申请日2016.05.06
公开(公告)日2016.11.09
IPC分类号C02F9/14; C02F103/16
摘要
本发明涉及废水回收处理技术领域，具体涉及一种酸洗废水的处理工艺及系统。本发明根据硫酸亚铁在不同温度下溶解度的不同且硫酸亚铁离子带正电荷的原理，通过降低废酸液的温度使硫酸亚铁以结晶体形状析出;同时向含有硫酸亚铁离子的废酸液体中加入带负电荷的有机液体，使带正电荷的硫酸亚铁离子和带负电荷的有机液体结合絮凝结晶沉淀分离。通过该处理工艺处理后的废酸，可以做到零排放，这样可以减少原来运输和处理过程中对环境的污染;通过纤维膜的过滤处理，分离出七水硫酸亚铁的纯度为98.5%，可以做饲料添加剂;分离出的废酸抽入酸洗槽可以重复利用;实现了零排放、零污染、全回收和全利用;具有很好的经济价值。
权利要求书
1.一种酸洗废水的处理工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将酸洗工艺产生的酸洗废水采用耐酸泵抽排到处理系统内;
(2)采用纤维生物膜分离酸洗废水中的固体物、悬浮物和腐蚀物等杂质，保证酸洗废水的纯净，然后在配酸池内进行配酸，使酸洗废水的浓度为20%-25%;纤维生物膜的孔径为1-2微米;
(3)将配酸后的酸洗废水输送至反应釜内，以60转/分的速度连续搅拌，并通过压缩制冷使反应釜内的酸洗废水温度降到-8~-10℃，冷却1-3个小时，同时在酸洗废水中添加电子加速结晶液进行冷却结晶;
(4)将冷却结晶好的酸洗废水缓慢的排放到可调速离心机内进行分离，离心机内置100-200目的耐酸膜，离心机采用由慢到快的底部出料操作;
(5)将离心机分离出来的废酸液通过管道直接流到储酸池作为生产备用，分离出来的七水硫酸亚铁的结晶体直接从离心机底部出料后进行包装出售。
2.根据权利要求1所述的一种酸洗废水的处理工艺，其特征在于，纤维生物膜的制备方法为：
(1)氧化处理：将纤维素在200-300℃下氧化气氛中，保持1-30min，直到纤维素的颜色由白色变成黑色;
(2)环化处理：然后将氧化后的纤维素加热至400℃以上在Pt-Fe系的催化下，保持3-20min，形成纤维膜;
(3)碳化处理：经(2)处理后的纤维膜在高纯氮气的保护下，加热到1000-1200℃进行碳化;碳化时间为1-3小时;
(4)酸化处理：经(3)碳化处理后的纤维膜在浓度为98%的硫酸中酸化，酸化时间25-35分钟，然后取出放在温度低于18℃的阴凉处放置5-8小时，最后在低于零下15℃条件下生化24小时，得到纤维生物膜。
3.根据权利要求2所述的一种酸洗废水的处理工艺，其特征在于，纤维素的密度为1.5-2.0g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种酸洗废水的处理工艺，其特征在于，所述电子加速结晶液为体积比为1:3的甲醇和乙醇的混合液。
5.根据权利要求1或4所述的一种酸洗废水的处理工艺，其特征在于，所述电子加速结晶液的添加量为待处理废酸体积的1%-2%。
6.根据权利要求1所述的一种酸洗废水的处理工艺，其特征在于，离心机采用转速从57-864转/分的范围由慢到快进行操作。
7.根据权利要求2所述的一种酸洗废水的处理工艺，其特征在于，将步骤(2)形成的纤维膜进行步骤(3)处理前，首先进行以下处理：将1mol醋酸钡溶解到1ml冰醋酸和3ml无水乙醇的混合溶液中，然后将1mol钛酸异丙酯加入到混合溶液中，然后再加入0.01g的乙二胺四乙酸二钠，然后将纤维膜置入该溶液中，在50℃下浸泡处理1-3h。
8.一种酸洗废水的处理系统，其特征在于，依次包括废酸池、沉淀池、生物膜处理池、配酸池、反应釜和固液分离器，废酸池、沉淀池、生物膜处理池、配酸池、反应釜和固液分离器依次相连;反应釜上设有制冷系统，固液分离器后设有储酸池。
9.一种酸洗废水的处理系统，其特征在于，包括车间生产池，车间生产池通过耐酸泵与用于存放酸洗废水的废酸池相连，废酸池通过管路与沉淀池相连，沉淀池通过管路与生物膜处理池相连，生物膜处理池内设有多层生物膜，生物膜处理池通过管路与配酸池相连，配酸池上设有加酸器，配酸池通过隔膜泵及管路与冷却结晶反应釜相连，冷却结晶反应釜通过管路与可调速离心机相连;冷却结晶反应釜上设有制冷装置，可调速离心机内设置有200-300目的耐酸膜，可调速离心机后设有储酸池，储酸池通过管路与车间生产池相连，所述冷却结晶反应釜包括釜体和设于釜体外的制冷装置，釜体顶部设有进料管，底部设有出料管，釜体内设有若干个相互之间通过管路联通的个子釜，所述制冷装置包括内冷装置和外冷装置，外冷装置设有位于釜体内环绕子釜外的外冷管，内冷装置设有位于子釜内的若干内冷管，字釜内设有搅拌器，沉淀池之前设有过滤池，过滤池内设有过滤网。
说明书
一种酸洗废水的处理工艺及系统
技术领域
本发明涉及废水回收处理技术领域，具体涉及一种酸洗废水的处理工艺及系统。
背景技术
