本發(fā)明屬于工業(yè)廢水循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼鐵混合酸洗廢液的回收系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
鋼材表面酸洗過程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸洗廢液，酸洗廢液主要含有一定濃度的硫酸或者鹽酸，大量的亞鐵離子，少量的錳離子，微量的鉛、鎘、汞、銅、鈷、鎳等重金屬離子及砷等非金屬有毒有害物質(zhì)，是一種強(qiáng)酸性、高毒性的廢液。傳統(tǒng)方法一股采用中和沉淀法來處理酸洗廢液，由于中和沉淀法在處理過程會(huì)產(chǎn)生大量污泥、污泥后處理麻煩，易產(chǎn)生二次污染，于此同時(shí)，酸洗廢液中有利用價(jià)值的鐵和廢酸等資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，中和沉淀法已不符合現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)綠色、可持續(xù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念，因而該技術(shù)已被逐漸淘汰。因此，探究合適的酸洗廢液的資源化處理方法具有十分重要的意義。
cleanox無(wú)硝酸酸洗工藝具有無(wú)環(huán)保、高效、節(jié)能等特點(diǎn)，能徹底去除廢氣中nox以及廢水中的no3-排放，從根源上斷絕氮污染，并減少酸回收過程中產(chǎn)生的二氧化碳。但在其處理過程中，其產(chǎn)生的氧化污泥顆粒極易溶于酸液中，使得出現(xiàn)管道、反應(yīng)池等構(gòu)筑物嚴(yán)重的結(jié)垢、堵塞等問題，運(yùn)行不順暢，最終造成酸及酸再生單元被破壞，影響酸洗效率和酸再生的運(yùn)行成本。在“一種不銹鋼無(wú)硝酸酸洗廢水處理工藝”（申請(qǐng)?zhí)枺?01610446812.8）以及“一種鋼鐵行業(yè)硫酸酸洗廢液的處理回收方法及其系統(tǒng)”（申請(qǐng)?zhí)枺?01610869341.1）中可以看出，兩種方法分別采用電化學(xué)結(jié)合沉淀劑處理工藝和雙極膜電滲析系統(tǒng)處理工藝成功地回收了較為純凈的酸洗液，但是兩種方法的處理工藝的預(yù)處理程序都較為繁瑣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
（1）要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)鋼鐵酸洗液回收能源消耗高，并且容易造成水污染，無(wú)法自動(dòng)規(guī)?；a(chǎn)的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鋼鐵混合酸洗廢液的回收系統(tǒng)和方法，該發(fā)明采用混酸沉淀單元、自動(dòng)循環(huán)控制處理單元和酸再生單元，使得污泥顆粒從酸液中分離后得到干凈的酸，并重新進(jìn)入酸洗單元，節(jié)約成本，提高了酸洗利用率和工作效率。
（2）技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了這樣一種鋼鐵混合酸洗廢液的回收系統(tǒng)，具體包括混酸沉淀單元、自動(dòng)循環(huán)控制處理單元和酸再生單元，所述的混酸沉淀單元由混酸酸洗槽、混酸沉淀罐和酸再生單元組成，所述的混酸酸洗槽下端出口連接所述的混酸沉淀罐上端進(jìn)口，中間以隔膜閥控制，所述的混酸沉淀罐下端側(cè)口所述的連接酸再生單元，所述的混酸沉淀罐下端底口連接所述的混酸循環(huán)罐，所述的混酸循環(huán)罐連接所述的混酸酸洗槽構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。
