[实用新型]一种钢材行业酸洗废液及冲洗废水近零排放处理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种钢材行业酸洗废液及冲洗废水的处理系统。

背景技术

钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20％左右的硫酸洗槽中进行酸洗。随着酸洗的进行，硫酸浓度逐渐降低，硫酸亚铁浓度不断增高，当溶液中硫酸的质量分数降至6％～8％，生成的硫酸亚铁质量浓度超过200～250g/l时，酸洗速率下降，必须更换酸洗液，排放酸洗废液。酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以去除表面的酸性物质，又造成了废酸水的外排。目前，高浓度钢铁酸洗废水常用的处理方法包括石灰乳中和处理和蒸发结晶处理。石灰乳液中和处理酸洗废水，该法处理不彻底，且易造成二次污染，蒸发结晶方式去除金属离子，设备投资、能源费用高，且处理不彻底，产生大量酸雾，对设备及环境存在一定影响。而目前针对酸洗废液处理工艺主要有蒸喷真空结晶法、蒸发浓缩冷冻结晶法、铁屑法和扩散渗析法等。

蒸喷真空结晶法，通过蒸汽喷射器和冷凝器使蒸发器和结晶器保持一定真空度的方法。当温度大于该真空度下蒸发温度的废液通过时，废液中的水分在绝热状态下蒸发，从而废液温度降低，浓度提高，并相应降低了硫酸亚铁的溶解度。同时在蒸发器中加入新酸，提高溶液酸度，使过饱和部分硫酸亚铁结晶析出。这种方法的优点是处理废液量大，可连续生产七结晶水硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和再生酸(含10％～20％H₂SO₄，含4％～8％FeSO₄)。FeSO₄·7H₂O纯度大于95％，含H₂SO₄小于1％，无二次污染。缺点是工艺流程较复杂，投资较大，蒸汽喷射器喷嘴易磨损。

蒸发浓缩冷冻结晶法，废液先在蒸发器内进行加热，真空蒸发除去水分，提高酸度和硫酸亚铁的浓度，然后送入结晶罐用冷冻盐水将废液温度降至0～3℃，使硫酸亚铁结晶析出，其冷冻结晶时间一般为2h。这种方法的优点是处理废液量大，蒸发效率高，产出七结晶水硫酸亚铁。再生酸含16％～20％H₂SO₄，5.5％～7％FeSO₄。FeSO₄·7H₂O纯度大于95％，含H₂SO₄小于1％。缺点是投资较大，成本较高，操作较复杂。石墨蒸发器易被硫酸亚铁结晶堵塞。

铁屑法，使废液中的游离酸与铁屑作用生成硫酸亚铁，通过加热浓缩、自然冷却使硫酸亚铁结晶析出。这种方法作业环境污染严重，劳动强度大，排出的残液含H₂SO₄0.15％左右，含FeSO₄21％左右，需中和处理，仅适用于废液量少的处理。

扩散渗析法，利用离子交换膜、扩散渗析、分离废液中游离酸与硫酸亚铁。其能耗低、操作简便。再生酸含H₂SO₄140～180g/l，含FeSO₄不大于10g/l。残液含H₂SO₄20～30g/l，含FeSO₄110～120g/l，需中和处理。适用于废液量少和硅钢片酸洗废液的处理。

根据以上酸洗废水处理工艺及特点，为更好地解决和克服其处理不彻底、易造成二次污染等难题，实现钢材行业酸洗三废近零排放的目标，提出一种资源化回用工艺，包括如下：提出一种冲洗废水处理工艺，主要含曝气、沉淀、脱水、造粒等技术，处理后出水可再作为冲洗废水循环利用，副产物氧化铁红用于油漆、油墨、橡胶等工业中，可做催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂等；选用加酸冷冻抽滤工艺处理酸洗废液，经过处理后，可回收再生酸和硫酸亚铁，再生酸回用于钢材酸洗，硫酸亚铁可用作净水剂和制取聚合硫酸铁和氧化铁红的原料。

发明内容

本实用新型的目的是根据以上酸洗废水处理工艺及现有工艺存在的不足，为更好地解决和克服其处理不彻底、易造成二次污染等难题，实现钢材行业酸洗三废近零排放的目标，提出一种钢材行业酸洗废液及冲洗废水近零排放处理系统，具体技术方案如下：