增加了不锈钢酸洗废水生物脱氮处理，将废水中的总氮脱除后再回用或直接排放水体。由于生物脱氮的运行成本很高，所以国内大部分不锈钢企业还是将不锈钢酸洗机组废水中和后直接排放到全厂排水管网，造成了全厂外排生产废水总氮超标。
5.此外，国内外酸性废水也有采用与冷轧碱性废水混合处理的工艺，该工艺的优点是节省了酸碱中和药剂的消耗，缺点是因酸性废水fe
2
高达1500-3000mg/l、电导率高达4500-15000μs/cm，酸碱废水混合后，混合废水高盐、高硬度、高铁离子影响生化处理效果，生化出水的高铁离子无法满足超滤 反渗透膜回用工艺的进水要求，限制了废水的进一步深度回用处理。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种可实现运行成本低、并能实现资源化利用的酸性废水处理工艺。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案为一种酸性废水低成本资源化利用工艺，包括如下步骤：
8.1)酸洗机组排放的酸性废水进入酸性废水调节池内调节水量、水质；酸洗机组排放的废酸液进入酸再生反应炉进行高温热水解反应，产生的含酸性成分的高温烟气进入酸再生吸收装置；
9.2)酸性废水调节池内的酸性废水经预处理后进入中间水池一；
10.3)中间水池一内的酸性废水进入一级电吸附装置进行处理，得到一级浓水和一级产水；
11.4)一级浓水作为再生酸吸收液进入酸再生吸收装置，对含酸性成分的高温烟气进行喷淋吸收，形成再生酸，再生酸进入酸洗机组循环利用；一级产水进入二级电吸附装置进
行处理，得到二级浓水和二级产水；
12.5)二级浓水利用余压进入中间水池一，二级产水自流进入中间水池二；中间水池二中的二级产水进入碱废水处理系统处理后回用，和/或二级产水与新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组。
13.进一步地，步骤2)中的预处理过程如下：酸性废水调节池内的酸性废水进入沉淀池一中，经沉淀去除悬浮颗粒物后的上清液进入酸性废水过滤器，酸性废水过滤器过滤后的滤水进入中间水池一。
14.更进一步地，所述酸性废水过滤器的壳体采用耐酸材质，滤料采用耐酸滤料。
15.进一步地，步骤3)中一级浓水的金属离子浓度为3～15g/l，电导率27000～100000μs/cm。。
16.进一步地，当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，步骤4)中再生酸为盐酸，浓度为200g/l；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，步骤4)中再生酸为hf和hno3的混酸，hf的浓度为5～60g/l，hno3的浓度为80～160g/l。
17.进一步地，步骤4)中二级产水的ph值为2～4，总铁含量为15～100mg/l，电导率为100～500μs/cm。
18.进一步地，步骤5)中二级产水与新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组具体为：当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，步骤5)中二级产水与18％的盐酸勾兑至盐酸浓度为200g/l后作为补充酸进入酸洗机组；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，步骤5)中二级产水与55％的hf、98％或68％的hno3勾兑至混酸中hf浓度为5～60g/l、hno3浓度为80～160g/l后作为补充酸进入酸洗机组。
19.进一步地，步骤5)中二级产水进入碱废水处理系统处理的处理过程如下：中间水池二中的二级产水进入碱废水调节池内与碱废水进行中和反应，反应后的废水进入中和、混凝、絮凝槽中进行调整ph值、混凝反应、絮凝反应，中和、混凝、絮凝槽出水进入气浮装置，气浮装置出水依次经过生化装置、沉淀池二、过滤装置后送中水用户使用或深度回用。
20.进一步地，当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，生化装置采用好氧反应池；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，生化装置必须采用缺氧反应池与好氧反应池串联的方式，缺氧反应池利用碱废水中的cod进行反硝化，以去除二级产水中含有15～50mg/l的硝酸根。
21.更进一步地，二级产水中的铁离子(15～100mg/l)作为混凝反应的混凝剂。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.(1)本发明先采用沉淀 过滤作为预处理，满足电吸附装置的进水要求；然后采用一级电吸附装置和二级电吸附装置串联作为核心处理单元处理酸性废水，降低酸性废水的盐分、金属离子，提升电吸附装置的产水水质，避免了酸性废水仅采用一级电吸附处理后出水电导率、金属离子过高导致无法回用的问题，也避免了传统酸碱废水混合处理工艺中混合废水高盐、高硬度、高铁离子对生化处理效果的影响以及生化出水的高铁离子无法进一步深度回用处理的问题；其中，一级电吸附装置的浓水作为再生酸吸收液进入酸再生吸收装置，对由酸再生反应炉产生的含酸性成分的高温烟气进行喷淋吸收，形成再生酸后送至酸洗机组循环利用；二级电吸附装置的产水与新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组，实现了废水以及废水中酸近100％的回收利用，真正实现了酸性废水零排放，或者二级电吸附装
置的产水送碱废水处理系统进行酸碱中和反应，能够大幅降低药剂消耗量的同时减少废水中因投加酸碱中和剂引入的盐分；此外，二级电吸附装置的产水含有的铁离子可作为混凝槽的混凝剂使用，大幅降低传统碱废水处理工艺中混凝槽需要投加的混凝剂使用量；
