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CN103626322A - 一种含重金属酸性废水的双碱中和处理方法 - Google Patents

一种含重金属酸性废水的双碱中和处理方法 Download PDF

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王静
蔡英
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BAOSTEEL SPECIAL STEEL LONG PRODUCTS Co.,Ltd.
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Baosteel Special Steel Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,其主要采用氢氧化钠来调节pH值,使酸洗废水中的金属离子产生沉淀并回收,回收的金属污泥经处理后可作为金属氧化物进行利用,并且通过投加石灰使废水中的氟等离子形成沉淀,该沉淀物不含重金属,可作为一般污泥处理。通过该方法处理后,其中的污泥可不必再作为危险废物处置,或可作为一种萤石类辅料进行再利用,并且剩余的废水经过略微处理即可达标排放。

Description

一种含重金属酸性废水的双碱中和处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术,更具体地说,涉及一种含重金属酸性废水的双碱中和处理方法。 
背景技术
目前,含重金属酸性废水的处理技术,采用的是常规的石灰中和法(属于单碱法)。请结合图1所示,该方法是将来自车间的废酸和废水首先进入调节池,保持6小时的水力停留时间,目的是调节废酸和废水的水质水量,减少对后续工艺的冲击。通过提升泵将调节池中的废酸和废水注入反应池,加入适量氢氧化钙,用于去除废酸和废水中的氟离子;加入适量盐酸和石灰用于调节废酸和废水中的pH值,反应池的泥水混合液由泵提升进入原板框压滤机进行污泥脱水,压滤后的脱水污泥卸入泥斗,定期由卡车外运,实现排泥。而板框压滤机的滤液自流进入滤液调节池,调节后的滤液由泵提升先后进入一级、二级滤液反应沉淀池,在反应区投加碳酸钠以降低废水的硬度,废水中钙、镁离子生成难溶的碳酸钙和碳酸镁沉淀;另外还投加PAC、PAM絮凝剂使生成的沉淀形成较大的矾花,以便取得更好的固液分离效果;在此也投加酸、碱进行pH值的调节。当二级滤液反应沉淀池出水自流进入中间水池;一级、二级两个沉淀区的污泥则通过污泥泵抽吸回流到反应池,和反应池泥水混合液同步进入板框压滤机进行脱水,脱水后泥饼外运处置。一级、二级滤液反应沉淀池出水进入中间水池,然后由泵提升进入全自动过滤器进行过滤,过滤后的处理水进入原有的监测排放池,如该池在线氟离子测定仪检测出水氟离子达标,则出水进入排放槽,由泵经由全厂污水管网提升至全厂废水处理站。如在线氟离子测定仪检测出水氟离子超标,则处理水回流至原调节池,在老废水处理站重新处理。 
现用的石灰中和法,是向酸洗废水中直接投加大量石灰进行处理,投加石灰的作用主要通过调节pH值,使重金属离子产生沉淀形成污泥并去 除,属于单碱法。该方法工艺操作简单,设备要求低,但同样也会存在缺点,分别是: 
1、产生大量的污泥,且污泥中含有重金属,需按危险废物处置,支付大量的处置费用。 
2、金属元素得不到有效回收,而造成资源的浪费。 
3、存留的大量钙离子,不利于水的循环使用,需投入大量的药剂,才能起到软化水质的效果。 
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺点,本发明的目的是提供一种含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,能够对废水进行有效处理,回收废水中的金属元素。 
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案: 
该含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,包括以下步骤: 
A.将酸洗废水输入调节池以稳定水量和水质后,将酸洗废水提升至第一反应池; 
B.投加氢氧化钠以调节第一反应池内的酸洗废水pH值; 
C.将酸洗废水输入第一板框压滤机进行污泥脱水,压滤后的脱水污泥为含金属铁、镍、锰和铬离子的污泥; 
D.滤液经滤液调节池输入第二反应池,投加石灰以去除废水中的氟离子,并投加PAC、PAM絮凝剂加速沉淀; 
E.将第二反应池的泥水混合液输入第二板框压滤机进行污泥脱水,压滤后的脱水污泥主要成分为氟化钙和硫酸钙; 
F.将脱污泥废水输入中间池,加入碳酸钠降低水质硬度,并输入全自动过滤器进行过滤,过滤后的处理水进入监测排放池; 
G.若排放池的出水氟离子测量达标,则输入排放槽;若出水氟离子测量超标,则回流至调节池,进行重复处理。 
在步骤B中,所述的酸洗废水pH值调节至7~10。 
在步骤D中,所述的投加石灰量为每吨废水中投加4~5kg。 
在步骤F中,所述的加入碳酸钠量为2.3~3.1公斤/吨废水。 
在上述技术方案中,本发明的含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,主要采用氢氧化钠来调节pH值,使酸洗废水中的金属离子产生沉淀并回收,回收的金属污泥经处理后可作为金属氧化物进行利用,并且通过投加石灰使废水中的氟等离子形成沉淀,该沉淀物不含重金属,可作为一般污泥处理。通过该方法处理后,其中的污泥可不必再作为危险废物处置,或可作为一种萤石类辅料进行再利用,并且剩余的废水经过略微处理即可达标排放。 
附图说明
图1为现有技术的含重金属酸性废水的处理方法的流程框图; 
图2为本发明的含重金属酸性废水的双碱中和处理方法的流程框图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 
请参阅图2所示,本发明的含重金属酸性废水的双碱中和处理方法(简称双碱中和法)主要包括以下步骤: 
首先,将来自车间的废酸等酸洗废水输入调节池,调节池起稳定水量和水质,通过保持6小时的水力停留时间后,将酸洗废水通过提升泵提升至第一反应池。 
在第一反应池内调节酸洗废水的pH值,通过投加氢氧化钠从而调节pH值至7~10,这一步主要是为了调节酸度,并去除废水中的金属离子。在废水中加入一定量的氢氧化钠,通过磁力搅拌,静置,过滤,测定滤液中金属离子浓度,加碱后产生的污泥主要成分为金属氢氧化物(含金属铁、镍、锰和铬离子)。 
调节pH值后的废水,经提升泵进入第一板框压滤机进行污泥脱水,压滤后的脱水污泥为含金属铁、镍、锰和铬离子污泥,有极高的回收价值。 
经第一板框压滤机污泥脱水的废水,自流回滤液调节池,经提升泵进入第二反应池。在第二反应池中,每吨废水投加4~5kg的石灰用于去除废 水中的氟等离子(即氟化钙的生成量),此时去除效率最高,加药量最少。 
再将第二反应池内的泥水混合液,经提升泵进入板框压滤机进行污泥脱水,压滤后的脱水污泥主要成分为氟化钙和硫酸钙,不含重金属,可作为一般污泥进行处置,费用较低。 
经板框压滤机进行二次脱污泥的废水,由提升泵输入中间池,通过加入碳酸钠降低水质硬度,加入碳酸钠量为2.3~3.1公斤/吨废水,然后由泵提升进入全自动过滤器进行过滤。 
将过滤后的处理水进入监测排放池,若该池在线氟离子测定仪检测出的水氟离子达标,则出水进入排放槽,由泵经由全厂污水管网提升至全厂废水处理站,进行处理排放。若测出的水氟离子超标,则回流至调节池,进行重新处理。 
相对于现有技术的单碱法来说,本发明的双碱法增加了一次加碱和分离的步骤。但这样的一个步骤的加入,使得原本需要支付高昂处置费的污泥变成两部分,一部分以金属为主得具有良好的回收价值;另一部分不含重金属离子为一般废弃物,处置费用较低,甚至经加工后可以综合利用。通过理论计算和小试证实,该双碱法可以确保废水处置稳定达标,并且比现有单碱法工艺更经济,处置一吨酸性废水可降低处置成本43.8元。如果通过回收再利用这些物质所产生的效益,将是非常客观,而且是长期的。 
1.双碱中和法调整废水pH值,对废水的处理效果分析如下: 
表1为按照双碱中和法工艺流程的实验所得出的各项指标 
Figure BDA00002013358100041
注:上表中各项指标的单位均为mg/l。 
表2为污泥浸出液情况 
Figure BDA00002013358100051
注:上表中各项指标的单位均为mg/l。 
通过以上数据表明: 
1)酸洗废水中需要去除的污染因子有金属离子(铁、铬、镍、锰)、非金属离子(氟离子)以及pH值。 
2)通过第一步加碱,将pH调至7-10,可使废水中的金属离子沉淀,通过第二步加碱可去除废水中氟等离子,达到处理废水的效果。 
3)双碱中和法将Ni、Mn、Cr等金属沉淀物和氟化钙等沉淀物分别回收。 
2.比较单碱中和法与双碱中和法的经济性如下: 
表3位某钢铁厂处理成本比较 
Figure BDA00002013358100052
注:上表单位均为元/t水。 
由计算结果可以看出,采用现有的单碱中和法所产生的药剂成本(仅使用氧化钙)比本发明的双碱中和法(使用氢氧化钠和氧化钙)要来得低,但在污泥产生量和处理成本上要高于双碱中和法,因此总体成本约比双碱中和法高。另一方面,考虑到金属氢氧化物可以作为产品销售,因此这一部分的污泥处置费可能会降低或不计,从而进一步降低成本。而且,大量 使用氧化钙会导致水体硬度上升,在后续处理中会大大增加中和剂的用量,从而进一步导致成本的增加。因此,虽然双碱中和法会导致管理和操作成本的上升,但从长远来看双碱中和法的处理成本低于单碱中和法。 
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。 

