公布日：2023.12.05
申請日：2023.09.28
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/16(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法。冷軋硫酸廢水進入曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置（1），使廢水中的二價鐵轉(zhuǎn)換為三價鐵；在反應(yīng)區(qū)廢水中的鐵離子和硫酸根離子同時生成不溶性物質(zhì)；在沉淀區(qū)進行固液分離，上清液進入超濾進水箱（5）；超濾進水箱（5）中的廢水進入無機超濾裝置（6），產(chǎn)水進入超濾產(chǎn)水箱（7），無機超濾裝置（6）產(chǎn)生的濃水則回流至曝氣反應(yīng)沉淀一體裝置（1）；超濾產(chǎn)水箱（7）的廢水至納濾裝置（8），去除廢水中的二價以上離子；納濾裝置（8）產(chǎn)水利用余壓進入陽離子和陰離子交換樹脂裝置（9）進一步脫鹽。本發(fā)明處理流程短、效果穩(wěn)定、操作運行簡便，出水水質(zhì)能達到GB50721中表3.2.2中除鹽水的水質(zhì)要求。
權(quán)利要求書
1.一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是將曝氣、反應(yīng)和沉淀集成在曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置（1）內(nèi)，所述曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置（1）包括曝氣區(qū)（11）、反應(yīng)區(qū)（12）、沉淀區(qū)（13），所述曝氣區(qū)（11）內(nèi)設(shè)置有曝氣器、氧化劑投加控制閥門（2），反應(yīng)區(qū)（12）設(shè)置有反應(yīng)藥劑投加控制閥門（3），所述曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置（1）通過管道連接超濾進水箱（5）、無機超濾裝置（6）、超濾產(chǎn)水箱（7）、納濾裝置（8）、離子交換樹脂裝置（9）、回用水箱（10）；所述方法的步驟如下：步驟1：冷軋硫酸廢水進入曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置（1），在曝氣器釋放出的氧氣和氧化劑的雙重作用下，使冷軋硫酸廢水中的二價鐵在酸性條件下轉(zhuǎn)換為三價鐵；步驟2：在反應(yīng)區(qū)(12)通過攪拌機的作用，使得冷軋硫酸廢水和反應(yīng)劑充分混合，使得硫酸廢水中的鐵離子和硫酸根離子同時生成不溶性物質(zhì)；步驟3：在沉淀區(qū)（13）進行固液分離，上清液進入超濾進水箱（5），沉淀下來的污泥進入污泥回流與排放系統(tǒng)；步驟4：經(jīng)過沉淀后的冷軋硫酸廢水進入超濾進水箱（5），超濾進水箱（5）中的廢水和超濾循環(huán)水經(jīng)超濾循環(huán)泵（4），進入無機超濾裝置（6），循環(huán)水進入超濾進水箱（5），產(chǎn)水進入超濾產(chǎn)水箱（7），無機超濾裝置（6）產(chǎn)生的濃水則回流至曝氣反應(yīng)沉淀一體裝置（1）；步驟5：超濾產(chǎn)水箱（7）的廢水通過泵提升至納濾裝置（8），去除廢水中的二價以上離子；納濾裝置（8）產(chǎn)水利用余壓進入陽離子和陰離子交換樹脂裝置（9）進一步脫鹽，納濾裝置（8）濃水則回流至曝氣反應(yīng)沉淀一體裝置（1）；步驟6：經(jīng)過陽離子和陰離子交換樹脂裝置（9）處理后得到的除鹽水送至酸洗或者連退循環(huán)使用；陽離子和陰離子交換樹脂再生液則送至冷軋鹽酸廢水系統(tǒng)；所述氧化劑是H2O2；反應(yīng)劑是Ba（OH）2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述離子交換樹脂裝置（9）的陽床定期進行再生，當離子交換樹脂裝置（1）陰床出水的電導率≥10μS/cm時，對離子交換樹脂陰床再生；所述陽床再生時采用約4％的HCl從底部進入再生液口，時間35~45分鐘，然后進行置換，置換完畢進行正洗，正洗合格后進行制水；所述陰床的進水口接上陽床出水口，當陰床需進行再生，再生液采用4％NaOH從底部進入再生液口，時間35~45分鐘，然后進行置換，置換完畢進行正洗，正洗合格后進行制水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述無機超濾裝置（6）中的超濾膜采用碳化硅膜，所述碳化硅膜的孔徑不超過40nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述曝氣區(qū)（11）設(shè)置成廊道式，反應(yīng)區(qū)（12）形成多級反應(yīng)串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述超濾膜按照1000%循環(huán)量錯流運行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述離子交換樹脂裝置（9）包括陽離子交換樹脂裝置、陰離子交換樹脂裝置；所述陽離子交換樹脂裝置內(nèi)置用于吸附陽離子的強酸性樹脂；所述陰離子交換樹脂裝置內(nèi)置用于吸附陰離子弱堿性樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述離子交換樹脂裝置（9）的陽床底部還通過酸液輸送泵與用于逆流再生的酸液箱連接，所述陽床的底部還通過除鹽水輸送泵與用于逆流再生的除鹽水水箱連接，陽床出水口還與廢液箱連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述離子交換樹脂裝置（9）的陰床底部還通過堿液輸送泵與用于逆流再生的堿液箱連接，所述陰床的底部還通過除鹽水輸送泵與用于逆流再生的除鹽水水箱連接，陰床的出水口還與廢液箱連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置（1）還包括氧化劑投加系統(tǒng)、反應(yīng)劑投加系統(tǒng)、攪拌機、自控系統(tǒng)、污泥回流和排放系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，其特征是所述無機超濾裝置（6）和納濾裝置（8）還分別與超濾和納濾清洗裝置連接。