申请日2014.05.29
公开(公告)日2016.01.13
IPC分类号C02F9/04; C02F103/16; C02F101/22
摘要
一种硅钢含铬废水处理系统及其方法，包括以下工序流程：硅钢含铬废水--原水箱--pH调整槽--混凝絮凝槽--斜板沉淀池--无机超滤装置--HL-1阳床--脱气塔--HL-2阴床--最终产水箱--工业水;HL-2阴床出来的铬酸钠经再生液收集箱--HL-3阳床--铬酸收集箱形成铬酸,所述的pH调整槽中设有搅拌机并投加氢氧化钙，出口接混合絮凝槽;所述的混合絮凝槽中设有搅拌机并投加混凝剂及絮凝剂，出口接斜板沉淀池.根据本发明，处理效果稳定、操作运行简便，出水满足工业水水质标准，并且可回收铬酸，达到硅钢含铬废水资源化利用的目的;可减少含铬污泥的处理量，降低危险废物的处理成本;本发明的工艺系统采用铬酸根专项吸附树脂，吸附容量大，运行周期长。
权利要求书
1.一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，包括以下工序流程：
硅钢含铬废水--原水箱--pH调整槽--混凝絮凝槽--斜板沉淀池--无机超滤装置--HL-1阳床--脱气塔--HL-2阴床--最终产水箱--工业水;
HL-2阴床出来的铬酸钠进入再生液收集箱--HL-3阳床--铬酸--铬酸收集箱，
HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，HL-2阴床装有铬酸根专项吸附树脂，HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，
所述的pH调整槽中设有搅拌机并投加氢氧化钙，出口接混合絮凝槽;
所述的混合絮凝槽中设有搅拌机并投加混凝剂及絮凝剂，出口接斜板沉淀池。
2.如权利要求1所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，所述HL-1阳床、HL-2阴床和HL-3阳床进水水质满足下述条件：
总油≤1.0mg/L、悬浮物≤10mg/L、CODcr≤30mg/L。
3.如权利要求1所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，
所述HL-1阳床采用逆流再生，再生药剂为盐酸;
所述HL-2阴床装有强碱性树脂，选用一种铬酸根专项吸附树脂;采用逆流再生，再生药剂为氢氧化钠;
所述HL-3阳床采用逆流再生，再生药剂为硫酸。
4.如权利要求1所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，最终产水水质满足工业水水质标准，其中，pH7.0-8.0，电导率<500us/cm，SS<10mg/L，全硬度<150mg/L，钙硬度<100mg/L，碱度<110mg/L，氯离子<60mg/L，硫酸根<50mg/L，全铁<1mg/L，可溶性SiO2<6mg/L，蒸发残渣<300mg/L。
5.如权利要求1所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，所述铬酸满足下述要求：其中悬浮物≤10mg/L，硫酸根≤100mg/L，钠离子≤50mg/L，铬酸根离子为≥5g/L。
6.如权利要求1所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于：
所述的酸液箱进口接纯水及硫酸药剂，出口通过酸液输送泵接HL-1阳床和HL-3阳床;
所述的碱液箱进口接纯水及氢氧化钠药剂，出口通过碱液输送泵接HL-2阴床;
所述的纯水箱进口接纯水，出口通过纯水输送泵连接HL-1阳床、HL-2阴床和HL-3阳床.
