申请日2014.09.25
公开(公告)日2014.12.10
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开废水处理装置及其处理不锈钢酸性废水的方法，包括调节池、一级中和罐、二级中和罐、石灰乳存储罐、缓冲池、脱水过滤单元、滤液缓冲罐、高效澄清池、pH调节池，使用脱水过滤单元直接对废水进行泥、水分离的压力分离，首先利用脱水过滤单元实现废水处理，在经过脱水过滤单元后滤液中金属离子、悬浮物等指标已经达到排放标准，则可直接予以排放，或者使用高效澄清池进行进一步的处理;但当脱水过滤单元出现特殊故障时，由于高效澄清池的存在，仍能保障出水达标排放的效果。本发明的技术方案提高系统的抗冲击能力，保持出水稳定性，减少在pH值调节池中酸的投加量，不需要投加过量石灰乳加速沉淀，减少污泥生成量。
权利要求书
1.废水处理装置，其特征在于，包括调节池、一级中和罐、二级中和罐、石灰乳存储 罐、缓冲池、脱水过滤单元、滤液缓冲罐、高效澄清池、pH调节池，其中：
所述调节池的进水端口与酸性废水的存储单元管路连接，调节池的出水端口通过管 路与一级中和罐相连，所述一级中和罐与二级中和罐管路连接，所述二级中和罐的出水 端口通过管路与缓冲池的进水端口相连，所述缓冲池的出水端口与脱水过滤单元的进水 端口管路连接，所述脱水过滤单元的滤液出口与滤液缓冲罐的进水端口管路连接，所述 滤液缓冲罐的出水端口通过管路与高效澄清池的进水端口相连，高效澄清池的污泥出口 通过管路与缓冲池的污泥进口端相连，高效澄清池的出水端口与pH调节池的进水端口管 路相连，pH调节池的出水端口与调节池的进水端口管路连接。
2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，还包括助凝剂存储单元和混凝 剂存储单元，所述助凝剂存储单元和混凝剂存储单元分别通过管路与高效澄清池连接， 以便于向高效澄清池中添加助凝剂和混凝剂;还包括排放水池，在pH调节池上设置两个 出水端口，一个与调节池管路连接，另一个通过管路与排放水池相连，在所述pH值调节 池中设置水质监测装置，以检测最终废水处理的效果，pH值调节池的合格出水进入排放 水池，pH值调节池的不合格出水回流至调节池重新进行处理;且在调节池的进水端口设 置两个管路，一个管路与酸性废水的存储单元相连，另一个管路与pH调节池的出水端口 相连。
3.根据权利要求1或者2所述的废水处理装置，其特征在于，所述脱水过滤单元由 板框压滤机串联或者并联组成，利用板框压滤机的压力直接对废水进行压滤，以使污泥 和水相直接进行分离，不采用沉淀方式进行分离，所述脱水过滤单元的过滤面积至少为 100m2，优选由3—5台板框压滤机串联或者并联组成，以满足处理水量的要求。
4.根据权利要求1或者2所述的废水处理装置，其特征在于，在高效澄清池高度三分 之一到一半的位置上设置出水端口，在高效澄清池的底部设置污泥出口。
5.根据权利要求1或者2所述的废水处理装置，其特征在于，选择在所述缓冲池中设 置有液位报警装置，根据预设的液位进行报警，以控制脱水过滤单元的运行状态，例如 设置3.5米高液位报警和0.5米低液位报警，即当液位高于3.5米时开启脱水过滤单元， 液位低于0.5米时予以关闭;选择在所述滤液缓冲罐中设置有液位报警装置，根据预设 的液位进行报警，以控制滤液缓冲罐液位，例如设置3米高液位起泵、0.5米低液位停泵。
6.根据权利要求1或者2所述的废水处理装置，其特征在于，在各个连接管路上设 置泵，以实现废水在各个处理单元之间的流动，为废水的循环流动提供动力;在各个连 接管路上设置流量调节控制机构，例如流量阀，以控制废水的流量，以及助凝剂、混凝 剂、pH值调节剂(酸液或者碱液)等的流量和配比。