24.(2)本发明提供的酸性废水低成本资源化利用工艺与传统酸性废水处理工艺相比，能够大幅降低药剂消耗量(石灰乳、酸碱中和药剂、混凝剂等)和污泥量，显著改善废水中因投加酸碱中和剂引起的盐分增加，最终回用水水质更好，运行成本低，同时可以实现废水以及废水中金属离子、酸近100％的回收利用，完全避免了废水排放对环境的影响，真正实现了酸性废水低成本、资源化利用，是一种经济、环保、绿色、节能、占地面积省、出水水质优且稳定的新工艺路线。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
26.图1为本发明实施例提供的酸性废水低成本资源化利用工艺的流程图；
27.图中：1、酸洗机组；2、酸再生反应炉；3、酸再生吸收装置；4、酸性废水调节池；5、沉淀池一；6、酸性废水过滤器；7、中间水池一；8、一级电吸附装置；9、二级电吸附装置；10、中间水池二；11、碱废水调节池；12、中和、混凝、絮凝槽；13、气浮装置；14、生化装置；15、沉淀池二；16、过滤装置；17、配酸池。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1所示，本实施例提供一种酸性废水低成本资源化利用工艺，包括如下步骤：
30.1)酸洗机组1排放的酸性废水(铁离子浓度为1500-3000mg/l，电导率为4500-15000μs/cm)经管网排入酸性废水调节池4，在酸性废水调节池4内调节水量、水质；酸洗机组1排放的废酸液进入酸再生反应炉2进行高温热水解反应，产生的含酸性成分的高温烟气进入酸再生吸收装置3，并回收金属氧化物；
31.2)酸性废水调节池4内的酸性废水通过提升泵进入沉淀池一5中，经沉淀去除悬浮颗粒物后的上清液提升进入酸性废水过滤器6，酸性废水过滤器6过滤后的滤水进入中间水池一7；其中，采用沉淀 过滤器的方式进行预处理，满足电吸附装置的进水要求；酸性废水过滤器6的壳体采用耐酸材质，用于盐酸酸性废水处理时壳体可采用玻璃钢材质或钢衬胶材质，用于混酸酸性废水处理时壳体可采用玻璃钢材质或钢衬胶材质，滤料采用耐酸滤料，用于盐酸酸性废水处理时滤料可采用酸洗石英砂、活性炭滤料、纤维滤料，用于混酸酸性废水处理时滤料可采用活性炭滤料；
32.3)中间水池一7内的酸性废水通过提升泵进入一级电吸附装置8进行处理，得到一
级浓水和一级产水；一级电吸附装置8吸附去除废水中的fe
3
、fe
2
、h

、sio
32-、cl-等离子，降低一级产水的离子浓度，产生的一级浓水的金属离子浓度为3～15g/l，电导率为27000～100000μs/cm；
33.4)一级浓水作为再生酸吸收液进入酸再生吸收装置3，对由酸再生反应炉2进入酸再生吸收装置3的含酸性成分的高温烟气进行喷淋吸收，形成再生酸，再生酸通过泵进入酸洗机组1循环利用，实现了对废水中金属离子、酸近100％资源化利用；
34.当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，再生酸为盐酸，浓度为200g/l；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，再生酸为hf和hno3的混酸，hf的浓度为5～60g/l，hno3的浓度为80～160g/l；
35.一级产水通过提升泵进入二级电吸附装置9进行处理，得到二级浓水和二级产水；二级电吸附装置9进一步吸附去除废水中的fe
3
、fe
2
、h

、sio
32-、cl-等离子，进一步降低产水的离子浓度；二级产水的水ph值为2～4，总铁含量为15～100mg/l，电导率为100～500μs/cm；
36.5)二级浓水利用余压进入中间水池一7，之后再次进入一级电吸附装置8循环处理，提高电吸附装置整体回收率；
37.二级产水自流进入中间水池二10，中间水池二10中的二级产水进入碱废水处理系统处理后回用，和/或二级产水与新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组1；
38.二级产水进入碱废水处理系统处理后回用具体为：中间水池二10中的二级产水(酸性，ph值2～4)通过提升泵进入废水站的碱废水调节池11，在碱废水调节池11内二级产水与碱废水进行酸碱中和反应，减少碱性废水酸中和剂投加量和二级电吸附装置9酸性产水碱中和剂投加量，大幅降低药剂消耗量的同时减少废水中因投加酸碱中和剂引入的盐分；中和反应后的废水通过提升泵进入中和、混凝、絮凝槽12中，在中和单元内进一步调整ph值，在混凝槽内进行混凝反应，在絮凝槽内投加pam进行絮凝反应，中和、混凝、絮凝槽12出水自流进入气浮装置13，气浮装置13出水依次经过生化装置14、沉淀池二15、过滤装置16后送中水用户使用或采用双膜法等工艺深度回用，实现了废水的资源化利用；其中，二级产水中总铁含量约15～100mg/l，该铁离子可作为混凝槽的混凝剂使用，大幅降低传统碱废水处理工艺中混凝槽需要投加的混凝剂使用量；此外，需要特别说明的是，当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，生化装置14采用好氧反应池；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，生化装置14必须采用缺氧反应池与好氧反应池串联的方式，缺氧反应池利用碱废水中的cod进行反硝化，以去除二级产水中含有15～50mg/l的硝酸根，实现低成本去除硝酸根污染物的目的。
39.二级产水与新酸混合后作为补充酸进入酸洗机组1具体为：当步骤1)中酸性废水为盐酸酸性废水时，步骤5)中二级产水与18％的盐酸在配酸池17中勾兑至盐酸浓度为200g/l后作为正常的补充酸进入酸洗机组1；当步骤1)中酸性废水为混酸酸性废水时，步骤5)中二级产水与55％的hf、98％或68％的hno3在配酸池17中勾兑至混酸中hf浓度为5～60g/l、hno3浓度为80～160g/l后作为正常的补充酸进入酸洗机组1。
40.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特诊进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本
发明的保护范围之内。