所述的废液箱出口通过废液输送泵输送至浓盐水处理系统。
7.一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，包括以下工序流程：
硅钢含铬废水--原水箱--pH调整槽--混凝絮凝槽--斜板沉淀池--无机超滤装置--HL-1阳床--脱气塔--HL-2阴床--最终产水箱--工业水，
HL-2阴床出来的铬酸钠进入再生液收集箱--HL-3阳床--铬酸--铬酸收集箱，
所述HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，HL-2阴床装有铬酸根专项吸附树脂，HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，
所述的pH调整槽中设有搅拌机并投加氢氧化钙，出口接混合絮凝槽;
所述的混合絮凝槽中设有搅拌机并投加混凝剂及絮凝剂，出口接斜板沉淀池。
8.如权利要求7所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述HL-1阳床、HL-2阴床和HL-3阳床进水水质满足下述条件：
总油≤1.0mg/L、悬浮物≤10mg/L、CODcr≤30mg/L。
9.如权利要求7所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述HL-1阳床采用逆流再生，再生药剂为盐酸;HL-2阴床装有强碱性树脂，采用逆流再生，再生药剂为氢氧化钠;选用一种铬酸根专项吸附树脂;HL-3阳床采用逆流再生，再生药剂为硫酸。
10.如权利要求7所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述铬酸满足下述要求：其中悬浮物≤10mg/L，硫酸根≤100mg/L，钠离子≤50mg/L，铬酸根离子为≥5g/L。
11.如权利要求7所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，
所述的酸液箱进口接纯水及硫酸药剂，出口通过酸液输送泵接HL-1阳床和HL-3阳床;
所述的碱液箱进口接纯水及氢氧化钠药剂，出口通过碱液输送泵接HL-2阴床;
所述的纯水箱进口接纯水，出口通过纯水输送泵连接HL-1阳床、HL-2阴床和HL-3阳床。
说明书
硅钢含铬废水处理系统和处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种钢铁行业硅钢含铬废水处理系统和处理方法。
背景技术
在钢铁冶金领域，为提高冷轧板的耐腐蚀性和对漆膜的附着力，在后处理工序中采用铬酸盐钝化处理工艺，在金属表面覆盖一层铬酸盐化学转化膜。该方法具有工艺简单，膜结合力好，耐蚀性高的优点，但会产生大量的含铬废水，并且废水中的铬主要以铬酸根离子的形式存在。铬酸根离子具有很大的毒性，并且会通过食物链累积放大，使生物体内的血红蛋白转变为高铁血红蛋白，干扰体内的氧化、还原和水解的过程，导致多种癌症。
目前应用较为广泛的含铬废水处理方法是还原沉淀法。在酸性条件下，向废水中加入还原剂，将Cr6+还原成Cr3+，然后再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，通过沉淀或过滤等工艺，使废水得到净化。此工艺处理效果稳定，但药剂投加成本较高，污泥产生量较大造成二次污染严重，且无法达到废水的资源化利用。
另外，随着环保要求的日益提高，废水资源化处理工艺越来越受到重视。在发明专利《一种回收电镀废水中铬酸的方法》(申请号：201010608303.3)中运用离子交换、雾化、蒸发、萃取、结晶、分离等技术手段，从电镀清洗液中回收铬酸，获得铬酐晶体。此工艺达到了含铬废水资源化利用的目的，但由于电镀行业的含铬废水相较于硅钢含铬废水的成分较为简单，主要含有重金属离子、铬酸根离子。但硅钢含铬废水中除含有重金属离子、铬酸根离子外，含有大量的磷酸根离子、硅酸根离子、硫酸根离子等，较难实现废水的资源化利用。
为实现企业的可持续性发展，使资源得到高效和循环利用，亟需一种硅钢含铬废水的资源化利用工艺。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于：提供一种硅钢含铬废水处理系统和处理方法，所述硅钢含铬废水处理系统和处理方法，处理效果稳定、操作运行简便，使出水满足工业水水质标准，并且可回收铬酸，达到硅钢含铬废水资源化利用的目的;可减少含铬污泥的处理量，降低危险废物的处理成本;采用铬酸根专项吸附树脂，吸附容量大，运行周期长。
本发明的技术方案如下：
一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，包括以下工序流程：
