一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，依次包括以下步驟：（1）水質(zhì)調(diào)節(jié)；（2）一級(jí)反硝化脫氮，經(jīng)步驟（1）水質(zhì)調(diào)節(jié)后的廢水進(jìn)入一級(jí)反硝化池脫氮處理，水力停留時(shí)間12～36h；（3）二級(jí)反硝化，經(jīng)一級(jí)反硝化脫氮處理后的出水進(jìn)入二級(jí)反硝化池進(jìn)行反硝化脫氮，投加碳源，所述碳源的COD與廢水硝酸鹽氮的濃度比5～7：1，停留時(shí)間2～6h；（4）好氧曝氣；（5）軟化及混凝沉淀；（6）pH調(diào)節(jié)；（7）過(guò)濾；（8）冷卻；（9）超濾；（10）反滲透脫鹽。該工藝將不銹鋼冷軋廢水經(jīng)反硝化脫氮、深度處理脫鹽后回用于生產(chǎn)系統(tǒng)，減少了新水的消耗量，外排廢水總氮低于15mg/L，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保雙重效果。
【專利說(shuō)明】一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用處 理工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵行業(yè)屬于水資源消耗大戶，因此實(shí)施廢水回用是鋼鐵企業(yè)降低噸鋼耗新水和 噸鋼廢水排放量，貫徹國(guó)家節(jié)能減排政策的一項(xiàng)重要措施。鋼鐵行業(yè)廢水的一個(gè)特點(diǎn)就是 電導(dǎo)率高，而大部分的用戶都對(duì)電導(dǎo)率有一定的要求。鋼鐵企業(yè)目前普遍采用的混凝、沉 淀、過(guò)濾以及生物、化學(xué)處理等工藝對(duì)水中的溶解性無(wú)機(jī)離子基本沒(méi)有去除效果，經(jīng)處理后 的廢水只能回用于一些對(duì)水質(zhì)要求不高的場(chǎng)合，這在很大程度上限制了廢水的回用量。如 果能將廢水經(jīng)脫鹽處理降低電導(dǎo)率后就可以回用于高水質(zhì)要求的用戶，這樣將會(huì)大大降低 鋼鐵企業(yè)的噸鋼耗水和噸鋼廢水排放量。
[0003] 國(guó)內(nèi)一些缺水比較嚴(yán)重的鋼鐵企業(yè)如太鋼、唐鋼、邯鋼等均建成了廢水脫鹽回用 工程，但是其廢水水源大多為鋼鐵企業(yè)煉鋼、乳鋼等工藝的循環(huán)冷卻水，該部分廢水的電導(dǎo) 率不高，一般在3000 μ s/cm以下，硬度也不高，因此其脫鹽回用工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單。
[0004] 冷軋廢水，尤其是酸性廢水是鋼鐵企業(yè)較難回用的廢水之一，該廢水具有水質(zhì)變 化大，電導(dǎo)率和硬度高等特點(diǎn)。碳鋼企業(yè)酸洗大多為鹽酸酸洗，鹽酸的再生工藝也比較成 熟，因此進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)的只是清洗的稀酸廢水。而對(duì)于不銹鋼冷軋企業(yè)來(lái)講，其酸洗工 藝決定了其冷軋酸性廢水的復(fù)雜性，不銹鋼冷軋大多采用混酸清洗，包括硝酸、硫酸以及氫 氟酸等，同時(shí)不銹鋼企業(yè)一般既生產(chǎn)不銹鋼，又生產(chǎn)碳鋼，因此廢水中也含有鹽酸。混酸再 生系統(tǒng)比較復(fù)雜，工藝也不是很穩(wěn)定，當(dāng)混酸再生系統(tǒng)不能正常工作時(shí)部分濃酸也會(huì)進(jìn)入 廢水處理系統(tǒng)，這就造成廢水的酸性很強(qiáng)，pH有時(shí)在1以下，此時(shí)需要投加大量的氫氧化鈣 來(lái)中和廢水的酸性，因此中和后的不銹鋼冷軋酸性廢水電導(dǎo)率和鈣離子產(chǎn)生的硬度都遠(yuǎn)高 于碳鋼冷軋酸性廢水。對(duì)于不銹鋼冷軋酸性廢水，鋼鐵企業(yè)普遍采用的處理工藝就是中和、 沉淀、過(guò)濾后排放。
[0005] 此外，新的《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》已于2012年10月1日起開始實(shí)施，標(biāo) 準(zhǔn)中首次對(duì)總氮做出了規(guī)定，要求現(xiàn)有企業(yè)總氮低于20mg/L，新建企業(yè)低于15mg/L。幾乎 所有不銹鋼冷軋酸性廢水中的總氮都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于新的排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行脫氮處理。
[0006] 查閱已有的專利及文獻(xiàn)資料，目前還沒(méi)有針對(duì)不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽處理 回用方面的報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回 用工藝，該工藝將不銹鋼冷軋廢水經(jīng)反硝化脫氮、深度處理脫鹽后回用于生產(chǎn)系統(tǒng)，既減少 了新水的消耗量，降低了外排廢水的水量，同時(shí)外排廢水總氮低于15mg/L，滿足相關(guān)排放標(biāo) 準(zhǔn)，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保雙重效果，具有較好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：本發(fā)明提供一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用 工藝，依次包括以下步驟：
