申请日2018.01.30
公开(公告)日2018.08.17
IPC分类号C02F9/10; C23G1/08; C23G1/36; C02F101/20; C02F103/16
摘要
本发明公开了一种金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，将金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水分别收集;收集的废酸液通过沉淀、加酸调节、冷冻结晶、固液分离，分别收集固体及液体，所得液体经过调配即可作为金属表面酸洗所需的酸洗液;收集的酸洗废水通过曝气搅拌、电解反应、曝气充氧、加碱调节、搅拌混凝、沉淀浮渣，得到上清液，将上清液pH控制为6~9，再经多介质过滤、管式超滤设备过滤，即可作为金属表面酸洗所需的清洗用水。本发明解决了酸洗行业产生大量废酸液但无法循环使用的问题，同时解决了该行业大量酸洗废水的处理及循环使用问题，具有良好的经济效益和环境效益。
权利要求书
1.一种金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：将金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水分别收集;
收集的废酸液按照以下步骤进行处理：
1)通过初级沉淀去除废酸液中的油脂类及颗粒类杂质，同时冷却至室温，得到一级酸液;
2)通过加酸调节一级酸液中酸的质量分数为17~23%，再于0~3℃冷冻结晶45~90 min，然后固液分离，分别收集固体及液体，所得液体即二级酸液;
3)对二级酸液进行调配，即可作为金属表面酸洗所需的酸洗液;
收集的酸洗废水按照以下步骤进行处理：
a)曝气搅拌以匀和水质，然后加碱调节pH值为5.0~6.5，得到一级回水;
b)将一级回水进行电解反应，然后曝气充氧的同时加碱调节pH值为8.5~9.5，再依次经搅拌混凝、沉淀、浮渣，得到上清液，将上清液pH控制为6~9，得到二级回水;
其中，电解反应控制为：电压50~100 V，电流密度100~150 A/m2，停留时间10~25 min;
c)将二级回水先经多介质过滤，再经管式超滤设备过滤，得到回用水，所述回用水即可作为金属表面酸洗所需的清洗用水。
2.根据权利要求1所述的金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：收集的废酸液采用废酸液回收单元进行处理，所述废酸液回收单元包括通过第一管道依次连接的废酸液收集池、折流式沉淀池、调酸池、结晶反应器、固液分离设备、再生酸池，调酸池内设置有第一机械搅拌机及酸度检测仪。
3.根据权利要求2所述的金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：所述调酸池连接有进酸管道，进酸管道的另一端连接有储酸罐，进酸管道上设置有调酸泵，调酸池与结晶反应器之间的第一管道上设置有进料泵，所述酸度检测仪连接有第一控制器，所述第一控制器控制连接调酸泵及进料泵。
4.根据权利要求1所述的金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：步骤b)采用电絮凝一体化设备完成，所述电絮凝一体化设备包括依次设置的电解反应区、曝气调节区、搅拌混凝区、沉淀浮渣区和pH调控区，电解反应区内均匀间隔设有若干极板，极间距为10~15 mm，位于两端的极板分别连接电源。
5.根据权利要求4所述的金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：收集的酸洗废水采用酸洗废水回收单元进行处理，所述酸洗废水回收单元包括通过第二管道依次连接的酸洗废水收集池、预处理池、电絮凝一体化设备、多介质过滤器、中间缓冲池、管式超滤设备、回用水池，酸洗废水收集池内设置曝气搅拌机，预处理池内设有第二机械搅拌机及pH检测仪。
6.根据权利要求5所述的金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：所述预处理池连接有进碱管道，进碱管道的另一端连接有碱液罐，进碱管道上设置有加碱泵，所述pH检测仪连接有第二控制器，所述第二控制器控制连接加碱泵。
7.根据权利要求5或6所述的金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：所述酸洗废水回收单元还包括污泥浓缩池及压滤机，所述电絮凝一体化设备产生的污泥通过静压排泥排入污泥浓缩池，再经压滤机脱水，得到滤饼和过滤液，过滤液返回酸洗废水收集池。
8.根据权利要求1至6任一所述的金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，其特征在于：所述多介质过滤包括石英砂过滤、活性炭过滤。
说明书
一种金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法。
背景技术