所述的兩個(gè)酸洗槽相互串聯(lián)連接組成，優(yōu)選兩個(gè)酸洗槽串聯(lián)連接組成，混酸沉淀罐與酸再生單元采用高度差方式連接。
所述的混酸沉淀罐與混酸循環(huán)罐的連接管道中還設(shè)有1-2個(gè)臥式循環(huán)泵用于回酸。
所述的氣動(dòng)隔膜泵側(cè)管連接一空氣壓縮口，氣動(dòng)隔膜泵進(jìn)管的管道變徑由65-50，出管的管道變徑由50-65。
根據(jù)上述的系統(tǒng)，本發(fā)明采用一種鋼鐵混合酸洗廢液的回收方法，其具體步驟如下：
a.注酸：打開混酸酸洗槽閥門，將混酸酸洗槽里的酸液通入到混酸沉淀罐中，流速控制在0.8-2.5m/s，混酸酸洗槽下方流向混酸沉淀罐中的管道公稱直徑為70-100mm，混酸沉淀罐罐壁上方的隔膜閥打開溢流，其他所有閥門呈關(guān)閉狀態(tài)。
b.注堿：待混酸沉淀罐中的酸液體積達(dá)到罐容積的70-80%時(shí)先通入0.5-1.2mol/l的雙氧水溶液，雙氧水溶液體積的占酸液體積的0.5-1%，然后注入3.5-5mol/l碳酸鈉和3-4.5mol/l氫氧化鈉的混合堿溶液調(diào)節(jié)ph，控制ph在2.3-3.5之間；
c.沉淀：待沉淀劑添加完畢后，開啟攪拌機(jī)攪拌3-5min，混酸沉淀罐中的酸液溫度維持在65-75℃，沉淀時(shí)間為200-400min，以保證懸濁液順利自然沉降，防止凝聚堵塞管道。
d.供酸：混酸沉淀罐和混酸循環(huán)罐高度差在3-6m之間，通過閥門控制混酸沉淀罐，以重力自流的方式供酸給酸再生緩沖罐，流速為0.8-3m/s。
e.排污：打開混酸沉淀罐下方的氣動(dòng)隔膜閥排污，污泥流速控制在0.1-0.5m/s。
f.回酸：排泥結(jié)束后，排泥閥門關(guān)閉，打開與混酸循環(huán)罐連接的氣動(dòng)隔膜泵起動(dòng)開始回酸，氣動(dòng)隔膜泵出口壓力維持在2-5×102kpa，流速為2-4m/s，混酸循環(huán)罐的溫度控制在60-70℃，時(shí)間到后回酸結(jié)束所有氣動(dòng)閥門和泵關(guān)閉，一個(gè)沉淀循環(huán)過程結(jié)束。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，步驟a中，所述的混酸酸洗槽里的酸液通入到所述的混酸沉淀罐中的流速為1.5-2m/s，所述的混酸沉淀罐罐壁上方的隔膜閥為氣動(dòng)隔膜閥，所述的混酸酸洗槽下方流向混酸沉淀罐中的管道公稱直徑為80mm。
a.作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，步驟b中，待混酸沉淀罐中的酸液體積達(dá)到罐容積的70%時(shí)先通入0.8-1.0mol/l的雙氧水溶液，雙氧水溶液體積的占酸液體積的0.7-0.9%，然后注入3.9-4.5mol/l碳酸鈉和3.5-4.0mol/l氫氧化鈉的混合堿溶液調(diào)節(jié)ph，控制ph在2.8-3.0之間。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，步驟c中，所述的混酸沉淀罐中的酸液溫度優(yōu)選70-72℃，沉淀時(shí)間優(yōu)選240-300min。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，步驟d，優(yōu)選流速為1.5-2m/s的重力自流的方式供酸給酸再生單元。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟e，污泥流速優(yōu)選0.2-0.3m/s。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟f，所述的氣動(dòng)隔膜泵出口壓力維持在3-4×102kpa，流速為2.5-3.5m/s，混酸循環(huán)罐的溫度控制在64-68℃。
（3）有益效果