酸洗工艺在我国钢铁工业、金属制品业在生产过程中需要清除钢材表面氧化铁皮进行酸洗处理，酸洗过程中会产生大量的废酸液，硫酸酸洗废液的成分主要是：游离酸、硫酸亚铁、水和悬浮物等杂质，一般在浓度低于4%以下废酸液里硫酸亚铁含量大于250g/L时形成废酸液。对于无法使用的废酸，国家环保部门有严格的管理，不允许直接排放。我国此类废液排放量惊人，一般生产每吨钢材可产生酸洗废液约200kg。
目前钢铁工业已成为用水大户，同时也是废液产生大户。钢铁企业每年会排放非常多的含有废酸的废水。对于这类废液的处理，目前，国内普遍采用的处理方法前期投入过于巨大，运行成本高、运行维护费用高、设备损坏严重、成本回收期限长。一般中小企业难以承受。中和排放法不仅需要投入一定的资金及配备一套中和装置，而且还要经常性地购入碱性化工原料对废酸进行中和处理，这样达到规定的pH值才能排放掉液体，并要处理大量无用的废渣，这种方法虽然解决了环保问题，但很不经济。
对于废酸的处理，目前国内的中小企业大都采用石灰中和法，使废酸液中和后达标排放。但此法需消耗大量的石灰，并产生大量的含水率99 %的泥渣需干化处理。该方法处理设施投资和处理成本也都较高，且废酸液中的有用资源未能回收利用。但无论是那种方案来处理都会造成资源的浪费和对环境的间接污染，根据结合上述情况，如何合理处理这些废酸，以实现零排放、零污染，而且使这些废酸液由废变宝，为国家和社会创造财富已成为该领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种酸洗废水的处理工艺及系统。
本发明利用物理方式处理废酸，实现了零排放、零污染、全回收和全利用，并且将原来的废酸加浓酸后以回车间继续使用，同时产生的七水硫酸亚铁可以作为商品进行出售，通过纤维生物膜处理后的硫酸亚铁纯度达到98.5%，彻底解决了传统工艺分离硫酸亚铁纯度的问题。不仅解决了污染问题，而且为企业创造很大的经济价值。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种酸洗废水的处理工艺，具体包括以下步骤：
(1)将酸洗工艺产生的酸洗废水采用耐酸泵抽排到处理系统内;
(2)采用碳纤维生物膜分离、氧化酸洗废酸液体中的固体物、悬浮物和腐蚀物等杂质，保证酸洗废水的纯净，然后在配酸池内进行配酸，使酸洗废水的浓度为20%-25%;
(3)将配酸后的酸洗废水输送至反应釜内，以60转/分的速度连续搅拌，并通过压缩制冷使反应釜内的酸洗废水温度降到-8~-10℃，冷却1-3个小时，同时在酸洗废水中添加电子加速结晶液进行冷却结晶;
(4)将冷却结晶好的酸洗废水缓慢的排放到可调速离心机内进行分离，离心机内置100-200目的耐酸膜，离心机采用由慢到快的底部出料操作;
(5)将离心机分离出来的废酸液通过管道直接流到储酸池作为生产备用，分离出来的七水硫酸亚铁的结晶体直接从离心机底部出料后进行包装出售。
优选的，碳纤维生物膜的制备方法为：
(1)氧化处理：将纤维素在200-300℃下氧化气氛中，保持1-30min，直到纤维素的颜色由白色变成黑色;
(2)环化处理：然后将氧化后的纤维素加热至400℃以上在Pt-Fe系的催化下，保持3-20min，形成纤维膜;
(3)碳化处理：经(2)处理后的纤维膜在高纯氮气的保护下，加热到1000-1200℃进行碳化;碳化时间为1-3小时;
(4)酸化处理：经(3)碳化处理后的纤维膜在浓度为98%的硫酸中酸化，酸化时间25-35分钟，然后取出放在温度低于18℃的阴凉处放置5-8小时，最后在低于零下15℃条件下生化24小时，得到纤维生物膜。
优选的，纤维素的密度为1.5-2.0g/cm3。
优选的，所述电子加速结晶液为体积比为1:3的甲醇和乙醇的混合液。
优选的，所述电子加速结晶液的添加量为待处理废酸体积的1%-2%。
优选的，离心机采用转速从57-864转/分的范围由慢到快进行操作。
优选的，离心机内置的耐酸膜为100-200目。
一种酸洗废水的处理系统，包括废酸池、沉淀池、生物膜处理池、配酸池、反应釜和固液分离器， 废酸池、沉淀池、生物膜处理池、配酸池、反应釜和固液分离器依次相连;反应釜上设有制冷系统，固液分离器后设有储酸池。
硫酸亚铁属于絮凝类物质，本发明根据硫酸亚铁在不同温度下溶解度的不同且硫酸亚铁离子带正电荷的原理，通过降低废酸液的温度使硫酸亚铁以结晶体形状析出;同时向含有硫酸亚铁离子的废酸液体中加入带负电荷的有机液体，使带正电荷的硫酸亚铁离子和带负电荷的有机液体结合絮凝结晶沉淀分离。再在通过离心机进行固液分离。分离出来的废酸液体可以进行配制后作为新液使用，而产生的七水硫酸亚铁纯度达到98.5%的饲料级。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
通过该处理工艺处理后的废酸，可以做到零排放，这样可以减少原来运输和处理过程中对环境的污染;
通过纤维膜的过滤处理，分离出七水硫酸亚铁的纯度为98.5%，可以做饲料添加剂;
分离出的废酸抽入酸洗槽可以重复利用;
实现了零排放、零污染、全回收和全利用;
具有很好的经济价值。