專利名稱：廢磁懸液的經(jīng)濟型處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及在鋼管探傷過程中所使用的廢磁懸液的凈化技術(shù)，具體涉及一種廢磁懸液的經(jīng)濟型處理方法及其裝置。

背景技術(shù)：
在鋼管探傷中所使用的磁懸液，其主要成分是熒光粉和分散劑按一定比例混合而成，其中的熒光粉是以磁性鐵粉包覆一層熒光色素制成。廢磁懸液成分用水質(zhì)指標來表述主要是懸浮物、油份、化學(xué)需氧量、磷酸根等。實際探傷時，磁懸液一般均為多次使用，但生產(chǎn)中即使有時熒光色素已經(jīng)脫落仍不能更換磁懸液，而只是增加磁粉，導(dǎo)致工作表面都是磁粉，襯度變壞造成漏檢，因此，為了保證探傷質(zhì)量，必須及時更換磁懸液，這樣一來就會產(chǎn)生大量的廢磁懸液。
從寶鋼環(huán)境監(jiān)測站對廢磁懸液成份的某次分析數(shù)據(jù)看，pH 8.0、懸浮物2320mg/L、油份1530mg/L、化學(xué)需氧量14200mg/L、磷酸根126mg/L、氨氮85mg/L。如此高濃度的環(huán)境污染物，由于它的特殊性，長久以來找不到合適的處理工藝，所以只能限量排放。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，廢水治理的矛盾越來越突出，必須通過控制水質(zhì)以達到節(jié)約用水和保護環(huán)境的目的。因此，廢磁懸液需經(jīng)過處理達到一定要求后才能排放。
對于廢磁懸液的排放，國內(nèi)外這方面的研究很多，焦點是如何保證使懸浮物含量、油份、化學(xué)需氧量、磷酸根等關(guān)鍵控制指標達到要求。
目前，廢磁懸液的處理有兩種技術(shù) 1、第一種是結(jié)合現(xiàn)場濁循環(huán)系統(tǒng)，簡單的氧化鐵皮過濾技術(shù)。
其方法是將廢磁懸液直接排入氧化鐵皮坑中，經(jīng)過簡單氧化鐵皮過濾后直接回到濁循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)此方法處理的廢液，其磷酸根、油、有機物等去除率很小，直接回濁循環(huán)系統(tǒng)對濁循環(huán)系統(tǒng)的水質(zhì)造成了極大的負面影響，給生產(chǎn)帶來隱患，具有污染環(huán)境的風(fēng)險。此外，這種將廢磁懸液直接排入氧化鐵皮堆場，靠氧化鐵皮的簡單過濾來去除廢磁懸液中高濃度的各種雜質(zhì)的做法，由于其過濾后出水水質(zhì)仍然很差，使大量的油份、懸浮物等雜質(zhì)直接進入濁循環(huán)系統(tǒng)，這在很大程度上增加了濁循環(huán)系統(tǒng)的負荷，容易造成過濾器結(jié)板失效，存在很大隱患，因此只能限制廢磁懸液的排入量。
2、第二種是“吸附劑預(yù)膜過濾處理技術(shù)”。
見圖2，所述技術(shù)包括下述順序的工藝過程混凝，預(yù)膜，過濾及反沖洗。
該技術(shù)的特點是吸附劑預(yù)涂膜，類似于填充床過濾技術(shù)和超濾膜過濾技術(shù)。首先將吸附劑細粉預(yù)涂在濾元表面，然后再將污水通過預(yù)涂有吸附劑的濾元，使得污水得以凈化處理。隨著污水在濾元上的通過，濾元兩側(cè)的壓力差在不斷增加，當壓差增加到一定數(shù)值后，切斷污水，進行反沖洗，預(yù)涂在濾元上的吸附劑則會自動脫落。該技術(shù)最大的難點是精度過高，膜過濾技術(shù)對于進入的水質(zhì)有嚴格的要求，而廢磁懸液各類雜質(zhì)濃度都很高，必然造成過濾的過早失效，再生也很困難。用于實驗室尚可，無法長久連續(xù)地運用于大規(guī)模廢磁懸液的處理。
2002年寶鋼公司曾采取吸附劑預(yù)膜過濾技術(shù)(專利號CN1565996)對廢磁懸液處理做過實驗，但是這項工藝因用到實際中需要增加設(shè)備投資較大，而且日常維護、備件消耗等一系列運行費用也很高，再加上吸附劑材料不易購得等因素而未能得到推廣。
