[发明专利]一种钢铁企业废水处理和再利用的装置和工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于工业处理废水的环保技术领域，更加具体的说，对于钢铁工业伴生铁离子、油脂类物质、固体杂质等废弃物及污泥等而言，一种工业废水回收再利用的处理装置。

背景技术

目前可用于钢铁工业废水处理主要方法分类如下：

钢铁工业废水处理工艺主要有絮凝沉淀法、生物降解法、活性沉淀法、电解处理和离子交换法。近年来，废水“零排放”在工业领域日渐频繁地被提及,也成为各行业在规划审查中的重要指标。随着研究的进展，国内开始广泛实施使用膜分离法，通过双模法处理污水运行成本低，效益高，容易管理，不给环境造成二次污染，处理废水可以回收利用，实现零排放。

主要工艺介绍

(一)高密度沉淀池：高密度沉淀池由混凝池、投加池、絮凝池和斜板沉淀池组成。如图1所示，各反应器单元功能介绍：

1、混凝池：混凝剂投加在原水中，在快速搅拌器的作用下同污水中悬浮物快速混合，通过中和颗粒表面的负电荷使颗粒“脱稳”，形成小的絮体然后进入絮凝池。同时原水中的磷和混凝剂反应形成磷酸盐达到化学除磷的目的。

2、投加池：微砂和混凝形成的小絮体在快速搅拌器的作用快速混合，并以微砂为核心形成密度更大、更重的絮体，以利于在沉淀池中的快速沉淀。

3、絮凝池：絮凝剂促使进入的小絮体通过吸附、电性中和和相互间的架桥作用形成更大的絮体，慢速搅拌器的作用既使药剂和絮体能够充分混合又不会破坏已形成的大絮体。

4、斜板沉淀池:絮凝后出水进入沉淀池的斜板底部，然后向上流至上部集水区，颗粒和絮体沉淀在斜板的表面上并在重力作用下下滑。较高的上升流速和斜板60°的倾斜可以形成一个连续自刮的过程，使絮体不会积累在斜板上。微砂随污泥沿斜板表面下滑并沉淀在沉淀池底部，然后循环泵把微砂和污泥输送到水力分离器中，在离心力的作用下，微砂和污泥进行分离：微砂从下层流出直接回到投加池中，污泥从上层流溢出，然后通过重力流流向污泥处理系统。沉淀后的水由分布在斜板沉淀池顶部的不锈钢集水槽收集、排放。

高密度沉淀池技术特点：

1、解决了配水不均、单池处理水量受限制，水流流向等问题。

2、低速配水不会破坏已经形成的矾花颗粒，保持了完整性。

3、改善了流量分配，提高了沉淀速度，降低了水量损失，消除了传统的“配水槽”常出现的矾花衰变问题。

(二)V型滤池：V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形而得名。主要由过滤过程和反冲洗过程组成。各反应器单元功能介绍：

1、过滤过程：待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后，溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹没的V型槽，分别经槽底均匀的配水孔和V型槽堰进入滤池，被均质滤料滤层过滤的滤后水经长柄滤头流入底部空间，由方孔汇入气水分配管渠，在经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。

2、反冲洗过程：关闭进水阀，但有一部分进水仍从两侧常开的方孔流入滤池，由V型槽一侧流向排水渠一侧，形成表面扫洗。而后开启排水阀将池面水从排水槽中排出直至滤池水面与V型槽顶相平，反冲洗过程常采用“气冲→气水同时反冲→水冲”三步。气冲打开进气阀，开启供气设备，空气经气水分配渠的上部小孔均匀进入滤池底部，由长柄滤头喷出，将滤料表面杂质擦洗下来并悬浮于水中，被表面扫洗水冲入排水槽。气水同时反冲洗在气冲的同时启动冲洗水泵，打开冲洗水阀，反冲洗水也进入气水分配渠，气、水分别经小孔和方孔流入滤池底部配水区，经长柄滤头均匀进入滤池，滤料得到进一步冲洗，表扫仍继续进行。停止气冲，单独水冲表扫仍继续，最后将水中杂质全部冲入排水槽。

V型滤池技术特点：

1、可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。

2、气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗水量大大减少。

(三)芬顿氧化工艺：芬顿反应是以亚铁离子(Fe2+)为催化剂用过氧化氢(H2O2)进行化学氧化的废水处理方法。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，也称芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。

芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。主要反应大致如下：

Fe²⁺+H₂O₂＝＝Fe³⁺+OH-+HO·