本發(fā)明的有益效果：通過一系列自動(dòng)化控制、控制濃液沉淀時(shí)間，使酸液中的污泥顆粒通過一定時(shí)間自然沉淀，污泥顆粒從酸液中分離后得到一級(jí)品和二級(jí)品的回收酸液，并結(jié)合自動(dòng)循環(huán)控制處理單元讓酸洗液重新進(jìn)入酸洗程序。添加混合堿作為沉淀劑控制其ph，使酸液中的污泥顆粒通過一定時(shí)間自然沉淀為酸再生單元提供干凈的介質(zhì)，工藝方式簡(jiǎn)單且有效，保證酸再生單元的穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)約成本，降低酸濃液中的污泥顆粒含量，提高酸洗效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，減少工業(yè)垃圾，保護(hù)了環(huán)境。
附圖說明
圖1為混合酸洗廢液的回收系統(tǒng)工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例一
如圖1所示，本實(shí)施案例所涉及的系統(tǒng)具體包括混酸沉淀單元(a)和自動(dòng)循環(huán)控制處理單元(b)，所述的混酸沉淀單元(a)由混酸酸洗槽(7、8)、混酸沉淀罐(1、2)和酸再生單元(c)組成，所述的混酸酸洗槽(7、8)下端出口連接所述的混酸沉淀罐(1、2)上端進(jìn)口，中間以隔膜閥控制，所述的混酸沉淀罐(1、2)下端側(cè)口所述的連接酸再生單元(c)，所述的混酸沉淀罐(1、2)下端底口連接所述的混酸循環(huán)罐(5、6)，所述的混酸循環(huán)罐(5、6)連接所述的混酸酸洗槽(7、8)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。
所述的兩個(gè)混酸酸洗槽(7、8)相互串聯(lián)組成，所述的混酸沉淀罐(1、2)與酸再生單元(c)采用高度差方式連接，所述的混酸沉淀罐(1、2)與混酸循環(huán)罐(5、6)的連接管道中還設(shè)有2個(gè)臥式循環(huán)泵用于回酸，所述的氣動(dòng)隔膜泵(3、4)側(cè)管連接一空氣壓縮口，所述的氣動(dòng)隔膜泵(3、4)進(jìn)管的管道變徑由65-50mm，出管的管道變徑由50-65mm。
根據(jù)上述的系統(tǒng)，本發(fā)明采用一種鋼鐵混合酸洗廢液的回收方法，其具體步驟如下：
a.注酸：氣動(dòng)隔膜閥（9，10，11，12）打開注酸，酸液槽中的廢液通入沉淀罐（1）沉淀，混酸酸液槽（8）中的廢液通入沉淀罐（2）沉淀，氣動(dòng)隔膜閥（13，14，15，16）打開溢流，其他閥門全部關(guān)閉，注酸流速控制在1.5m/s，注酸時(shí)間為30min。
b.注堿：待混酸沉淀罐(1、2)中的酸液體積達(dá)到罐容積的70%時(shí)先通入0.8mol/l的雙氧水溶液，雙氧水溶液體積的占酸液體積的0.7%，然后注入3.9mol/l碳酸鈉和3.5mol/l氫氧化鈉的混合堿溶液調(diào)節(jié)ph，控制ph在2.8之間。
c.沉淀：待沉淀劑添加完畢后，開啟攪拌機(jī)攪拌3min，混酸沉淀罐(1、2)中的酸液溫度維持在70℃，沉淀時(shí)間為240min，沉淀靜置過程中所有閥門關(guān)閉。
d.供酸：沉淀工序完成后，先打開閥門（17）將沉淀好的酸提供給酸再生單元(c)進(jìn)行處理回用，混酸沉淀罐（1）供酸結(jié)束后混酸沉淀罐（2）開始供酸，閥門（18）打開將沉淀好的酸提供給酸再生單元(c)進(jìn)行處理回用，供酸流速為1.5m/s，供酸時(shí)間為120min，以重力自流的方式供酸給酸再生緩沖罐（26）。
e.排污：供酸結(jié)束后，閥門（18，17）關(guān)閉，閥門（20，22）打開開始排污泥，污泥流速控制在0.2m/s，排污時(shí)間為16s。