[0009] (1)水質(zhì)調(diào)節(jié)，向經(jīng)中和、混凝沉淀后的不銹鋼冷軋酸性廢水添加碳源和磷酸鹽；
[0010] (2) -級(jí)反硝化脫氮，經(jīng)步驟（1)水質(zhì)調(diào)節(jié)后的廢水進(jìn)入一級(jí)反硝化池脫氮處理， 水力停留時(shí)間12?36h ;
[0011] (3)二級(jí)反硝化，經(jīng)步驟（2)-級(jí)反硝化脫氮處理后的出水進(jìn)入二級(jí)反硝化池進(jìn)行 反硝化脫氮，向所述的二級(jí)反硝化池投加碳源，所述碳源的C0D與廢水硝酸鹽氮的濃度比 5?7 :1，水力停留時(shí)間2?6h ;
[0012] (4)好氧曝氣，經(jīng)步驟（3)二級(jí)反硝化處理的出水進(jìn)入好氧曝氣池，將剩余有機(jī)物 氧化分解，氧化時(shí)間〇. 5?3h ;
[0013] (5)軟化及混凝沉淀，經(jīng)步驟（4)好氧曝氣處理后的廢水進(jìn)行軟化處理，除掉其中 的鈣離子，鈣離子的含量在l〇〇mg/L以下；所述軟化的方法選自碳酸鈉藥劑軟化法；
[0014] (6) pH調(diào)節(jié)，經(jīng)步驟（5)處理后廢水的加鹽酸pH調(diào)整至6?7 ;
[0015] (7)過(guò)濾，步驟（6)pH調(diào)節(jié)后處理后的廢水，經(jīng)過(guò)濾去除廢水中的有機(jī)物和懸浮顆 粒，出水濁度在3NTU以下，T0C在5mg/L以下；
[0016] (8)冷卻，經(jīng)步驟（7)過(guò)濾處理后的廢水冷卻，冷卻后的廢水溫度20-35°C ;
[0017] (9)超濾，經(jīng)步驟（8)冷卻處理后的廢水進(jìn)行超濾，去除其中的懸浮態(tài)和膠體態(tài)的 污染物，出水濁度〇. 1NTU以下，污泥淤積指數(shù)3以下；
[0018] (10)反滲透脫鹽，經(jīng)步驟（9)超濾處理后的廢水進(jìn)行一級(jí)反滲透或者兩級(jí)反滲透 脫鹽處理。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 步驟（2)中的碳源選自有機(jī)碳源和濃度為C0D2000mg/L以上的有機(jī)廢水中的一種或兩種； 所述碳源的C0D與廢水硝酸鹽氮的濃度比3?5 :1。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 的有機(jī)碳源選自易生物降解的甲醇、乙酸鈉、葡萄糖中的一種或幾種。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 步驟（2)的磷酸鹽選自磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉中的一種或幾種，廢水硝酸鹽氮與 磷酸鹽的濃度比70?100 :1。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 步驟（3)中的碳源選自有機(jī)碳源和濃度為C0D2000mg/L以上的有機(jī)廢水中的一種或兩種。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 的有機(jī)碳源選自易生物降解的甲醇、乙酸鈉、葡萄糖中的一種或幾種。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 超濾的膜選自外壓式、內(nèi)壓式或浸沒(méi)式中的一種；所述膜的材質(zhì)選自聚偏氟乙烯（PVDF)、 句醚砜（PES)、聚砜（PS)或聚氯乙烯（PVC)中的一種。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 步驟（5)碳酸鈉藥劑軟化法是在軟化池中投加碳酸鈉，將pH控制在9. 5-10. 5,同時(shí)投加混 凝劑和助凝劑，反應(yīng)完成后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明提供的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，優(yōu)選的是，所述 步驟（7 )中過(guò)濾選自活性炭過(guò)濾和砂濾中的一種或兩種。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明提供的不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝：
[0028] 所述（1)水質(zhì)調(diào)節(jié)，經(jīng)中和、混凝沉淀后的不銹鋼冷軋酸性廢水中雖然含有大量的 硝態(tài)氮，但是嚴(yán)重缺乏反硝化脫氮過(guò)程中所需的有機(jī)碳源，因此需要外加碳源，碳源可以采 用甲醇、乙酸鈉、葡萄糖等易生物降解的有機(jī)碳源或者高濃度的有機(jī)廢水，碳源與廢水的配 比按照COD :N03-N濃度比3?5 :1 ;此外，不銹鋼冷軋酸性廢水中不含磷酸鹽，而生物生長(zhǎng) 過(guò)程中需要一定的磷，因此按照N03-N :TP濃度比70?100 :1添加磷酸鹽，以補(bǔ)充生物處 理過(guò)程中需要的磷源。同時(shí)水質(zhì)調(diào)節(jié)也可以起到均衡水質(zhì)的效果減小水質(zhì)變化對(duì)系統(tǒng)的影 響。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明提供的不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝：