大型鋼管廠每年約有400噸的廢磁懸液需處理，因此，為了減少系統(tǒng)負擔，確保水處理系統(tǒng)廢水排放達標，必須盡快找到一種適合于企業(yè)現(xiàn)場運用，能大規(guī)模、低成本、處理好廢磁懸液的簡便方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、簡便易行、不受現(xiàn)場條件制約、批次處理量大的廢磁懸液的經(jīng)濟型處理方法及其裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，它包括下列步驟 1)污水流入將廢磁懸液注入反應(yīng)器； 2)除磷加入除磷劑，去除磷酸根，調(diào)節(jié)PH到10左右，使正磷≤1ppm； 3)混凝反應(yīng)加入具有除油、絮凝、凝聚作用的水處理藥劑，攪拌，使藥劑與水充分反應(yīng)； 4)沉淀分離停止攪拌，使混合液處于靜止狀態(tài)，沉淀，使油份、污泥和清水分離，清水在上面，油份和污泥沉積在反應(yīng)器底部； 5)分隔排放當上清液達到以下各指標正磷≤1ppm、油＜15ppm、懸浮物＜50ppm.、COD＜700PPm時，將清水排入到濁循環(huán)系統(tǒng)(即污水二級處理系統(tǒng))再處理后排放；油份和污泥從反應(yīng)器底部排入污泥地下儲罐。
上述方法中，除磷劑優(yōu)選CaO或Ca(OH)2，具有除油、絮凝、凝聚作用的水處理藥劑優(yōu)選N8100和ULTIMER7751，其添加量優(yōu)選100-150ppmN8100、50-100ppmULTIMER 7751，最優(yōu)選140ppmN8100、60ppmULTIMER 7751，且添加順序最好是先加N8100，再加ULTIMER7751。
一種廢磁懸液經(jīng)濟型處理裝置，它包括廢磁懸液儲存罐、反應(yīng)器和污泥地下儲罐，其中，反應(yīng)器與廢磁懸液儲存罐之間通過設(shè)有污水泵和閥門的管路連接，污泥地下儲罐與反應(yīng)器之間通過設(shè)有污泥泵和閥門的管路連接。
上述反應(yīng)器內(nèi)安裝有攪拌機。反應(yīng)器可設(shè)兩臺，一用一備。
本發(fā)明的構(gòu)思及原理如下 廢磁懸液的濃度一般都很高，要用單一處理方法將廢磁懸液處理到排放標準非常困難，所以本發(fā)明采用了類似污水處理的SBR(序批式活性污泥法)技術(shù)的工序順序。本發(fā)明不同的是將流入、反應(yīng)、沉淀、分隔排放都在同一容器中進行，即在單一處理器內(nèi)實現(xiàn)所有處理過程。其主要工藝為首先通過添加化學(xué)藥劑，使其與磷酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生磷酸鹽沉淀物，使大部分磷酸根得以去除；其次，選擇與磁懸液特性相符的ULTIMERTM產(chǎn)品，并且通過適當?shù)臄嚢?，降低油、懸浮物等濃度，通過破乳機理，使乳化油和溶解油從與水中分離出來得以去除，并且通過接觸絮凝、電性中和、吸附架橋等機理，使水中膠體、熒光粉等雜質(zhì)迅速脫穩(wěn)而集聚成礬花狀的絮體，在重力作用下沉淀。水中的磷酸根、油份和膠體等雜質(zhì)得到去除后，化學(xué)需氧量也同時降低。在混凝反應(yīng)中應(yīng)用了接觸絮凝技術(shù)，加強混凝效果。處理后的清水水質(zhì)達到一般傳統(tǒng)的污水二級處理進水水質(zhì)的要求；清水與污水二級處理系統(tǒng)的廢水混合一塊進行再處理后，排放水達到環(huán)保要求(正磷≤1ppm、油＜5ppm、懸浮物＜50ppm、COD＜100PPm.)。
