钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸酸洗废液的处理回收系统技术方案

一种钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸酸洗废液的处理回收系统，将双极膜电渗析设备制得的酸液用于钢铁工业酸洗生产线用于酸洗钢材，节省了原料成本；而利用双极膜电渗析设备制的碱液去处理硝酸和氢氟酸混合酸废液。并采用反应水箱底部曝气的方式使反应液混合更加充分，并不断向混合溶液内提供充足的氧气，大大缩短反应时间。并用袋式过滤器将反应后混合溶液进行过滤，将上清液和沉淀物进行固液分离。反应后，硝酸和氢氟酸混合酸废液中的硝酸根和氟离子被替换出来，硝酸和氢氟酸混合酸废液中的Fe2+形成沉淀析出。通过袋式过滤器过滤后的上清液可回到双极膜电渗析设备重新制酸制碱，大大减少了原料投入成本。沉淀物可以晾干后回收外售。从而能够实现硝酸和氢氟酸混合酸废液的零排放。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于污水处理
，具体涉及一种钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸废液的处理回收系统。
技术介绍
钢铁工业中的不锈钢、合金钢钢材表面，在加工过程中产生一层氧化物，通常是用混合酸洗除去。目前国内外生产厂家，多采用硝酸-氢氟酸混合酸洗除去氧化物。采用硝酸、氢氟酸混合酸酸洗，具有酸洗速度快，不易过酸洗的有点，而且酸洗后的刚才保持良好的表面。这三者是其他酸洗所不能达到的。经多次酸洗，酸洗液中的金属离子增加到一定浓度，含酸量下降到一定百分比，即失去酸洗能力而成为废液，但此废液中的总酸度还是相当高的，并含有大量的金属铁、镍、铬等盐类、硝酸、氢氟酸是强腐蚀剂，铬是剧毒物质，如任其外排，将对环境造成严重污染，所以必须禁止酸洗废液不经处理任意外排。此外，硝酸、氟酸的成本价格较贵，废酸液体中的硝酸、氟酸没有回用直接排放也大大造成了资源的浪费。目前国内外对硝酸、氢氟酸废液的处理方法主要有化学法、减压蒸发法，离子交换法和溶剂萃取法。化学法：一般采用石灰、电石渣或烧碱对其进行中和处理，使pH值达到国家排放标准后排放。其缺点是中和药剂成本高，费用大，废酸处理量受到限制，而且酸洗废液中的HNO3、HF和金属盐等资源没有得到有效利用。污泥量大，剩下的盐类残渣处理困难，设备腐蚀严重。减压蒸发法：减压蒸发法其原理是往废酸液中加入硫酸，使硫酸根与废液中的硝酸根和氟离子置换，形成金属的硫酸盐，在负压下，利用硫酸和硝酸、氢氟酸平衡温度的不同，加热蒸发出气态的硝酸和氢氟酸，经冷凝，即得到再生的混合酸，再次用于酸洗。残液中含有硫酸的金属盐和硫酸，经过冷却，硫酸盐形成结晶，经固液分离，含有一定浓度的硫酸液体可以循环使用。固态金属硫酸盐沉渣另行处理，可以回收其中的镍、铬等金属。该方法酸回收率高，但一次性投资大，设备维修困难，且蒸馏残渣残酸量较大。离子交换法：利用离子交换剂中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力的不同来进行分离的一种方法。其缺点此方法有一定局限性，设备造价高，水中的铁离子、铝离子等物质会污染离子交换树脂，影响树脂工作交换量，造成树脂中毒失效。溶剂萃取法：其原理是在废液中通入硫酸，硫酸和废液中的金属盐类发生复分解反应，废液中的金属盐转化成金属的硫酸盐，硝酸和氢氟酸游离出来，用磷酸三丁脂(TBP)作萃取剂，将硝酸和氢氟酸转移到萃取剂中，然后在反萃塔中用水反萃，即得到硝酸、氢氟酸的混合酸，再次用于酸洗。该方法优点能耗少，设备材料容易选择，但酸的回收率低。在这种前提下，以膜技术为依托，开发研制成功了废酸回用设备，它具有易于实现工艺改造、投资回报率高、易于操作、易于维护、运行费用低、自动化程度高等特点。废酸回用设备能处理废酸回用，变害为宝，为企业解决环保问题的同时还带来不菲的经济效益，使用领域与前景十分可观，具有巨大的投资回报价值。
技术实现思路