[0030] 所述（2) -級(jí)反硝化脫氮，混合后的廢水進(jìn)入一級(jí)反硝化池進(jìn)行脫氮處理，水力 停留時(shí)間12?36h，在反硝化菌的作用下，以有機(jī)物作為電子受體，將廢水中的硝酸鹽氮還 原為氮?dú)?，釋放至大氣中，完成氮的去除，同時(shí)也將有機(jī)物加以氧化分解，使有機(jī)物得以去 除。反硝化菌將有機(jī)物分解為二氧化碳和水，二氧化碳在水中以三種形式存在：游離C02、 HC03-、C032-，根據(jù)水中pH的不同，三種形態(tài)之間達(dá)成動(dòng)態(tài)的平衡：
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，依次包括以下步驟： (1) 水質(zhì)調(diào)節(jié)，向經(jīng)中和、混凝沉淀后的不銹鋼冷軋酸性廢水添加碳源和磷酸鹽； (2) -級(jí)反硝化脫氮，經(jīng)步驟（1)水質(zhì)調(diào)節(jié)后的廢水進(jìn)入一級(jí)反硝化池脫氮處理，水力 停留時(shí)間12?36h ; (3) 二級(jí)反硝化，經(jīng)步驟（2)-級(jí)反硝化脫氮處理后的出水進(jìn)入二級(jí)反硝化池進(jìn)行反硝 化脫氮，向所述的二級(jí)反硝化池投加碳源，所述碳源的COD與廢水硝酸鹽氮的濃度比5?7 : 1，水力停留時(shí)間2?6h ; (4) 好氧曝氣，經(jīng)步驟（3)二級(jí)反硝化處理的出水進(jìn)入好氧曝氣池，將剩余有機(jī)物氧化 分解，氧化時(shí)間〇. 5?3h ; (5) 軟化及混凝沉淀，經(jīng)步驟（4)好氧曝氣處理后的廢水進(jìn)行軟化處理，除掉其中的鈣 離子，鈣離子的含量在l〇〇mg/L以下；所述軟化的方法選自碳酸鈉藥劑軟化法； (6) pH調(diào)節(jié)，經(jīng)步驟（5)處理后廢水的加鹽酸pH調(diào)整至6?7 ; (7) 過(guò)濾，步驟（6) pH調(diào)節(jié)后處理后的廢水，經(jīng)過(guò)濾去除廢水中的有機(jī)物和懸浮顆粒， 出水濁度在3NTU以下，T0C在5mg/L以下； (8 )冷卻，經(jīng)步驟（7 )過(guò)濾處理后的廢水冷卻，冷卻后的廢水溫度20-35 °C ; (9) 超濾，經(jīng)步驟（8)冷卻處理后的廢水進(jìn)行超濾，去除其中的懸浮態(tài)和膠體態(tài)的污染 物，出水濁度0. 1NTU以下，污泥淤積指數(shù)3以下； (10) 反滲透脫鹽，經(jīng)步驟（9)超濾處理后的廢水進(jìn)行一級(jí)反滲透或者兩級(jí)反滲透脫鹽 處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述步驟（2)中的碳源選自有機(jī)碳源和濃度為C0D2000mg/L以上的有機(jī)廢水中的一種或兩 種；所述碳源的COD與廢水硝酸鹽氮的濃度比3?5 :1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述的有機(jī)碳源選自甲醇、乙酸鈉、葡萄糖中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述步驟（2 )的磷酸鹽選自磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉中的一種或兩種，廢水硝酸鹽 氮與磷酸鹽的濃度比70?100 :1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述步驟（3)中的碳源選自有機(jī)碳源和濃度為C0D2000mg/L以上的有機(jī)廢水中的一種或兩 種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述的有機(jī)碳源選自易生物降解的甲醇、乙酸鈉、葡萄糖中的一種或幾種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述超濾的膜選自外壓式、內(nèi)壓式或浸沒(méi)式中的一種；所述膜的材質(zhì)選自聚偏氟乙烯、聚醚 砜、聚砜或聚氯乙烯中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述步驟（5)碳酸鈉藥劑軟化法是在軟化池中投加碳酸鈉，將pH控制在9. 5-10. 5,同時(shí)投 加混凝劑和助凝劑，反應(yīng)完成后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼冷軋酸性廢水脫氮除鹽回用工藝，其特征在于， 所述步驟（7 )中過(guò)濾選自活性炭過(guò)濾和砂濾中的一種或兩種。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK104058548SQ201310095901
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】侯紅娟, 劉勇, 尹婷婷, 李恩超 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司, 寶鋼不銹鋼有限公司