一种硝酸酸洗废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种硝酸酸洗废水的处理方法，属于工业废水处理领域。

背景技术

目前工业上很多领域都会使用到酸洗工艺，如不锈钢制造、富士康电子产品生产过程等。经过酸洗工艺，会产生一些高硝酸盐氮的酸洗废水。如果将这些硝酸盐废水直接排放到水环境中，会引起水体富营养化，造成水环境的污染。另外，人类的生存离不开水环境，硝酸盐进入人体后被还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐毒性较大，会将人体内正常的血红蛋白氧化，使其降低了高铁血红蛋白给机体送氧能力，当高铁血红蛋白浓度过高时，可以引起窒息死亡。另外，该类废水酸性较强，一般pH值小于3，会使环境的pH值失去平衡，环境酸化。综上所述，需要对该类废水进行再处理。

目前，对酸洗废水的处理方法包括蒸馏技术、膜处理技术、吸附等物理化学方法、生化法。发明专利201410491268 .X公开的一种处理不锈钢酸洗废水的方法中，用还原铁粉还原硝态氮，但铁粉仅能把硝酸根离子还原为亚硝酸根离子，对总氮并没有去除效果。发明专利201810045437 .5公开了一种富含硝酸盐的酸洗废水处理方法及其硝酸盐处理装置，其原理是絮凝沉淀去除金属离子和螯合离子交换膜进行硝酸盐回收，该方法虽然可以对硝酸盐进行回收，但需要定期更换离子交换膜，处理成本较高。目前一些工艺使用生物法虽然可以达到对TN的去除，但在前端使用碱液对进水pH值进行调节，反硝化反应时又使用酸液调节碱度，增加了酸碱调节药剂、设备和构筑物，同时还涉及酸碱储存问题，废水处理成本高。

本发明针对以上情况，提供了一种硝酸酸洗废水的处理方法，充分结合和发挥原水水质特点和生物反硝化特征，调整废水处理模式，实现了pH值自平衡，整个过程无任何专用于调节pH值的药剂、装置，通过简单且低成本的方式对硝酸酸洗废水中硝酸盐进行高效去除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硝酸酸洗废水的处理方法，该方法实现了pH值自平衡下污染物高效去除，简单，成本低，无酸碱调节装置和酸碱药剂储存问题，处理后的出水可以达到地表水质量标准Ⅳ类水标准。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案来实现：

一种硝酸酸洗废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：硝酸酸洗废水首先进入暂存池进行暂存，之后进入脱氮反应器进水池；脱氮反应器进水池出水直接进入深度脱氮反应器进行反硝化脱氮，深度脱氮反应器出水进入脱氮反应器产水池进行暂存和泥水分离，脱氮反应器产水池出水为地表水质量标准Ⅳ类水标准，TN≤1.5 mg/L；所述脱氮反应器产水池的一部分出水回流到脱氮反应器进水池，另一部分直接排放或进入混凝沉淀池进行除磷和去悬浮物。

所述脱氮反应器进水池和深度脱氮反应器不设置通过加酸或加碱来调节pH值的装置，pH值实现自平衡。

所述脱氮反应器进水池和深度脱氮反应器设置PLC，通过PLC实时监测脱氮反应器进水池和深度脱氮反应器内废水pH值，并控制深度脱氮反应器内的进水量和脱氮反应器产水池出水回流量，使脱氮反应器进水池pH值处于5.0-6.5之间，深度脱氮反应器pH值处于7.5-8.5之间，回流量为5-20倍。

所述硝酸酸洗废水的pH值≤4，硝酸盐氮浓度≤5000 mg/L。

所述脱氮反应器进水池设置有在线碳源投加设备和硝酸盐在线监测设备，通过PLC精确控制，按照C/N比为3.5-8精准投加碳源。

所述脱氮反应器产水池后端可根据实际废水水质指标确定是否需要设置混凝沉淀池，进一步去除脱氮反应器产水池出水中总磷和悬浮物；混凝沉淀池的设置具有灵活性，根据实际出水中TP浓度和悬浮物浓度决定是否需要设置，除磷药剂投加量根据TP浓度添加。

所述深度脱氮反应器采用生物膜法进行反硝化，上升流速在8.0-13.0 m/h，水力停留时间为0.2-1 d，出水总氮≤1.5 mg/L，总氮去除率≥99 %。

所述深度脱氮反应器可以使用ZHDN-B3型反应器。

本发明技术方案，具有以下有益效果：

该方法通过在线监测深度脱氮反应器的pH值，调节进入深度脱氮反应器的进水量，使生物反硝化过程中产生的碱度抵消进水酸度，不需要任何专用于pH值调节的药剂、设备和构筑物，节省了进水pH值调节的碱液成本和深度脱氮反应器酸液成本，同时节省了设备和构筑物、药剂储存费；

该方法可保持生化系统的pH值在合适的数值范围，提高了反应速率的同时还可节省pH值调节成本，实现了pH值自平衡；

该方法直接将脱氮反应器产水池的出水回流至脱氮反应器进水池，回流的脱氮反应器产水池出水提供碱度，对来水的pH值进行中和，抵消进水部分酸度，降低pH值过低对生物反应器的冲击。同时，脱氮反应器产水池出水的回流降低了进入深度脱氮反应器的进水污染物负荷，从而降低了进水污染物浓度过高对反应器的影响，可以处理高浓度硝酸盐氮废水；

