申請(qǐng)日2016.05.06

　　公開(公告)日2016.11.09

　　IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F103/16

　　摘要

　　本發(fā)明涉及廢水回收處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酸洗廢水的處理工藝及系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)硫酸亞鐵在不同溫度下溶解度的不同且硫酸亞鐵離子帶正電荷的原理，通過降低廢酸液的溫度使硫酸亞鐵以結(jié)晶體形狀析出;同時(shí)向含有硫酸亞鐵離子的廢酸液體中加入帶負(fù)電荷的有機(jī)液體，使帶正電荷的硫酸亞鐵離子和帶負(fù)電荷的有機(jī)液體結(jié)合絮凝結(jié)晶沉淀分離。通過該處理工藝處理后的廢酸，可以做到零排放，這樣可以減少原來運(yùn)輸和處理過程中對(duì)環(huán)境的污染;通過纖維膜的過濾處理，分離出七水硫酸亞鐵的純度為98.5%，可以做飼料添加劑;分離出的廢酸抽入酸洗槽可以重復(fù)利用;實(shí)現(xiàn)了零排放、零污染、全回收和全利用;具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種酸洗廢水的處理工藝，其特征在于，具體包括以下步驟：

　　(1)將酸洗工藝產(chǎn)生的酸洗廢水采用耐酸泵抽排到處理系統(tǒng)內(nèi);

　　(2)采用纖維生物膜分離酸洗廢水中的固體物、懸浮物和腐蝕物等雜質(zhì)，保證酸洗廢水的純凈，然后在配酸池內(nèi)進(jìn)行配酸，使酸洗廢水的濃度為20%-25%;纖維生物膜的孔徑為1-2微米;

　　(3)將配酸后的酸洗廢水輸送至反應(yīng)釜內(nèi)，以60轉(zhuǎn)/分的速度連續(xù)攪拌，并通過壓縮制冷使反應(yīng)釜內(nèi)的酸洗廢水溫度降到-8~-10℃，冷卻1-3個(gè)小時(shí)，同時(shí)在酸洗廢水中添加電子加速結(jié)晶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶;

　　(4)將冷卻結(jié)晶好的酸洗廢水緩慢的排放到可調(diào)速離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行分離，離心機(jī)內(nèi)置100-200目的耐酸膜，離心機(jī)采用由慢到快的底部出料操作;

　　(5)將離心機(jī)分離出來的廢酸液通過管道直接流到儲(chǔ)酸池作為生產(chǎn)備用，分離出來的七水硫酸亞鐵的結(jié)晶體直接從離心機(jī)底部出料后進(jìn)行包裝出售。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸洗廢水的處理工藝，其特征在于，纖維生物膜的制備方法為：

　　(1)氧化處理：將纖維素在200-300℃下氧化氣氛中，保持1-30min，直到纖維素的顏色由白色變成黑色;

　　(2)環(huán)化處理：然后將氧化后的纖維素加熱至400℃以上在Pt-Fe系的催化下，保持3-20min，形成纖維膜;

　　(3)碳化處理：經(jīng)(2)處理后的纖維膜在高純氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，加熱到1000-1200℃進(jìn)行碳化;碳化時(shí)間為1-3小時(shí);

　　(4)酸化處理：經(jīng)(3)碳化處理后的纖維膜在濃度為98%的硫酸中酸化，酸化時(shí)間25-35分鐘，然后取出放在溫度低于18℃的陰涼處放置5-8小時(shí)，最后在低于零下15℃條件下生化24小時(shí)，得到纖維生物膜。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種酸洗廢水的處理工藝，其特征在于，纖維素的密度為1.5-2.0g/cm3。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸洗廢水的處理工藝，其特征在于，所述電子加速結(jié)晶液為體積比為1:3的甲醇和乙醇的混合液。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種酸洗廢水的處理工藝，其特征在于，所述電子加速結(jié)晶液的添加量為待處理廢酸體積的1%-2%。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酸洗廢水的處理工藝，其特征在于，離心機(jī)采用轉(zhuǎn)速從57-864轉(zhuǎn)/分的范圍由慢到快進(jìn)行操作。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種酸洗廢水的處理工藝，其特征在于，將步驟(2)形成的纖維膜進(jìn)行步驟(3)處理前，首先進(jìn)行以下處理：將1mol醋酸鋇溶解到1ml冰醋酸和3ml無水乙醇的混合溶液中，然后將1mol鈦酸異丙酯加入到混合溶液中，然后再加入0.01g的乙二胺四乙酸二鈉，然后將纖維膜置入該溶液中，在50℃下浸泡處理1-3h。