f.回酸：排泥結(jié)束后（20，22）關(guān)閉，閥門（19，24）打開，氣動(dòng)隔膜泵(3、4)氣動(dòng)開始回酸混酸循環(huán)罐（5），氣動(dòng)隔膜泵(3、4)出口壓力維持在3×102kpa，循環(huán)罐的溫度控制在64℃，回酸流速為2.5m/s，5min后關(guān)閉氣動(dòng)隔膜閥(19，24)，切換至混酸循環(huán)罐（6）回酸，開啟氣動(dòng)隔膜泵(3、4)，混酸循環(huán)罐（6）開始回酸，回酸流速為2.5m/s，5min后，所有氣動(dòng)閥門和泵關(guān)閉。
實(shí)施例二
如圖1所示，本實(shí)施案例所涉及的系統(tǒng)具體包括混酸沉淀單元(a)和自動(dòng)循環(huán)控制處理單元(b)，所述的混酸沉淀單元(a)由混酸酸洗槽(7、8)、混酸沉淀罐(1、2)和酸再生單元(c)組成，所述的混酸酸洗槽(7、8)下端出口連接所述的混酸沉淀罐(1、2)上端進(jìn)口，中間以隔膜閥控制，所述的混酸沉淀罐(1、2)下端側(cè)口所述的連接酸再生單元(c)，所述的混酸沉淀罐(1、2)下端底口連接所述的混酸循環(huán)罐(5、6)，所述的混酸循環(huán)罐(5、6)連接所述的混酸酸洗槽(7、8)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。
所述的兩個(gè)混酸酸洗槽(7、8)相互串聯(lián)組成，所述的混酸沉淀罐(1、2)與酸再生單元(c)采用高度差方式連接，所述的混酸沉淀罐(1、2)與混酸循環(huán)罐(5、6)的連接管道中還設(shè)有2個(gè)臥式循環(huán)泵用于回酸，所述的氣動(dòng)隔膜泵(3、4)側(cè)管連接一空氣壓縮口，所述的氣動(dòng)隔膜泵(3、4)進(jìn)管的管道變徑由65-50mm，出管的管道變徑由50-65mm。
根據(jù)上述的系統(tǒng)，本發(fā)明采用一種鋼鐵混合酸洗廢液的回收方法，其具體步驟如下：
a.注酸：氣動(dòng)隔膜閥（9，10，11，12）打開注酸，酸液槽中的廢液通入沉淀罐（1）沉淀，混酸酸液槽（8）中的廢液通入沉淀罐（2）沉淀，氣動(dòng)隔膜閥（13，14，15，16）打開溢流，其他閥門全部關(guān)閉，注酸流速控制在1.8m/s，注酸時(shí)間為20min。
b.注堿：待混酸沉淀罐(1、2)中的酸液體積達(dá)到罐容積的70%時(shí)先通入1.0mol/l的雙氧水溶液，雙氧水溶液體積的占酸液體積的0.9%，然后注入4.5mol/l碳酸鈉和4.0mol/l氫氧化鈉的混合堿溶液調(diào)節(jié)ph，控制ph在3.0之間。
c.沉淀：待沉淀劑添加完畢后，開啟攪拌機(jī)攪拌4min，混酸沉淀罐(1、2)中的酸液溫度維持在72℃，沉淀時(shí)間為200min，沉淀靜置過程中所有閥門關(guān)閉。
d.供酸：沉淀工序完成后，先打開閥門（17）將沉淀好的酸提供給酸再生單元(c)進(jìn)行處理回用，混酸沉淀罐（1）供酸結(jié)束后混酸沉淀罐（2）開始供酸，閥門（18）打開將沉淀好的酸提供給酸再生單元(c)進(jìn)行處理回用，供酸流速為2m/s，供酸時(shí)間為130min，以重力自流的方式供酸給酸再生緩沖罐（26）。
e.排污：供酸結(jié)束后，閥門（18，17）關(guān)閉，閥門（20，22）打開開始排污泥，污泥流速控制在0.3m/s，排污時(shí)間為14s。
f.回酸：排泥結(jié)束后（20，22）關(guān)閉，閥門（19，24）打開，氣動(dòng)隔膜泵(3、4)氣動(dòng)開始回酸混酸循環(huán)罐（5），氣動(dòng)隔膜泵(3、4)出口壓力維持在3×102kpa，循環(huán)罐的溫度控制在65℃，回酸流速為3m/s，5min后關(guān)閉氣動(dòng)隔膜閥(19，24)，切換至混酸循環(huán)罐（6）回酸，開啟氣動(dòng)隔膜泵(3、4)，混酸循環(huán)罐（6）開始回酸，回酸流速為3m/s，5min后，所有氣動(dòng)閥門和泵關(guān)閉。
實(shí)施例三