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，降低冷軋硫酸廢水處理成本，出水水質(zhì)達到除鹽水指標，實現(xiàn)廢水就近資源化利用的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種冷軋硫酸廢水資源化利用方法，將曝氣、反應(yīng)和沉淀集成在曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置內(nèi)，所述曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置包括曝氣區(qū)、反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)，所述曝氣區(qū)內(nèi)設(shè)置有曝氣器、氧化劑投加控制閥門，反應(yīng)區(qū)設(shè)置有反應(yīng)藥劑投加控制閥門，所述曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置通過管道連接超濾進水箱、無機超濾裝置、超濾產(chǎn)水箱、納濾裝置、離子交換樹脂裝置、回用水箱；所述方法的步驟如下：步驟1：冷軋硫酸廢水進入曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置，在曝氣器釋放出的氧氣和氧化劑的雙重作用下，使冷軋硫酸廢水中的二價鐵在酸性條件下轉(zhuǎn)換為三價鐵；步驟2：在反應(yīng)區(qū)通過攪拌機的作用，使得冷軋硫酸廢水和反應(yīng)劑充分混合，使得硫酸廢水中的鐵離子和硫酸根離子同時生成不溶性物質(zhì)；步驟3：在沉淀區(qū)進行固液分離，上清液進入超濾進水箱，沉淀下來的污泥進入污泥回流與排放系統(tǒng)；步驟4：經(jīng)過沉淀后的冷軋硫酸廢水進入超濾進水箱，超濾進水箱中的廢水和超濾循環(huán)水經(jīng)超濾循環(huán)泵，進入無機超濾裝置，循環(huán)水進入超濾進水箱，產(chǎn)水進入超濾產(chǎn)水箱，無機超濾裝置產(chǎn)生的濃水則回流至曝氣反應(yīng)沉淀一體裝置；步驟5：超濾產(chǎn)水箱的廢水通過泵提升至納濾裝置，去除廢水中的二價以上離子；納濾裝置產(chǎn)水利用余壓進入陽離子和陰離子交換樹脂裝置進一步脫鹽，納濾裝置濃水則回流至曝氣反應(yīng)沉淀一體裝置；步驟6：經(jīng)過陽離子和陰離子交換樹脂裝置處理后得到的除鹽水送至酸洗或者連退循環(huán)使用；陽離子和陰離子交換樹脂再生液則送至冷軋鹽酸廢水系統(tǒng)；所述氧化劑是H2O2；反應(yīng)劑是Ba（OH）2。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述離子交換樹脂裝置的陽床定期進行再生，當離子交換樹脂裝置陰床出水的電導率≥10μS/cm時，對離子交換樹脂陰床再生；所述陽床再生時采用約4％的HCl從底部進入再生液口，時間35~45分鐘，然后進行置換，置換完畢進行正洗，正洗合格后進行制水；所述陰床的進水口接上陽床出水口，當陰床需進行再生，再生液采用4％NaOH從底部進入再生液口，時間35~45分鐘，然后進行置換，置換完畢進行正洗，正洗合格后進行制水。所述無機超濾裝置中的超濾膜采用碳化硅膜，所述碳化硅膜的孔徑不超過50nm。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述無機超濾裝置中的超濾膜采用碳化硅膜，所述碳化硅膜的孔徑不超過50nm。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述曝氣區(qū)設(shè)置成廊道式，反應(yīng)區(qū)形成多級反應(yīng)串聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述超濾膜按照85%循環(huán)量錯流運行。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述離子交換樹脂裝置包括陽離子交換樹脂裝置、陰離子交換樹脂裝置；所述陽離子交換樹脂裝置內(nèi)置用于吸附陽離子的強酸性樹脂；所述陰離子交換樹脂裝置內(nèi)置用于吸附陰離子弱堿性樹脂。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述離子交換樹脂裝置的陽床入口還通過酸液輸送泵與用于逆流再生的酸液箱連接，所述陽床的入口還通過除鹽水輸送泵與用于逆流再生的除鹽水水箱連接，陽床出水口還與廢液箱連接。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置還包括氧化劑投加系統(tǒng)、反應(yīng)劑投加系統(tǒng)、攪拌機、自控系統(tǒng)、污泥回流和排放系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明實施例，所述無機超濾裝置（6）和納濾裝置（8）還分別與超濾和納濾清洗裝置連接。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：（1）經(jīng)過步驟1~步驟3處理后，其指標達到：pH為4~6，電導率100~300mg/L，總鐵5~20mg/L，硫酸根15~30mg/L；（2）曝氣反應(yīng)沉淀一體化裝置同時設(shè)置氧轉(zhuǎn)移效率更高的曝氣器和氧化劑投加系統(tǒng)；（3）不采用常規(guī)的石灰和片堿等藥劑，通過一種反應(yīng)劑的投加，可以實現(xiàn)同時去除鐵和硫酸根離子，且不增加其它導致電導率增大的離子；（3）除鹽工藝段采用納濾+樹脂，納濾的設(shè)置可以降低樹脂的負荷，延長樹脂的使用周期和使用壽命，減少再生液使用量，而樹脂的設(shè)置則提升系統(tǒng)的產(chǎn)水品質(zhì)和產(chǎn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性；（5）產(chǎn)水最終指標達到GB50721中表3.2.2中除鹽水的水質(zhì)要求；（6）降低冷軋硫酸廢水處理成本，操作運行簡便，可實現(xiàn)廢水就近資源化利用。
（發(fā)明人：劉芳佞;雷鵬;查振林;蘇磊;董有;賀琨;鮑洪舟;劉尚超;劉璞）