7.利用如权利要求1—6之一所述的处理装置进行不锈钢酸性废水处理的方法，其特 征在于，按照下述方法进行：
酸性废水依次序流入调节池、一级中和罐和二级中和罐，在调节池中进行酸性废水 水量的汇总和水质的稳定，通过向一级中和罐和二级中和罐中投加石灰乳，在使酸性废 水的pH值调节至10～11的同时以使废水中氟离子、金属离子转化为可沉淀的氟化钙和氢 氧化物;经过一级中和罐和二级中和罐处理的废水流入缓冲池中，再进入脱水过滤单元 中直接进行污泥和水相的分离，固相得到脱水污泥，液相得到的滤液经滤液缓冲罐提升 至高效澄清池，并在高效澄清池中，投加混凝剂、助凝剂以形成絮体沉淀;高效澄清池 底部形成的污泥回流至缓冲池，与二级中和罐的出水混合后再进入脱水过滤单元进行处 理;经沉淀后，高效澄清池中的液相进入pH调节池，并在pH值调节池中投加pH值调节 剂进行pH值回调至6—9，其中pH值调节池的合格出水进入排放水池，pH值调节池的 不合格出水回流至调节池重新进行处理。
8.根据权利要求7所述的不锈钢酸性废水处理的方法，其特征在于，所述酸性废水的 流量为50—100 m3/h，优选60—80m3/h;所述酸性废水在调节池中的水力停留为至少3 小时，优选3—5小时。
9.根据权利要求7所述的不锈钢酸性废水处理的方法，其特征在于，在所述一级中 和罐中投加的石灰乳为氢氧化钙和水的混合物，其中氢氧化钙和水的质量比为1： (9—10)，调整石灰乳的用量以使一级中和罐中溶液体系pH值稳定在10±0.02，并加以 曝气和机械搅拌，水力停留时间至少为1小时，优选1.5—2小时;在所述二级中和罐中 投加的石灰乳为氢氧化钙和水的混合物，其中氢氧化钙和水的质量比为1：(9—10)， 调整石灰乳的用量以使二级中和罐中溶液体系pH值稳定在11±0.02，并加以曝气和机械 搅拌，水力停留时间至少为1.5小时，优选2—3小时。
10.根据权利要求7所述的不锈钢酸性废水处理的方法，其特征在于，在所述高效澄 清池中投加助凝剂和混凝剂，使废水中悬浮物形成絮体沉淀，所述助凝剂为聚丙烯酰胺 的水溶液，聚丙烯酰胺质量百分数为0.1-0.2%，所述混凝剂为聚合硫酸铁的水溶液，聚 合硫酸铁质量百分数为3-5%，水力停留时间至少为3小时，优选3—5小时;在所述pH 值调节池中投加盐酸以将废水回调至pH值为6-9，所述盐酸为氯化氢的水溶液，氯化氢 的质量百分数为20—30%。
说明书
废水处理装置及其处理不锈钢酸性废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，更加具体地说，具体涉及不锈钢酸性废水中和后脱水的 处理方法。
背景技术
不锈钢生产过程中会使用混酸和硫酸进行酸洗作业。混酸是由硝酸和氢氟酸按照一 定比例混合而成。由于环保排放对于总氮、氟离子的要求很高，因此采用混酸再生系统 将硝酸和氢氟酸回收利用、废渣中含有大量金属也可回收利用。酸性废水中主要为硫酸 废液和少量混酸漂洗液。现有技术如附图1所示，酸性废水流入调节池，调节池的出水 用泵提升至一级中和罐，一级中和罐出水自流到二级中和罐。一级中和罐和二级中和罐 中投加石灰乳，用于去除废酸及使废水中氟离子、金属离子转化为可沉淀的氟化钙和氢 氧化物。中和罐出水通过混凝罐流入高效澄清池，混凝罐中投加混凝剂、高效澄清池中 投加助凝剂，使絮体进一步增大，提高沉淀效果。高效澄清池中澄清液流进最终pH调节 池，废水在最终pH值调节池中经投加酸调节pH值，最终pH值调节池出水通过提升泵进 入过滤器，过滤后出水进入排放水池，不合格水则回流到含酸废水的pH调节池重新处理。 高效澄清池底部的污泥通过污泥泵输送至污泥池，污泥池的污泥经储存、沉淀降低含水 率后，进行脱水，在脱水后的泥饼经泥斗储存，定期用汽车外运统一处理。