硅钢含铬废水--原水箱--pH调整槽--混凝絮凝槽--斜板沉淀池--无机超滤装置--HL-1阳床--脱气塔--HL-2阴床--最终产水箱--工业水，
HL-2阴床出来的铬酸钠进入再生液收集箱--HL-3阳床--铬酸--铬酸收集箱。
所述HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，HL-2阴床装有铬酸根专项吸附树脂，HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，
所述的pH调整槽中设有搅拌机并投加氢氧化钙，出口接混合絮凝槽;
所述的混合絮凝槽中设有搅拌机并投加混凝剂及絮凝剂，出口接斜板沉淀池。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，所述HL-1阳床、 HL-2阴床和HL-3阳床进水水质满足下述条件：
总油≤1.0mg/L、悬浮物≤10mg/L、CODcr≤30mg/L。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，所述HL-1阳床装有强酸性树脂;HL-2阴床装有强碱性树脂，选用一种铬酸根专项吸附树脂;HL-3 阳床装有强酸性树脂。
HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子;HL-2阴床装有强碱性树脂，对铬酸根的吸附容量较大，但对其他阴离子均有一定的吸附能力，但吸附能力较弱，易于饱和，饱和后会重新与铬酸根离子进行交换;HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，对钠离子的吸附能力尤为突出。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，
所述HL-1阳床采用逆流再生，再生药剂为盐酸;
所述的HL-2阴床采用逆流再生，再生药剂为氢氧化钠;
所述的HL-3阳床采用逆流再生，再生药剂为硫酸。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，最终产水水质满足工业水水质标准，其中，pH7.0-8.0，电导率<500us/cm，SS<10mg/L，全硬度<150mg/L，钙硬度<100mg/L，碱度<110mg/L，氯离子<60mg/L，硫酸根<50mg/L，全铁<1mg/L，可溶性SiO2<6mg/L，蒸发残渣<300mg/L。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，所述铬酸满足下述要求：其中悬浮物≤10mg/L，硫酸根≤100mg/L，钠离子≤50mg/L，铬酸根离子为≥5g/L。
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理系统，在所述斜板沉淀池和无机超滤装置之间设置超滤循环箱和超滤循环泵，所述的斜板沉淀池出口连接超滤循环箱，底部产生的污泥连接污泥处理系统。
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理系统，在所述无机超滤装置和HL-1 阳床之间顺序设置超滤清洗槽，超滤产水池，树脂供水泵。
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理系统，在所述脱气塔和HL-2阴床之间顺序设置脱碳风机、中间水泵，HL-2阴床出口接最终产水箱，所述的最终产水箱出口通过产水外送泵输送至工业水管网。
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理系统，在所述HL-2阴床和再生液收集箱之间设置产水外送泵，在再生液收集箱和之间设置再生液提升泵。
另外，为收集铬酸，在铬酸收集箱后设置酸液箱，酸液输送泵，碱液箱，碱液输送泵，纯水箱，纯水输送泵，废液箱及废液输送泵。以上设备是阳床和阴床再生时利用，与树脂床连接。
所述的超滤清洗箱进口连接清洗药剂、工业水管网及蒸汽管网，出口接超滤循环泵，再接无机超滤装置;无机超滤装置出口接超滤清洗箱。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，
所述的超滤产水池出口通过树脂供水泵连接HL-1阳床;HL-1阳床出口连接脱气塔;
所述的脱气塔进口还接脱碳风机，出口通过中间水泵接HL-2阴床;HL-2阴床出口接最终产水箱。所述的最终产水箱出口通过产水外送泵输送至工业水管网。