本發(fā)明的方法雖然與用于污水處理的通常的SBR技術(shù)的部分工序相似，但在原理上卻完全區(qū)別于SBR的生化處理方法。如果該廢磁懸液廢水用SBR技術(shù)來處理，則首先要考慮微生物的營養(yǎng)源碳氮磷的配比(100∶5∶1)。SBR屬于好氧生化處理技術(shù)，首先要采用前期預(yù)處理將化學(xué)需氧量降到2000mg/L以下，并且生化需氧量和化學(xué)需氧量之比在0.2～0.45內(nèi)才能直接用SBR處理。廢磁懸液水質(zhì)的化學(xué)需氧量為14200mg/L，很明顯該水質(zhì)的營養(yǎng)元素不滿足微生物生長的需要。如果要用SBR處理該廢磁懸液，則需要上前期預(yù)處理設(shè)備，而且需要往水中投加營養(yǎng)元素，使微生物生長需要的碳氮磷比例為100∶5∶1左右。另外，還要增加氣源，增設(shè)一套曝氣裝置，為微生物生長提供氧氣。因此，無論從投資角度、占地面積，還是運行管理方面來看，都不適合用SBR技術(shù)的常規(guī)工藝來處理廢磁懸液。
本發(fā)明的原理是采用物理化學(xué)方法來處理污水，不用培養(yǎng)微生物，因此跟SBR的生化技術(shù)相比占地面積更小，技術(shù)實施的條件更為簡單，不僅具有經(jīng)濟型，而且易操作，運行管理更為方便。本發(fā)明采用的物化處理方法，是在一個處理器中通過工段和工藝參數(shù)的調(diào)整來實現(xiàn)各種雜質(zhì)和水的分離。并且，針對廢磁懸液的特性，在處理方法上結(jié)合使用了專有的ULTIMERTM產(chǎn)品方案來實現(xiàn)各種雜質(zhì)和水的分離。該ULTIMERTM產(chǎn)品區(qū)別于單一的凝聚劑、絮凝劑產(chǎn)品，在絮凝過程中以成鍵方式和架橋作用于懸浮物表面，膠體滴定通常檢測不到殘留高分子，其既可用作凝聚劑，又可用作絮凝劑，并使得操作簡單、費用降低。
見圖3，本發(fā)明的工藝流程包括由下述順序的工序 污水流入，除磷(形成磷酸鹽沉淀)，混凝反應(yīng)沉淀分離，分隔排放，及清水回濁循環(huán)系統(tǒng)再處理后排放。
以上各工序的功能闡述如下 1、污水流入污水先注入反應(yīng)器，注滿后再進行反應(yīng)，從這個意義上來說，反應(yīng)器起到調(diào)節(jié)池的作用，因此，反應(yīng)器對水質(zhì)、水量的變動有一定的抗沖擊性。
2、除磷加入除磷劑，攪拌反應(yīng)，形成磷酸鹽沉淀。加入除磷劑后，一方面去除磷酸根，另一方面為下一道工序接觸絮凝反應(yīng)做好準備。
3、混凝反應(yīng)這是本發(fā)明的最主要的一道工序。經(jīng)過生成磷酸鹽沉淀后，反應(yīng)器中形成一定的懸浮泥渣層，這時打開加藥泵注入一定濃度具有除油、絮凝、凝聚作用的水處理藥劑，同時啟動攪拌機，使藥劑與水充分反應(yīng)，以達到水與雜質(zhì)的分離。攪拌有利于水中的微絮凝顆粒與泥渣進行接觸絮凝，加強混凝反應(yīng)效果，攪拌時間按混凝效果而定。
4、沉淀分離停止攪拌，使混合液處于靜止狀態(tài)，沉淀時間一般大于1小時。油份、污泥和清水分離，清水在上面，油份和污泥沉積在反應(yīng)器底部。(如果處理完后，油份飄浮在上清液上面，對于油份的處理則另需安裝一套撇油裝置，成本及操作工時間將大大增加)。ULTIMERTM與凝聚劑配合使用解決這一問題，使油份與污泥一起沉積于反應(yīng)器底部，排入污泥地下儲罐，從而降低了成本及操作時間。
5、分隔排放清水從反應(yīng)器中下部排入污水二級處理系統(tǒng)再處理后排放；待清水排完后，油份和污泥從反應(yīng)器底部排入污泥地下儲罐。
本發(fā)明的有益效果如下 采用本發(fā)明的方法處理的水質(zhì)滿足濁循環(huán)系統(tǒng)進水水質(zhì)要求，可以通過濁循環(huán)處理達標后排放。同時，本發(fā)明具有降低投資成本、批次處理量大、適合于現(xiàn)場運用、操作簡單、操作維護方便等優(yōu)點，不僅滿足了生產(chǎn)的需求，也滿足了環(huán)保的需要。



圖1是本發(fā)明廢磁懸液的經(jīng)濟型處理工藝流程及裝置圖。圖2是以往吸附劑預(yù)膜過濾處理技術(shù)的工藝流程圖。圖3是本發(fā)明廢磁懸液的經(jīng)濟型處理工藝流程圖。圖4是實施例1的工藝流程圖。