现用的中和沉淀法，是向酸性废水中投加石灰乳，用于去除废酸及使废水中氟离子、 金属离子转化为可沉淀的氟化钙和氢氧化物，在澄清池中实现泥、水分离的处理方法， 该方法工艺简单、设备要求低，但同样存在一些缺点，分别是：1、金属酸洗过程中会产 生大量杂质存在于废水中，投加石灰乳不仅起到去除废酸及使废水中氟离子、金属离子 转化为可沉淀的氟化钙和氢氧化物，更重要的是氢氧化钙用于在澄清池中形成比重更大 的絮体加速沉淀，实现泥、水分离的作用。石灰乳投加量需根据pH值、废水中杂质的情 况随时变化，运行控制难度很大。2、由于投加了大量的石灰乳，造成沉淀污泥量大。3、 由于投加了过量的石灰乳，废水在最终pH值调节时会投加大量的酸，进行pH回调。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对现有技术中的上述缺点，提供一种不 锈钢酸性废水中和反应后脱水的处理装置和方法，在调整整个装置和工艺条件的基础之 上以期提高分离效果和处理能力。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
废水处理装置，包括调节池、一级中和罐、二级中和罐、石灰乳存储罐、缓冲池、 脱水过滤单元、滤液缓冲罐、高效澄清池、pH调节池，其中：
所述调节池的进水端口与酸性废水的存储单元管路连接，调节池的出水端口通过管 路与一级中和罐相连，所述一级中和罐与二级中和罐管路连接，所述二级中和罐的出水 端口通过管路与缓冲池的进水端口相连，所述缓冲池的出水端口与脱水过滤单元的进水 端口管路连接，所述脱水过滤单元的滤液出口与滤液缓冲罐的进水端口管路连接，所述 滤液缓冲罐的出水端口通过管路与高效澄清池的进水端口相连，高效澄清池的污泥出口 通过管路与缓冲池的污泥进口端相连，高效澄清池的出水端口与pH调节池的进水端口管 路相连，pH调节池的出水端口与调节池的进水端口管路连接。
在上述技术方案中，还包括排放水池，在pH调节池上设置两个出水端口，一个与调 节池管路连接，另一个通过管路与排放水池相连，在所述pH值调节池中设置水质监测装 置，以检测最终废水处理的效果，pH值调节池的合格出水进入排放水池，pH值调节池 的不合格出水回流至调节池重新进行处理。
在上述技术方案中，还包括助凝剂存储单元和混凝剂存储单元，所述助凝剂存储单 元和混凝剂存储单元分别通过管路与高效澄清池连接，以便于向高效澄清池中添加助凝 剂和混凝剂。
在上述技术方案中，在调节池的进水端口设置两个管路，一个管路与酸性废水的存 储单元相连，另一个管路与pH调节池的出水端口相连。
在上述技术方案中，脱水过滤单元由板框压滤机串联或者并联组成，利用板框压滤 机的压力直接对废水进行压滤，以使污泥和水相直接进行分离，不采用沉淀方式进行分 离，所述脱水过滤单元的过滤面积至少为100m2，优选由3—5台板框压滤机串联或者并 联组成，以满足处理水量的要求。
在上述技术方案中，在高效澄清池高度三分之一到一半的位置上设置出水端口，在 高效澄清池的底部设置污泥出口。
在上述技术方案中，在各个连接管路上设置泵，以实现废水在各个处理单元之间的 流动，为废水的循环流动提供动力。
在上述技术方案中，选择在所述缓冲池中设置有液位报警装置，根据预设的液位进 行报警，以控制脱水过滤单元的运行状态，例如设置3.5米高液位报警和0.5米低液位 报警，即当液位高于3.5米时开启脱水过滤单元，液位低于0.5米时予以关闭。
在上述技术方案中，选择在所述滤液缓冲罐中设置有液位报警装置，根据预设的液 位进行报警，以控制滤液缓冲罐液位，例如设置3米高液位起泵、0.5米低液位停泵。
在上述技术方案中，在各个连接管路上设置流量调节控制机构，例如流量阀，以控 制废水的流量，以及助凝剂、混凝剂、pH值调节剂(酸液或者碱液)等的流量和配比。