该方法使用生物法对酸洗废水进行处理，废水处理成本低；经过处理后，出水TN小于1.5 mg/L，可以达到地表水Ⅳ类标准，无需其他处理方法继续进行深度处理，降低了废水处理成本，节省了占地面积；

深度脱氮反应器运行稳定可靠，通过PLC在线控制，易于管理，可实现设备长期稳定安全运行；

该方法达到了低成本、高效的处理，方法简单，专业能力要求低，具有普适性，为低pH值和高浓度硝酸盐的硝酸酸洗废水的处理提供了一种新方法。

本发明技术方案具有以下特点：该方法节省了进水pH值调节的碱液成本和深度脱氮反应器的加酸成本，不需要任何专用于pH值调节的设备和装置，提高了脱氮速率的同时还可节省pH值调节药剂、设备成本，pH值实现自平衡，无酸碱药剂储存问题；脱氮反应器产水池出水的回流，一方面对来水的pH值进行中和，抵消部分进水酸度，降低pH值过低对生物反应器的冲击；另一方面，降低了进入深度脱氮反应器的进水污染物负荷，减少了高进水污染物浓度对反应器的影响，可以处理高浓度硝酸盐氮废水；该方法降低了废水处理成本和运营成本，节省了占地面积，各工艺运行稳定可靠，现场基本无人操作，易于管理，对人员专业技能要求低；该方法对硝酸酸洗废水达到了低成本、高效的处理，方法简单，具有普适性和实用性，为低pH值和高浓度硝酸盐的硝酸酸洗废水的处理提供了一种新方法。

附图说明

图1 一种硝酸酸洗废水的处理方法

图2 一种硝酸酸洗废水处理方法流程图

附图

1-暂存池；2-脱氮反应器进水池；3-深度脱氮反应器；4-脱氮反应器产水池；5-混凝沉淀池；6-碳源储罐；7-PLC；8-填料；9-进水泵；10-脱氮反应器进水池进水泵；11-脱氮反应器进水泵；12-脱氮反应器产水池出水泵；13-加药泵。

实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细描述。

如图2所示，一种硝酸酸洗废水的处理方法，具体步骤如下：

经过管道收集的生产工艺中产生的硝酸酸洗废水，首先通过进水泵9泵送进入暂存池1混合暂存。暂存池1出水通过脱氮反应器进水池进水泵10泵送到脱氮反应器进水池2，与回流的脱氮反应器产水池4废水混合，使脱氮反应器进水池pH值处于5.5-7之间。脱氮反应器进水池2设置碳源投加设备、pH值和硝态氮在线监测设备，通过PLC 7控制系统接收的硝酸盐浓度，按照C/N比为3.5-8精准投加碳源量。脱氮反应器进水池2通过pH值在线监测设备实时监测pH值控制脱氮反应器产水池4回流量，使脱氮反应器进水池2的pH值处于5.0-6.5之间，脱氮反应器产水池出水回流量范围为5-20倍；脱氮反应器进水池2出水进一步通过提升泵11泵送进入深度脱氮反应器3进行反硝化，深度脱氮反应器3通过PLC 7在线控制设备，通过实时监测pH值，调节进入深度脱氮反应器3的进水量，使反应器内的pH值始终处于7.5-8.5之间，为微生物脱氮提供适宜的环境。深度脱氮反应器3的出水自流进入脱氮反应器产水池4，出水TN低于1.5 mg/L，废水达标排放。脱氮反应器产水池4后端可设置混凝沉淀池5，进一步去除脱氮反应器产水池4出水中总磷和悬浮物。混凝沉淀池5的设置根据实际情况决定，除磷药剂投加量根据TP浓度添加。深度脱氮反应器3和脱氮反应器产水池4排出的污泥进入厂区的污泥处理系统进行处理。

实施例

收集某厂硝酸酸洗废水，废水水量为300 m

表1-1 某厂酸洗废水原水水质指标

采用本发明中的方法对酸洗废水进行处理。建立处理量350 m

表1-2 实施例1出水水质

实施例

收集某不锈钢废水进行处理，经检测，废水原水水质如表3所示。

表2-1 不锈钢原水水质

采用本发明中的方法对酸洗废水进行处理。建立处理量800 m

表2-2 处理后的出水水质

实施例

收集某不锈钢废水进行处理，经检测，废水原水水质如表3所示。

表3-1 不锈钢原水水质

采用本发明中的方法对酸洗废水进行处理。建立处理量700 m

表3-2 出水水质

实施例1、实施例2和实施例3通过本发明的方法分别对某厂酸洗废水和不锈钢酸洗废水进行处理，实现了99%以上TN去除率，出水TN均能达到1.5 mg/L以下，达到了地表水质量标准Ⅳ类水标准。此外，本方法处理酸性废水，可达到pH值自平衡，不需要对进水和脱氮反应器的pH值进行专门调节，无酸碱储存问题，无酸碱投加设备和构筑物，可以处理高浓度硝酸盐废水。从成本角度出发，该发明同时降低了酸洗废水处理的投资和运营成本，具有较高的工程实用价值。