具體實施例方式 下面結(jié)合附圖和實施例及實驗例、應(yīng)用試驗例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例 如圖1所示，本發(fā)明廢磁懸液的經(jīng)濟型處理裝置包括一個廢磁懸液儲存罐1(容積10m3)，即用來儲存廢磁懸液原液；兩個反應(yīng)器2(容積10m3，一用一備)，與廢磁懸液儲存罐之間通過設(shè)有污水泵4和閥門5的管路連接；兩臺攪拌機6，分別安裝在反應(yīng)器內(nèi)；一污泥地下儲罐3，用于儲存處理后廢渣，與反應(yīng)器底部通過設(shè)有閥門8的管路連接，與反應(yīng)器頂部通過設(shè)有污泥泵7和閥門9的管路連接。
該裝置的運行操作流程見圖4。
現(xiàn)將各工序的功能闡述如下 1、污水流入待污水貯滿廢磁懸液儲存罐后，啟動污水泵打入反應(yīng)器。
2、加入除磷劑生石灰(CaO) 加入生石灰后發(fā)生如下反應(yīng)CaO+H2O→Ca(OH)2 3Ca2++2PO43-＝Ca3(PO4)2↓ 加入生石灰同時攪拌，生成Ca3(PO4)2沉淀，一方面去除磷酸根，另一方面為下一道工序接觸絮凝反應(yīng)做好準備。通過控制除磷劑的加入量，調(diào)節(jié)PH到10左右，以使除磷后的正磷值小于等于1ppm。
3、混凝反應(yīng)經(jīng)過生成磷酸鈣沉淀后，反應(yīng)器中形成一定的懸浮泥渣層，這時打開加藥泵注入一定濃度具有除油、絮凝、凝聚作用的水處理藥劑，同時啟動漿板式攪拌機進行攪拌反應(yīng)，使水中各雜質(zhì)凝聚，形成絮狀礬花，并不斷沉降。攪拌有利于水中的微絮凝顆粒與泥渣進行接觸絮凝，加強混凝反應(yīng)效果。攪拌時間為15分鐘左右。
4、沉淀分離停止攪拌，使混合液處于靜止狀態(tài)，沉淀時間約為2小時。油份、污泥和清水分離，清水在上面，油份和污泥沉積在反應(yīng)器底部。
5、分隔排放當上清液達到以下各指標正磷≤1ppm、油＜15ppm、懸浮物＜50ppm.、COD＜700PPm，清水從反應(yīng)器中下部出來(圖中A所示)排入鋼管無縫濁循環(huán)系統(tǒng)回用(利用濁循環(huán)系統(tǒng)對COD處理的潛力，使再處理后的水質(zhì)達到國家環(huán)保要求的排放標準正磷＜1ppm、油＜5ppm、懸浮物＜50ppm、COD＜100ppm)，待清水排完后，油份和污泥排入污泥地下儲罐3。
說明若污泥地下儲罐含水率較大，則可以通過污泥泵7打入反應(yīng)器再處理；若清水水質(zhì)不合格(圖中B所示)，則排入廢磁懸液儲存罐，再次處理，直到合格。
實驗例 為了選擇出效果最好的水處理藥劑，本發(fā)明選用美國納爾科(Nalco)公司生產(chǎn)的水處理藥劑N3683、N3457、N7768、N8100和ULTIMER 7751，對廢磁液進行了一系列實驗室瓶杯試驗(Jar Test)，結(jié)果如下 (水樣廢磁懸液；水樣體積1000ml) 試驗一
備注①②③為加藥順序。
試驗二
備注①②③為加藥順序。
試驗三
備注①②③為加藥順序。
從以上試驗結(jié)果對比可看出，先投加0.2％Ca(OH)2，再投加100-150ppmN8100，而后投加50-100ppmULTIMER 7751方案的水處理效果最好。且該方案藥劑用量及費用低于8元/噸，具有很大的經(jīng)濟性及可操作性。
因此，選用以下最佳方案進行現(xiàn)場應(yīng)用試驗 應(yīng)用試驗例 采用圖1所示實施例的工藝流程及裝置處理廢磁懸液，藥劑投加方案選用先加0.2％Ca(OH)2攪拌反應(yīng)除磷，再加140ppmN8100攪拌反應(yīng)除油，而后加60ppmULTIMER 7751攪拌進行絮凝反應(yīng)。