为了克服现有技术中的问题，本技术要解决的技术问题在于提供一种节能、环保且在钢铁工业硝酸和氢氟酸混合酸废液处理技术，可实现钢材酸洗过程中零污染，完全符合环保要求的钢材硝酸和氢氟酸混合酸废液处理及回收系统。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸酸洗废液的处理回收系统，包括一级过滤单元、反应单元和二级过滤单元，废酸液入口通过管路经水泵和阀门连接至一级过滤单元上部的过滤器入口，一级过滤单元底部的过滤器出口通过管路连接至反应单元上部入口，由于硝酸和氢氟酸混合酸具有挥发性，所以所述反应单元上部为密封式结构，并与置于反应单元顶部管路的间隙上设置有密封胶垫，反应单元底部的反应液出口通过管路经水泵和阀门连接至二级过滤单元上部的过滤器入口，二级过滤单元底部的过滤器出口通过管路经阀门连接至循环回用口，所述系统还包括双极膜电渗析设备，所述双极膜电渗析设备包括碱液循环箱、盐液循环箱、酸液循环箱和极水循环箱，所述循环回用口通过管路连接至盐液循环箱的入口，由于硝酸和氢氟酸的混合液不仅有挥发性，而且见光易分解，所以所述酸液循环箱的箱体由不透光材质制成且在其水箱上部还设置有密封盖，所述碱液循环箱的出口通过管路连接至反应单元上部入口，所述反应单元腔内底部还设置有均匀排列的曝气头，所述曝气头通过管路连接至反应单元底部的进气口，所述进气口上还设置有鼓风机，所述酸液循环箱的出口连接至酸洗生产线，所述酸洗生产线的排液口连接废酸液入口。进一步的，系统还包括控制模块，所述在阀门管路前还设置有pH值检测仪，pH值检测仪与控制模块电连接，所述pH值检测仪通过管路经由阀门连接至排放口，所述阀门和阀门均为电控阀门并与控制模块电连接。进一步的，所述一级过滤单元和二级过滤单元均为袋式过滤器。对于现有技术，本技术的有益效果是：双极膜电渗析系统制得的硝酸和氢氟酸混合酸能够返回酸洗生产线；产生的碱液用于处理硝酸和氢氟酸混合酸废液的Fe2+并替换出硝酸和氢氟酸混合酸废液中的硝酸根和氟离子回用到双极膜电渗析系统重新制酸制碱；该技术能处理钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸废液，使Fe2+全部以Fe（OH)3固体形式沉淀排出；替换出95％以上的硝酸根和氟离子；从而能够实现废酸液的零排放。利用本系统具有电流效率高、能连续稳定生产和操作简单的特点，治理过程不需加新酸或碱、装置中的设备、管线、阀门等均采用防腐材料与技术。装置防腐耐用使用寿命长，无泄漏，布置紧凑，占地面积少，操作运转费用低的诸多优点，具体还包括如下特点：1）流程简洁、节能，操作方便，占地面积小；2）系统消耗少，运行费用相对较低；3）得到的硝酸和氢氟酸混合酸，以直接进入生产线使用；4）同时得到副产品氢氧化铁，可以晾干后桶装出售；5）节能、资源再生利用，污染物零排放，符合国家环保要求。附图说明图1为本技术酸洗废液处理回收系统的结构示意图；图2为本技术的控制模块原理示意图；图3为本技术双极膜电渗析设备工作原理示意图。图中：1一级过滤单元、2反应单元、3二级过滤单元、4废酸液入口、5水泵、6阀门、8阀门、9循环回用口、10双极膜电渗析设备、11碱液循环箱、12盐液循环箱、13酸液循环箱、14极水循环箱、15曝气头、16进气口、17鼓风机、18述酸洗生产线、19pH值检测仪口、20阀门、21控制模块、22排放口。具体实施方式下面结合附图1-3对本技术作进一步详细描述，需指出的是，以下所述实施例旨在便于对本技术的理解，而对其不起任何限定作用。如图1-3所示，本申请提供一种钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸酸洗废液的处理回收系统一种钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸酸洗废液的处理回收系统，包括一级过滤单元1、反应单元2和二级过滤单元3，废酸液入口4通过管路经水泵5和阀门6连接至一级过滤单元1上部的过滤器入口，由于硝酸和氢氟酸混合酸具有挥发性，为防止硝酸和氢氟酸混合酸在反应过程中挥发，所述反应单元2上部为密封式结构，并与置于反应单元2顶部管路的间隙上设置有密封胶垫，一级过滤单元1底部的过滤器出口通过管路连接至反应单元2上部入口，反应单元2底部的反应液出口通过管路经水泵5和阀门6连接至二级过滤单元3上部的过滤器入口，二级过滤单元3底部的过滤器出口通过管路经阀门8连接至循环回用口9，所述废酸液从酸洗生产线18排放，进入废酸液入口4，通过管路经水泵5和阀门6连接进入一级过本文档来自技高网...