Claims (4)

1.一种含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,其特征在于:
包括以下步骤:
A.将酸洗废水输入调节池以稳定水量和水质后,将酸洗废水提升至第一反应池;
B.投加氢氧化钠以调节第一反应池内的酸洗废水pH值;
C.将酸洗废水输入第一板框压滤机进行污泥脱水,压滤后的脱水污泥为含金属铁、镍、锰和铬离子的污泥;
D.滤液经滤液调节池输入第二反应池,投加石灰以去除废水中的氟离子,并投加PAC、PAM絮凝剂加速沉淀;
E.将第二反应池的泥水混合液输入第二板框压滤机进行污泥脱水,压滤后的脱水污泥主要成分为氟化钙和硫酸钙;
F.将脱污泥废水输入中间池,加入碳酸钠降低水质硬度,并输入全自动过滤器进行过滤,过滤后的处理水进入监测排放池;
G.若排放池的出水氟离子测量达标,则输入排放槽;若出水氟离子测量超标,则回流至调节池,进行重复处理。
2.如权利要求1所述的含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,其特征在于:
在步骤B中,所述的酸洗废水pH值调节至7~10。
3.如权利要求1所述的含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,其特征在于:
在步骤D中,所述的投加石灰量为每吨废水中投加4~5kg。
4.如权利要求1所述的含重金属酸性废水的双碱中和处理方法,其特征在于:
在步骤F中,所述的加入碳酸钠量为2.3~3.1公斤/吨废水。
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