在金属表面处理行业，一般包含酸洗工序，即将待处理工件浸泡于一定浓度的酸液中进行酸洗，以便去除工件表面的油脂类、氧化皮等污染物。随着酸洗的不断进行，酸液中的酸不断消耗，酸洗液中溶出的盐等污染物不断积累，导致酸的浓度不断降低，酸洗效率逐渐下降，因此酸洗进行一段时间后必须更换酸液，这就导致生产企业会排放大量的废酸液。同时。经过酸洗的工件必须进行水洗去除表面残留的酸液之后，才能进入下一个工序，因此，酸洗工序还会产生大量的清洗废水。
目前，企业针对其排放的废酸液及酸洗废水，往往采用石灰乳中和，或者废酸液采用蒸发结晶，酸洗废水采用石灰乳中和的处理方法。但是，废酸液采用蒸发处理方式时，设备投资大，能源浪费较为严重;同时，处理过程中会产生大量的酸雾，从而引起废酸处理设备的腐蚀及周边环境的空气污染。采用石灰乳中和处理酸洗废水时，不能彻底处理废水，废水经过处理后往往不能达到回用要求，仍需使用大量新鲜水。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，通过将酸洗工序产生的废酸液经过处理实现再生酸的循环使用，将酸洗废水经过处理可以循环适用于酸洗工件的清洗用水，以减少清水的用量或者延长清水的使用时间。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水资源化回收利用的处理方法，将金属表面酸洗产生的废酸液及酸洗废水分别收集;
收集的废酸液按照以下步骤进行处理：
1)通过初级沉淀去除废酸液中的油脂类及颗粒类杂质，同时冷却至室温，得到一级酸液;
2)通过加酸调节一级酸液中酸的质量分数为17~23%，再于0~3℃冷冻结晶45~90 min，然后固液分离，分别收集固体及液体，所得液体即二级酸液;
3)对二级酸液进行调配，即可作为金属表面酸洗所需的酸洗液;
收集的酸洗废水按照以下步骤进行处理：
a)曝气搅拌以匀和水质，然后加碱调节pH值为5.0~6.5，得到一级回水;
b)将一级回水进行电解反应，然后曝气充氧的同时加碱调节pH值为8.5~9.5，再依次经搅拌混凝、沉淀、浮渣，得到上清液，将上清液pH控制为6~9，得到二级回水;
其中，电解反应控制为：电压50~100 V，电流密度100~150 A/m2，停留时间10~25 min;
c)将二级回水先经多介质过滤，再经管式超滤设备过滤，得到回用水，所述回用水即可作为金属表面酸洗所需的清洗用水。
优选地，收集的废酸液采用废酸液回收单元进行处理，所述废酸液回收单元包括通过第一管道依次连接的废酸液收集池、折流式沉淀池、调酸池、结晶反应器、固液分离设备、再生酸池，调酸池内设置有第一机械搅拌机及酸度检测仪。
进一步，所述调酸池连接有进酸管道，进酸管道的另一端连接有储酸罐，进酸管道上设置有调酸泵，调酸池与结晶反应器之间的第一管道上设置有进料泵，所述酸度检测仪连接有第一控制器，所述第一控制器控制连接调酸泵及进料泵。
优选地，步骤b)采用电絮凝一体化设备(ZL2015202137009，下简述为现有专利)完成，所述电絮凝一体化设备包括依次设置的电解反应区、曝气调节区(即现有专利中的前pH调整区)、搅拌混凝区(即现有专利中的混凝反应区)、沉淀浮渣区(即现有专利中的沉淀区、浮渣区和出水区)和pH调控区(即现有专利中的后pH后调区)，电解反应区内均匀间隔设有若干极板，极间距为10~15 mm，位于两端的极板分别连接电源。
优选地，收集的酸洗废水采用酸洗废水回收单元进行处理，所述酸洗废水回收单元包括通过第二管道依次连接的酸洗废水收集池、预处理池、电絮凝一体化设备、多介质过滤器、中间缓冲池、管式超滤设备、回用水池，酸洗废水收集池内设置曝气搅拌机，预处理池内设有第二机械搅拌机及pH检测仪。
进一步，所述预处理池连接有进碱管道，进碱管道的另一端连接有碱液罐，进碱管道上设置有加碱泵，所述pH检测仪连接有第二控制器，所述第二控制器控制连接加碱泵。
优选地，所述酸洗废水回收单元还包括污泥浓缩池及压滤机，所述电絮凝一体化设备产生的污泥通过静压排泥排入污泥浓缩池，再经压滤机脱水，得到滤饼和过滤液，过滤液返回酸洗废水收集池。
优选地，所述多介质过滤包括石英砂过滤、活性炭过滤。
本发明优于现有处理技术的特点在于：
1)废酸液处理时，对于废酸液的初级沉淀采用了多级折流式沉淀池，通过多级折流可以去除油脂类、沉渣等污染物，优化了后续废酸液处理工艺的进水条件，避免了后续处理工艺段的堵塞运行不稳定的状况;在调酸池内设置了酸浓度自动检测装置(酸度检测仪及第一控制器)，实现了配酸的自动化控制;固液分离设备可采用高速离心分离机，避免真空机组的不稳地性;
2)在酸洗废水处理中采用电絮凝一体化设备(ZL201520213700.9)，可以有效的去除酸洗废水中的乳化油、分散油、浮油等有机污染物，从而降低了后续处理工艺段设备的负荷，保证了废水处理系统的稳定性;通过电化学一体化中曝气调节区的强制曝气氧化，使得废水中的过量二价铁离子转化为三价铁离子，避免了废水经过处理后由于氢氧化物的不稳定性反色的问题;
3)在酸洗废水处理后段设置了管式超滤设备作为后端保障措施，进一步去除COD等污染物以满足废水回用的指标要求。
总之，本发明工序简单、成本低，解决了酸洗行业产生大量废酸液但无法循环使用的问题，同时解决了该行业大量酸洗废水的处理及循环使用问题，实现金属表面处理企业生产中产生的废酸液及酸洗废水的资源化循环利用，具有良好的经济效益和环境效益。