所述的HL-1阳床进口还连接酸液输送泵及纯水输送泵，出口还接废液箱，所述的HL-2阴床还接碱液输送泵及纯水输送泵，出口分别连接再生液收集箱和废液箱。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于：所述的酸液箱进口接纯水及硫酸药剂，出口通过酸液输送泵接HL-1阳床和HL-3阳床;
所述的碱液箱进口接纯水及氢氧化钠药剂，出口通过碱液输送泵接HL-2阴床;
所述的纯水箱进口接纯水，出口通过纯水输送泵连接HL-1阳床、HL-2阴床和HL-3阳床。
所述的废液箱出口通过废液输送泵输送至浓盐水处理系统。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，所述的再生液收集箱通过再生液提升泵连接HL-3阳床，HL-3阳床出水连接铬酸收集箱;
所述的HL-3阳床进口还连接酸液输送泵及纯水输送泵，出口还接废液箱。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理系统，其特征在于，所述无机超滤装置，采用多通道陶瓷膜管(超滤孔径不超过50nm)，组件采用SS316外壳。
无机陶瓷膜具有良好的化学稳定性，以及耐酸、碱、有机溶剂，耐高温，抗微生物的能力，适用pH范围为0～14，适用温度范围在0～300℃。一般操作压力约为0.20-0.35MPa。无机超滤装置运行一定时间(一般为20-30d)，系统通量下降或压差升高时，需要进行化学清洗。
根据本发明，采用上述预处理组合工艺，可有效去除废水中钙、镁、二氧化硅、硫酸根、铝离子、悬浮物等的目的，达到离子交换系统的进水要求，并且提高HL-3阳床制取铬酸的纯度。
HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子;HL-2阴床装有强碱性树脂，对铬酸根的吸附容量较大，但对其他阴离子均有一定的吸附能力，但吸附能力较弱，易于饱和，饱和后会重新与铬酸根离子进行交换;HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，对钠离子的吸附能力尤为突出。
初始运行时，所有树脂需使用NaCl、HCl或NaOH、进行预处理，使其达到最大的吸附容量。
一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，包括以下工序流程：
硅钢含铬废水--原水箱--pH调整槽--混凝絮凝槽--斜板沉淀池--无机超滤装置--HL-1阳床--脱气塔--HL-2阴床--最终产水箱--工业水，
HL-2阴床出来的铬酸钠经再生液收集箱--HL-3阳床--铬酸收集箱形成铬酸，
所述HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，HL-2阴床装有铬酸根专项吸附树脂，HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，
所述的pH调整槽中设有搅拌机并投加氢氧化钙，出口接混合絮凝槽;
所述的混合絮凝槽中设有搅拌机并投加混凝剂及絮凝剂，出口接斜板沉淀池。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述HL-1阳床、 HL-2阴床和HL-3阳床进水水质满足下述条件：
总油≤1.0mg/L、悬浮物≤10mg/L、CODcr≤30mg/L。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述HL-1阳床装有强酸性树脂;HL-2阴床装有强碱性树脂，选用一种铬酸根专项吸附树脂;HL-3 阳床装有强酸性树脂。
HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子;HL-2阴床装有强碱性树脂，对铬酸根的吸附容量较大，但对其他阴离子均有一定的吸附能力，但吸附能力较弱，易于饱和，饱和后会重新与铬酸根离子进行交换;HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，对钠离子的吸附能力尤为突出。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，
所述HL-1阳床采用逆流再生，再生药剂为盐酸;
所述的HL-2阴床采用逆流再生，再生药剂为氢氧化钠;