　　8.一種酸洗廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，依次包括廢酸池、沉淀池、生物膜處理池、配酸池、反應(yīng)釜和固液分離器，廢酸池、沉淀池、生物膜處理池、配酸池、反應(yīng)釜和固液分離器依次相連;反應(yīng)釜上設(shè)有制冷系統(tǒng)，固液分離器后設(shè)有儲(chǔ)酸池。

　　9.一種酸洗廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括車間生產(chǎn)池，車間生產(chǎn)池通過耐酸泵與用于存放酸洗廢水的廢酸池相連，廢酸池通過管路與沉淀池相連，沉淀池通過管路與生物膜處理池相連，生物膜處理池內(nèi)設(shè)有多層生物膜，生物膜處理池通過管路與配酸池相連，配酸池上設(shè)有加酸器，配酸池通過隔膜泵及管路與冷卻結(jié)晶反應(yīng)釜相連，冷卻結(jié)晶反應(yīng)釜通過管路與可調(diào)速離心機(jī)相連;冷卻結(jié)晶反應(yīng)釜上設(shè)有制冷裝置，可調(diào)速離心機(jī)內(nèi)設(shè)置有200-300目的耐酸膜，可調(diào)速離心機(jī)后設(shè)有儲(chǔ)酸池，儲(chǔ)酸池通過管路與車間生產(chǎn)池相連，所述冷卻結(jié)晶反應(yīng)釜包括釜體和設(shè)于釜體外的制冷裝置，釜體頂部設(shè)有進(jìn)料管，底部設(shè)有出料管，釜體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)相互之間通過管路聯(lián)通的個(gè)子釜，所述制冷裝置包括內(nèi)冷裝置和外冷裝置，外冷裝置設(shè)有位于釜體內(nèi)環(huán)繞子釜外的外冷管，內(nèi)冷裝置設(shè)有位于子釜內(nèi)的若干內(nèi)冷管，字釜內(nèi)設(shè)有攪拌器，沉淀池之前設(shè)有過濾池，過濾池內(nèi)設(shè)有過濾網(wǎng)。

　　說明書

　　一種酸洗廢水的處理工藝及系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水回收處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酸洗廢水的處理工藝及系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　酸洗工藝在我國鋼鐵工業(yè)、金屬制品業(yè)在生產(chǎn)過程中需要清除鋼材表面氧化鐵皮進(jìn)行酸洗處理，酸洗過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸液，硫酸酸洗廢液的成分主要是：游離酸、硫酸亞鐵、水和懸浮物等雜質(zhì)，一般在濃度低于4%以下廢酸液里硫酸亞鐵含量大于250g/L時(shí)形成廢酸液。對(duì)于無法使用的廢酸，國家環(huán)保部門有嚴(yán)格的管理，不允許直接排放。我國此類廢液排放量驚人，一般生產(chǎn)每噸鋼材可產(chǎn)生酸洗廢液約200kg。

　　目前鋼鐵工業(yè)已成為用水大戶，同時(shí)也是廢液產(chǎn)生大戶。鋼鐵企業(yè)每年會(huì)排放非常多的含有廢酸的廢水。對(duì)于這類廢液的處理，目前，國內(nèi)普遍采用的處理方法前期投入過于巨大，運(yùn)行成本高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、設(shè)備損壞嚴(yán)重、成本回收期限長(zhǎng)。一般中小企業(yè)難以承受。中和排放法不僅需要投入一定的資金及配備一套中和裝置，而且還要經(jīng)常性地購入堿性化工原料對(duì)廢酸進(jìn)行中和處理，這樣達(dá)到規(guī)定的pH值才能排放掉液體，并要處理大量無用的廢渣，這種方法雖然解決了環(huán)保問題，但很不經(jīng)濟(jì)。

　　對(duì)于廢酸的處理，目前國內(nèi)的中小企業(yè)大都采用石灰中和法，使廢酸液中和后達(dá)標(biāo)排放。但此法需消耗大量的石灰，并產(chǎn)生大量的含水率99 %的泥渣需干化處理。該方法處理設(shè)施投資和處理成本也都較高，且廢酸液中的有用資源未能回收利用。但無論是那種方案來處理都會(huì)造成資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的間接污染，根據(jù)結(jié)合上述情況，如何合理處理這些廢酸，以實(shí)現(xiàn)零排放、零污染，而且使這些廢酸液由廢變寶，為國家和社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富已成為該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種酸洗廢水的處理工藝及系統(tǒng)。

　　本發(fā)明利用物理方式處理廢酸，實(shí)現(xiàn)了零排放、零污染、全回收和全利用，并且將原來的廢酸加濃酸后以回車間繼續(xù)使用，同時(shí)產(chǎn)生的七水硫酸亞鐵可以作為商品進(jìn)行出售，通過纖維生物膜處理后的硫酸亞鐵純度達(dá)到98.5%，徹底解決了傳統(tǒng)工藝分離硫酸亞鐵純度的問題。不僅解決了污染問題，而且為企業(yè)創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