如圖1所示，本實(shí)施案例所涉及的系統(tǒng)具體包括混酸沉淀單元(a)和自動(dòng)循環(huán)控制處理單元(b)，所述的混酸沉淀單元(a)由混酸酸洗槽(7、8)、混酸沉淀罐(1、2)和酸再生單元(c)組成，所述的混酸酸洗槽(7、8)下端出口連接所述的混酸沉淀罐(1、2)上端進(jìn)口，中間以隔膜閥控制，所述的混酸沉淀罐(1、2)下端側(cè)口所述的連接酸再生單元(c)，所述的混酸沉淀罐(1、2)下端底口連接所述的混酸循環(huán)罐(5、6)，所述的混酸循環(huán)罐(5、6)連接所述的混酸酸洗槽(7、8)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。
所述的兩個(gè)混酸酸洗槽(7、8)相互串聯(lián)組成，所述的混酸沉淀罐(1、2)與酸再生單元(c)采用高度差方式連接，所述的混酸沉淀罐(1、2)與混酸循環(huán)罐(5、6)的連接管道中還設(shè)有2個(gè)臥式循環(huán)泵用于回酸，所述的氣動(dòng)隔膜泵(3、4)側(cè)管連接一空氣壓縮口，所述的氣動(dòng)隔膜泵(3、4)進(jìn)管的管道變徑由65-50mm，出管的管道變徑由50-65mm。
根據(jù)上述的系統(tǒng)，本發(fā)明采用一種鋼鐵混合酸洗廢液的回收方法，其具體步驟如下：
a.注酸：氣動(dòng)隔膜閥（9，10，11，12）打開注酸，酸液槽中的廢液通入沉淀罐（1）沉淀，混酸酸液槽（8）中的廢液通入沉淀罐（2）沉淀，氣動(dòng)隔膜閥（13，14，15，16）打開溢流，其他閥門全部關(guān)閉，注酸流速控制在2m/s，注酸時(shí)間為20min。
b.注堿：待混酸沉淀罐(1、2)中的酸液體積達(dá)到罐容積的70%時(shí)先通入0.9mol/l的雙氧水溶液，雙氧水溶液體積的占酸液體積的0.8%，然后注入4.0mol/l碳酸鈉和3.8mol/l氫氧化鈉的混合堿溶液調(diào)節(jié)ph，控制ph在2.9之間。
c.沉淀：待沉淀劑添加完畢后，開啟攪拌機(jī)攪拌4min，混酸沉淀罐(1、2)中的酸液溫度維持在60℃，沉淀時(shí)間為200min，沉淀靜置過程中所有閥門關(guān)閉。
d.供酸：沉淀工序完成后，先打開閥門（17）將沉淀好的酸提供給酸再生單元(c)進(jìn)行處理回用，混酸沉淀罐（1）供酸結(jié)束后混酸沉淀罐（2）開始供酸，閥門（18）打開將沉淀好的酸提供給酸再生單元(c)進(jìn)行處理回用，供酸流速為1.5m/s，供酸時(shí)間為120min，以重力自流的方式供酸給酸再生緩沖罐（26）。
e.排污：供酸結(jié)束后，閥門（18，17）關(guān)閉，閥門（20，22）打開開始排污泥，污泥流速控制在0.2m/s，排污時(shí)間為16s。
f.回酸：排泥結(jié)束后（20，22）關(guān)閉，閥門（19，24）打開，氣動(dòng)隔膜泵(3、4)氣動(dòng)開始回酸混酸循環(huán)罐（5），氣動(dòng)隔膜泵(3、4)出口壓力維持在3.5×102kpa，循環(huán)罐的溫度控制在68℃，回酸流速為3.5m/s，5min后關(guān)閉氣動(dòng)隔膜閥(19，24)，切換至混酸循環(huán)罐（6）回酸，開啟氣動(dòng)隔膜泵(3、4)，混酸循環(huán)罐（6）開始回酸，回酸流速為3.5m/s，5min后，所有氣動(dòng)閥門和泵關(guān)閉。
在本發(fā)明中，通過一系列自動(dòng)化控制、控制濃液沉淀時(shí)間、沉淀溫度等回收了純度較為優(yōu)良的酸液。實(shí)施例一中得到回收酸液一級(jí)品6m3、泥含量為0.46ml/l，二級(jí)品2m3，泥含量為1.12ml/l；實(shí)施例二中得到回收酸液一級(jí)品6.3m3、泥含量為0.43ml/l，二級(jí)品1.9m3，泥含量為1.02ml/l；實(shí)施例三中得到回收酸液一級(jí)品5.8m3、泥含量為0.46ml/l，二級(jí)品2.3m3，泥含量為1.15ml/l。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、改進(jìn)及替代，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。