所述的HL-3阳床采用逆流再生，再生药剂为硫酸。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，最终产水水质满足工业水水质标准，其中，pH7.0-8.0，电导率<500us/cm，SS<10mg/L，全硬度<150mg/L，钙硬度<100mg/L，碱度<110mg/L，氯离子<60mg/L，硫酸根<50mg/L，全铁<1mg/L，可溶性SiO2<6mg/L，蒸发残渣<300mg/L。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述铬酸满足下述要求：其中悬浮物≤10mg/L，硫酸根≤100mg/L，钠离子≤50mg/L，铬酸根离子为≥5g/L。
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理方法，在所述斜板沉淀池和无机超滤装置之间设置超滤循环箱和超滤循环泵，所述的斜板沉淀池出口连接超滤循环箱，底部产生的污泥连接污泥处理方法。
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理方法，在所述无机超滤装置和HL-1 阳床之间顺序设置超滤清洗槽，超滤产水池，树脂供水泵。
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理方法，在所述脱气塔和HL-2阴床之间顺序设置脱碳风机、中间水泵，HL-2阴床出口接最终产水箱，所述的最终产水箱出口通过产水外送泵输送至工业水管网;
根据本发明所述一种硅钢含铬废水处理方法，在所述HL-2阴床和再生液收集箱之间设置产水外送泵，在再生液收集箱和之间设置再生液提升泵。
另外，为收集铬酸，在铬酸收集箱后设置酸液箱，酸液输送泵，碱液箱，碱液输送泵，纯水箱，纯水输送泵，废液箱及废液输送泵。
所述的超滤清洗箱进口连接清洗药剂、工业水管网及蒸汽管网，出口接超滤循环泵，再接无机超滤装置;无机超滤装置出口接超滤清洗箱。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述的超滤产水池出口通过树脂供水泵连接HL-1阳床;HL-1阳床出口连接脱气塔;
所述的脱气塔进口还接脱碳风机，出口通过中间水泵接HL-2阴床;HL-2阴床出口接最终产水箱。所述的最终产水箱出口通过产水外送泵输送至工业水管网.
所述的HL-1阳床进口还连接酸液输送泵及纯水输送泵，出口还接废液箱，所述的HL-2阴床还接碱液输送泵及纯水输送泵，出口分别连接再生液收集箱和废液箱。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于：所述的酸液箱进口接纯水及硫酸药剂，出口通过酸液输送泵接HL-1阳床和HL-3阳床;
所述的碱液箱进口接纯水及氢氧化钠药剂，出口通过碱液输送泵接HL-2阴床;
所述的纯水箱进口接纯水，出口通过纯水输送泵连接HL-1阳床、HL-2阴床和HL-3阳床.
所述的废液箱出口通过废液输送泵输送至浓盐水处理方法。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，
所述的再生液收集箱通过再生液提升泵连接HL-3阳床，HL-3阳床出水连接铬酸收集箱;
所述的HL-3阳床进口还连接酸液输送泵及纯水输送泵，出口还接废液箱。
根据本发明所述的一种硅钢含铬废水处理方法，其特征在于，所述无机超滤装置，采用多通道陶瓷膜管(超滤孔径不超过50nm)，组件采用SS316外壳。
无机陶瓷膜具有良好的化学稳定性，以及耐酸、碱、有机溶剂，耐高温，抗微生物的能力，适用pH范围为0～14，适用温度范围在0～300℃。一般操作压力约为0.20-0.35MPa。无机超滤装置运行一定时间(一般为20-30d)，方法通量下降或压差升高时，需要进行化学清洗。
根据本发明，采用上述预处理组合工艺，可有效去除废水中钙、镁、二氧化硅、硫酸根、铝离子、悬浮物等的目的，达到离子交换方法的进水要求，并且提高HL-3阳床制取铬酸的纯度。
HL-1阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子;HL-2阴床装有强碱性树脂，对铬酸根的吸附容量较大，但对其他阴离子均有一定的吸附能力，但吸附能力较弱，易于饱和，饱和后会重新与铬酸根离子进行交换;HL-3阳床装有强酸性树脂，可吸附所有阳离子，对钠离子的吸附能力尤为突出。
初始运行时，所有树脂需使用NaCl、HCl或NaOH、进行预处理，使其达到最大的吸附容量。
本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优势：
1.本发明的工艺系统，处理效果稳定、操作运行简便，使出水满足工业水水质标准，并且可回收铬酸，达到硅钢含铬废水资源化利用的目的;
2.本发明的工艺系统，可减少含铬污泥的处理量，降低危险废物的处理成本;
3.本发明的工艺系统采用铬酸根专项吸附树脂，吸附容量大，运行周期长。