【技术保护点】
种钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸酸洗废液的处理回收系统，包括一级过滤单元（1）、反应单元（2）和二级过滤单元（3），废酸液入口（4）通过管路经水泵（5）和阀门（6）连接至一级过滤单元（1）上部的过滤器入口，一级过滤单元（1）底部的过滤器出口通过管路连接至反应单元（2）上部入口，所述反应单元（2）上部为密封式结构，并与置于反应单元（2）顶部管路的间隙上设置有密封胶垫，反应单元（2）底部的反应液出口通过管路经水泵（5）和阀门（6）连接至二级过滤单元（3）上部的过滤器入口，二级过滤单元（3）底部的过滤器出口通过管路经阀门（8）连接至循环回用口（9），其特征在于：所述系统还包括双极膜电渗析设备（10），所述双极膜电渗析设备（10）包括碱液循环箱（11）、盐液循环箱（12）、酸液循环箱（13）和极水循环箱（14），所述循环回用口（9）通过管路连接至盐液循环箱（12）的入口，所述酸液循环箱（13）的箱体由不透光材质制成且上部还设置有密封盖，所述碱液循环箱（11）的出口通过管路连接至反应单元（2）上部入口，所述反应单元（2）腔内底部还设置有均匀排列的曝气头（15），所述曝气头（15）通过管路连接至反应单元（2）底部的进气口（16），所述进气口（16）上还设置有鼓风机（17），所述酸液循环箱（13）的出口连接至酸洗生产线（18），所述酸洗生产线(18)的排液口连接废酸液入口（4）。...

【技术特征摘要】
1.一种钢铁行业硝酸和氢氟酸混合酸酸洗废液的处理回收系统，包括一级过滤单元（1）、反应单元（2）和二级过滤单元（3），废酸液入口（4）通过管路经水泵（5）和阀门（6）连接至一级过滤单元（1）上部的过滤器入口，一级过滤单元（1）底部的过滤器出口通过管路连接至反应单元（2）上部入口，所述反应单元（2）上部为密封式结构，并与置于反应单元（2）顶部管路的间隙上设置有密封胶垫，反应单元（2）底部的反应液出口通过管路经水泵（5）和阀门（6）连接至二级过滤单元（3）上部的过滤器入口，二级过滤单元（3）底部的过滤器出口通过管路经阀门（8）连接至循环回用口（9），其特征在于：所述系统还包括双极膜电渗析设备（10），所述双极膜电渗析设备（10）包括碱液循环箱（11）、盐液循环箱（12）、酸液循环箱（13）和极水循环箱（14），所述循环回用口（9）通过管路连接至盐液循环箱（12）的入口，所述酸液循环箱（13）的箱体由不透光材质制成且上部还设置有密封盖，所述碱液循环箱（11）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨桐，邹锦元，杨增强，张传浩，李宁，穆冠宁，张东晓，贾跃武，
申请(专利权)人：辽宁中成永续水工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21