一种钢铁厂高盐废水处理剂及其处理方法技术

本发明专利技术公开了一种钢铁厂高盐废水处理剂及其处理方法，按重量百分比计，包括沉淀剂60％‑75％，辅助剂20％‑40％，分散剂0.5％‑6.5％；其中，沉淀剂为硅氟酸铅，辅助剂为碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或两种；分散剂为聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或两种；本发明专利技术采用硅氟酸铅作为沉淀剂，硅氟酸铅中的铅离子和碳酸根离子反应生成碱式碳酸铅；辅助剂中的碳酸铵或碳酸氢铵提供大量的碳酸根离子，促进碱式碳酸铅与高盐废水中钠离子的结合，生成碱式碳酸铅钠沉淀；铅离子能与高盐废水中的氯离子反应生成氯化铅沉淀，将废水中的氯离子去除；通过加入分散剂有效提高了与水的亲和性，使处理剂达到易浸润又保持分散状态，有效提升了钠离子及氯离子的沉降速率，实现高效净化的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种钢铁厂高盐废水处理剂及其处理方法
本专利技术属于废水处理
，特别涉及一种钢铁厂高盐废水处理剂及其处理方法。
技术介绍
我国是一个缺水的国家，淡水人均资源拥有量只有世界平均的三分之一；而钢铁厂又是耗水大户，其循环冷却系统是钢铁厂工业水用量最大的体系；循环冷却系统排放的废水是钢厂污水的主要来源，约为总循环水量的2～5％。冷却循环系统排出的废水为高盐废水，其中含有大量氯离子和钠离子，氯离子的存在不仅会对供水管网及供水设备设施造成严重腐蚀并在管道内结晶析出，缩短设备设施使用寿命；钠离子浓度过高时，会在管道内析出结晶，排放后会对地下水造成污染，破坏生态环境，威胁人类健康。废水零排放技术通常采用反渗透膜(RO)、电渗析(EDR)、超滤(UF)和膜反应器(MBR)工艺等将生产废水充分回收利用并减量化处理后，对剩余的高含盐废水采用多效蒸发等工艺进行回收处理。中国专利(CN101696071А)公开了一种钢铁厂工业废水零排放处理工艺，将高盐水采用离子交换树脂处理后，再采用海水膜或苦咸水膜进行二级反渗透处理，将高盐水最大程度减量，最后对高盐水采用固化或低温多效蒸发结晶处理；该方法处理效果明显，操作简便，但高盐废水的多效蒸发需要消耗巨大的能量，并且消耗的蒸汽量大，造成废水的处理成本增加。沉淀法处理高盐废水具有操作简便，工艺简单，处理速度快，效果明显等优点；银离子、亚铜离子可使氯离子沉淀，但只适用于实验检验分析，超高石灰铝法作为一种有效去除氯离子的方法，在部分行业已经取得了成功，但是该方法会引入了增加水体硬度的钙离子，并且不能去除废水中的钠离子；因此，现在亟需一种高效经济的处理剂可同时去除高盐废水中的钠离子和氯离子。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种钢铁厂高盐废水处理剂及其处理方法，以解决现有的钢铁厂高盐废水处理过程耗能大，易引入钙离子，无法同时去除高盐废水中钠离子和氯离子的技术问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种钢铁厂高盐废水处理剂，按重量百分比计，包括沉淀剂60％-75％，辅助剂20％-40％，分散剂0.5％-6.5％；其中，沉淀剂为硅氟酸铅，辅助剂为碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或两种；分散剂为聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或两种。进一步的，所述钢铁厂高盐废水处理剂采用将沉淀剂、辅助剂及分散剂按设计比例均匀混合后制成颗粒，颗粒粒径为4-8mm。本专利技术还提供了一种钢铁厂高盐废水处理方法，包括以下步骤：步骤1、沉淀反应将待处理高盐废水引入反应池中，并向反应池中持续通入富CO2烟气，充分搅拌；将钢铁厂高盐废水处理剂分散加入到待处理高盐废水中，进行沉淀反应，得到反应后的处理水；其中，所述钢铁厂高盐废水处理采用上述的钢铁厂高盐废水处理剂；步骤2、固液分离将反应后的处理水调入过滤池中，并向过滤池中加入固液分离辅助剂，搅拌至固液分离辅助剂分散均匀；之后加入助凝剂，静置待固液分离，得到上层清液；步骤3、处理水回用将上层清液排入清水泵房，返回钢铁厂冷却系统重新使用。进一步的，步骤1中，沉淀反应过程高盐废水的温度为37-68℃；钢铁厂高盐废水处理剂的浓度为35～55kg/m3。进一步的，步骤1中，富CO2烟气中CO2的体积分数大于30％。进一步的，步骤2中，固液分离辅助剂的浓度为0.5-2.5kg/m3，固液分离辅助剂采用碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或两种。