　　一種酸洗廢水的處理工藝，具體包括以下步驟：

　　(1)將酸洗工藝產(chǎn)生的酸洗廢水采用耐酸泵抽排到處理系統(tǒng)內(nèi);

　　(2)采用碳纖維生物膜分離、氧化酸洗廢酸液體中的固體物、懸浮物和腐蝕物等雜質(zhì)，保證酸洗廢水的純凈，然后在配酸池內(nèi)進(jìn)行配酸，使酸洗廢水的濃度為20%-25%;

　　(3)將配酸后的酸洗廢水輸送至反應(yīng)釜內(nèi)，以60轉(zhuǎn)/分的速度連續(xù)攪拌，并通過壓縮制冷使反應(yīng)釜內(nèi)的酸洗廢水溫度降到-8~-10℃，冷卻1-3個(gè)小時(shí)，同時(shí)在酸洗廢水中添加電子加速結(jié)晶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶;

　　(4)將冷卻結(jié)晶好的酸洗廢水緩慢的排放到可調(diào)速離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行分離，離心機(jī)內(nèi)置100-200目的耐酸膜，離心機(jī)采用由慢到快的底部出料操作;

　　(5)將離心機(jī)分離出來的廢酸液通過管道直接流到儲(chǔ)酸池作為生產(chǎn)備用，分離出來的七水硫酸亞鐵的結(jié)晶體直接從離心機(jī)底部出料后進(jìn)行包裝出售。

　　優(yōu)選的，碳纖維生物膜的制備方法為：

　　(1)氧化處理：將纖維素在200-300℃下氧化氣氛中，保持1-30min，直到纖維素的顏色由白色變成黑色;

　　(2)環(huán)化處理：然后將氧化后的纖維素加熱至400℃以上在Pt-Fe系的催化下，保持3-20min，形成纖維膜;

　　(3)碳化處理：經(jīng)(2)處理后的纖維膜在高純氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，加熱到1000-1200℃進(jìn)行碳化;碳化時(shí)間為1-3小時(shí);

　　(4)酸化處理：經(jīng)(3)碳化處理后的纖維膜在濃度為98%的硫酸中酸化，酸化時(shí)間25-35分鐘，然后取出放在溫度低于18℃的陰涼處放置5-8小時(shí)，最后在低于零下15℃條件下生化24小時(shí)，得到纖維生物膜。

　　優(yōu)選的，纖維素的密度為1.5-2.0g/cm3。

　　優(yōu)選的，所述電子加速結(jié)晶液為體積比為1:3的甲醇和乙醇的混合液。

　　優(yōu)選的，所述電子加速結(jié)晶液的添加量為待處理廢酸體積的1%-2%。

　　優(yōu)選的，離心機(jī)采用轉(zhuǎn)速從57-864轉(zhuǎn)/分的范圍由慢到快進(jìn)行操作。

　　優(yōu)選的，離心機(jī)內(nèi)置的耐酸膜為100-200目。

　　一種酸洗廢水的處理系統(tǒng)，包括廢酸池、沉淀池、生物膜處理池、配酸池、反應(yīng)釜和固液分離器， 廢酸池、沉淀池、生物膜處理池、配酸池、反應(yīng)釜和固液分離器依次相連;反應(yīng)釜上設(shè)有制冷系統(tǒng)，固液分離器后設(shè)有儲(chǔ)酸池。

　　硫酸亞鐵屬于絮凝類物質(zhì)，本發(fā)明根據(jù)硫酸亞鐵在不同溫度下溶解度的不同且硫酸亞鐵離子帶正電荷的原理，通過降低廢酸液的溫度使硫酸亞鐵以結(jié)晶體形狀析出;同時(shí)向含有硫酸亞鐵離子的廢酸液體中加入帶負(fù)電荷的有機(jī)液體，使帶正電荷的硫酸亞鐵離子和帶負(fù)電荷的有機(jī)液體結(jié)合絮凝結(jié)晶沉淀分離。再在通過離心機(jī)進(jìn)行固液分離。分離出來的廢酸液體可以進(jìn)行配制后作為新液使用，而產(chǎn)生的七水硫酸亞鐵純度達(dá)到98.5%的飼料級(jí)。

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

　　通過該處理工藝處理后的廢酸，可以做到零排放，這樣可以減少原來運(yùn)輸和處理過程中對(duì)環(huán)境的污染;

　　通過纖維膜的過濾處理，分離出七水硫酸亞鐵的純度為98.5%，可以做飼料添加劑;

　　分離出的廢酸抽入酸洗槽可以重復(fù)利用;

　　實(shí)現(xiàn)了零排放、零污染、全回收和全利用;

　　具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。