利用上述处理装置进行不锈钢酸性废水处理的方法，按照下述方法进行：
酸性废水依次序流入调节池、一级中和罐和二级中和罐，在调节池中进行酸性废水 水量的汇总和水质的稳定，通过向一级中和罐和二级中和罐中投加石灰乳，在使酸性废 水的pH值调节至10～11的同时以使废水中氟离子、金属离子转化为可沉淀的氟化钙和氢 氧化物;经过一级中和罐和二级中和罐处理的废水流入缓冲池中，再进入脱水过滤单元 中直接进行污泥和水相的分离，固相得到脱水污泥，液相得到的滤液经滤液缓冲罐提升 至高效澄清池，并在高效澄清池中，投加混凝剂、助凝剂以形成絮体沉淀;高效澄清池 底部形成的污泥回流至缓冲池，与二级中和罐的出水混合后再进入脱水过滤单元进行处 理;经沉淀后，高效澄清池中的液相进入pH调节池，并在pH值调节池中投加pH值调节 剂进行pH值回调至6—9。
在上述技术方案中，pH值调节池的合格出水进入排放水池，pH值调节池的不合格 出水回流至调节池重新进行处理。
在上述技术方案中，所述酸性废水的流量为50—100 m3/h，优选60—80m3/h。
在上述技术方案中，所述酸性废水在调节池中的水力停留为至少3小时，优选3—5 小时。
在上述技术方案中，在所述一级中和罐中投加的石灰乳为氢氧化钙和水的混合物， 其中氢氧化钙和水的质量比为1：(9—10)，调整石灰乳的用量以使一级中和罐中溶液 体系pH值稳定在10±0.02，并加以曝气和机械搅拌，水力停留时间至少为1小时，优选 1.5—2小时。
在上述技术方案中，在所述二级中和罐中投加的石灰乳为氢氧化钙和水的混合物， 其中氢氧化钙和水的质量比为1：(9—10)，调整石灰乳的用量以使二级中和罐中溶液 体系pH值稳定在11±0.02，并加以曝气和机械搅拌，水力停留时间至少为1.5小时，优 选2—3小时。
在上述技术方案中，选择在所述缓冲池中设置有液位报警装置，根据预设的液位进 行报警，以控制脱水过滤单元的运行状态，例如设置3.5米高液位报警和0.5米低液位报 警，即当液位高于3.5米时开启脱水过滤单元，液位低于0.5米时予以关闭。
在上述技术方案中，所述脱水过滤单元的过滤面积至少为100m2，优选由3—5台板 框压滤机串联或者并联组成，以满足处理水量的要求。在上述技术方案中，选择在所述 滤液缓冲罐中设置有液位报警装置，根据预设的液位进行报警，以控制滤液缓冲罐液位， 例如设置3米高液位起泵、0.5米低液位停泵。
在上述技术方案中，在所述高效澄清池中投加助凝剂和混凝剂，使废水中悬浮物形 成絮体沉淀，所述助凝剂为聚丙烯酰胺的水溶液(PAM)，聚丙烯酰胺质量百分数为 0.1-0.2%，所述混凝剂为聚合硫酸铁的水溶液(PFS)，聚合硫酸铁质量百分数为3-5%， 水力停留时间至少为3小时，优选3—5小时。
在上述技术方案中，在所述pH值调节池中投加盐酸以将废水回调至pH值为6-9，所 述盐酸为氯化氢的水溶液，氯化氢的质量百分数为20—30%。
与现有技术相比，本发明的技术方案使用脱水过滤单元(板框压滤机)对废水进行 泥、水分离的压力分离法替代现有技术的高效澄清池的重力沉淀法，在提高分离效果的 同时，相当于首先利用脱水过滤单元实现废水处理，在经过脱水过滤单元后滤液中金属 离子、悬浮物等指标已经达到排放标准，则可直接予以排放，或者使用高效澄清池进行 进一步的处理;但当脱水过滤单元出现特殊故障时，由于高效澄清池的存在，仍能保障 出水达标排放的效果。在本发明的技术方案中，使用脱水过滤单元(板框压滤机)对全 部废水进行脱水分离，提高系统的抗冲击能力，保持出水稳定性，减少在pH值调节池中 酸的投加量;除此之外，将酸性废水pH值调节并稳定在至10～11使废水中金属离子和 氟离子能够完全形成沉淀即可，不需要投加过量石灰乳加速沉淀，减少污泥生成量。