进一步的，步骤2中，助凝剂的浓度为0.3-1.0kg/m3，助凝剂采用聚合硫酸铝及聚合硫酸铁中的一种或两种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种钢铁厂高盐废水处理剂，采用硅氟酸铅作为沉淀剂，硅氟酸铅中的铅离子和高盐废水中的碳酸根离子反应生成碱式碳酸铅Pb3(CO3)2(OH)2；辅助剂中的碳酸铵或碳酸氢铵向废水中提供大量的碳酸根离子，促进碱式碳酸铅与高盐废水中钠离子的结合，生成碱式碳酸铅钠沉淀NaPb2(CO3)2(OH)2；另外，铅离子能与高盐废水中的氯离子反应生成氯化铅沉淀PbCl2，从而将废水中的氯离子去除；而分散剂中的高分子聚丙烯酸或聚丙烯酰胺可以提高处理剂与水的亲和性，使处理剂在废水中达到易浸润又保持分散状态，加快了沉淀反应的反应速率，沉淀剂、辅助剂及分散剂之间的协同作用有效提升了高盐废水中钠离子及氯离子与处理剂发成沉淀反应的速率，实现高效净化的作用。进一步的，高盐废水处理按重量百分比计，采用硅氟酸铅74.4％、碳酸铵21.1％及聚丙烯酸4.5％的比例混合配制，采用所述高盐废水处理剂对钢铁厂高盐废水处理后，钠离子和氯离子的去除率均处于较高水平，净化效率较高。进一步的，将沉淀剂、辅助剂和分散剂按比例均匀混合后制成颗粒，即可制得所述处理剂添加剂，制备过程简单，可操作性强，易于实现工业化，对设备要求低，并且制备出的处理剂能够有效去除废水中的钠离子和氯离子。本专利技术还提供了一种钢铁厂高盐废水处理方法，利用所述钢铁厂高盐废水处理剂处理时，首先向高盐废水反应池中通入富CO2烟气，在高盐废水中生成碳酸根离子；同时烟气上浮不断搅拌高盐废水，改善了处理剂与高盐废水反应时的动力学条件；在处理剂与高盐废水的沉淀反应结束后，向反应后处理水中加入助凝剂，加速细小颗粒的下沉；固液分离时加入碳酸铵和/或碳酸氢铵作为固液分离辅助剂，不仅能中和沉淀反应中生成的氢氟酸HF，而且可以与处理水中残留的硅氟酸铅反应生成不溶于水的碳酸铅PbCO3，使处理后的水中氟离子大大降低；通过在高盐废水中分散加入钢铁厂高盐废水处理剂，其中硅氟酸铅作为沉淀剂，硅氟酸铅中的铅离子和碳酸根离子反应首先生成碱式碳酸铅Pb3(CO3)2(OH)2；辅助剂中的碳酸铵或碳酸氢铵继续向废水中提供大量的碳酸根离子，促进碱式碳酸铅与废水中钠离子的结合，生成碱式碳酸铅钠沉淀NaPb2(CO3)2(OH)2；另一方面，铅离子能与高盐废水中的氯离子反应生成氯化铅沉淀PbCl2，从而将废水中的氯离子去除；通过在固液分离过程加入固液分离辅助剂，固液分离辅助剂中的碳酸铵或碳酸氢铵能与上述过程中生成的氢氟酸HF进一步反应生成氟化铵NH4F，氟化铵可在处理水回用的过程中减轻管道内的硅酸盐结垢；助凝剂中聚合硫酸铝和/或聚合硫酸铁的加入向废水中提供了大量的络合离子，可以有效吸附细小颗粒，并具有共沉淀作用，大大加速了细小颗粒及反应沉淀物的下沉速度。本专利技术所述的一种钢铁厂高盐废水处理剂及其处理方法，处理效果明显，可大大降低废水中钠离子及氯离子浓度；操作简单，各步骤紧密配合；成本较低，投资较少，适合于高盐废水处理流程，实现工业废水的回用乃至零排放。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种钢铁厂高盐废水处理剂，按重量百分比计，包括沉淀剂60％-75％，辅助剂20％-40％，分散剂0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢铁厂高盐废水处理剂，其特征在于，按重量百分比计，包括沉淀剂60％-75％，辅助剂20％-40％，分散剂0.5％-6.5％；其中，沉淀剂为硅氟酸铅，辅助剂为碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或两种；分散剂为聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或两种。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢铁厂高盐废水处理剂，其特征在于，按重量百分比计，包括沉淀剂60％-75％，辅助剂20％-40％，分散剂0.5％-6.5％；其中，沉淀剂为硅氟酸铅，辅助剂为碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或两种；分散剂为聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的一种或两种。


2.根据权利要求1所述的一种钢铁厂高盐废水处理剂，其特征在于，所述钢铁厂高盐废水处理剂采用将沉淀剂、辅助剂及分散剂按设计比例均匀混合后制成颗粒，颗粒粒径为4-8mm。


3.一种钢铁厂高盐废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、沉淀反应
将待处理高盐废水引入反应池中，并向反应池中持续通入富CO2烟气，充分搅拌；将钢铁厂高盐废水处理剂分散加入到待处理高盐废水中，进行沉淀反应，得到反应后的处理水；其中，所述钢铁厂高盐废水处理采用如权利要求1或2所述的钢铁厂高盐废水处理剂；
步骤2、固液分离
将反应后的处理水调入过滤池中，并向过滤池中加入固液分离辅助剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢相栋，庞焯刚，张馨艺，郑建潞，臧旭媛，杜月利，吕明，李小明，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61