廢磁懸液經(jīng)過上述處理后，清水水質(zhì)達到如下標準 從上表可看出，廢磁懸液經(jīng)處理后水質(zhì)得到很大改善，首先是濁度明顯下降，說明系統(tǒng)中的懸浮物濃度大幅度降低；其次，正磷濃度從126ppm下降到≤1ppm，下降了100倍；含油量從1530ppm下降至＜15ppm，也下降了100倍。該處理后的水質(zhì)滿足濁循環(huán)系統(tǒng)進水水質(zhì)要求，可以通過濁循環(huán)處理達標后排放。
以下是針對不同雜質(zhì)含量的廢磁懸液，采用本發(fā)明的方法及裝置處理后能達到的清水質(zhì)量 多次應(yīng)用試驗結(jié)果表明，本發(fā)明按照上述方法采用Ca(OH)2、N8100、ULTIMER 7751三種藥劑選擇不同濃度的配比進行配合處理，可以使磁懸液水質(zhì)在目前基礎(chǔ)上得到很大改善，濁度明顯下降，懸浮物、COD濃度大幅度降低，正磷濃度、含油量可幾十倍、成百倍地下降。該處理后的水質(zhì)可達到正磷≤1ppm、油＜15ppm、懸浮物＜50ppm.、COD＜700PPm，滿足濁循環(huán)系統(tǒng)進水水質(zhì)要求，可以通過濁循環(huán)處理達標(正磷＜1ppm、油＜5ppm、懸浮物＜50ppm、COD＜100PPm.)后排放。
同時，從圖1所示工藝及裝置可看出，本發(fā)明具有投資成本低(流入、反應(yīng)、沉淀、分隔排放各工序都在同一反應(yīng)器中進行，節(jié)省了設(shè)施和場地，且藥劑用量及費用低)、批次處理量大(每批次可處理10噸)、操作簡單、操作維護方便等優(yōu)點，不僅滿足了生產(chǎn)的需求，也滿足了環(huán)保的需要，而且經(jīng)濟實用。
權(quán)利要求
1.一種廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，其特征在于，它包括下列步驟
1)污水流入將廢磁懸液注入反應(yīng)器；
2)除磷加入除磷劑，去除磷酸根，調(diào)節(jié)PH到10左右，使正磷≤1ppm；
3)混凝反應(yīng)加入具有除油、絮凝、凝聚作用的水處理藥劑，攪拌，使藥劑與水充分反應(yīng)；
4)沉淀分離停止攪拌，使混合液處于靜止狀態(tài)，沉淀，使油份、污泥和清水分離，清水在上面，油份和污泥沉積在反應(yīng)器底部；
5)分隔排放當上清液達到以下各指標正磷≤1ppm、油＜15ppm、懸浮物＜50ppm.、COD＜700PPm時，將清水排入到濁循環(huán)系統(tǒng)再處理后排放，油份和污泥從反應(yīng)器底部排入污泥地下儲罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，其特征在于，所述具有除油、絮凝、凝聚作用的水處理藥劑優(yōu)選N8100和ULTIMER7751。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，其特征在于，所述水處理藥劑N8100的添加量為100-150ppm，ULTIMER 7751的添加量為50-100ppm。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，其特征在于，所述水處理藥劑N8100的添加量為140ppm，ULTIMER 7751的添加量為60ppm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，其特征在于，所述水處理藥劑的加入方式為先加N8100，再加ULTIMER 7751。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，其特征在于，所述除磷劑是CaO或Ca(OH)2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法，其特征在于，所述除磷劑是CaO或Ca(OH)2。
8.一種采用如權(quán)利要求1-7所述方法的廢磁懸液經(jīng)濟型處理裝置，其特征在于，它包括廢磁懸液儲存罐、反應(yīng)器和污泥地下儲罐，其中，反應(yīng)器與廢磁懸液儲存罐之間通過設(shè)有污水泵和閥門的管路連接，污泥地下儲罐與反應(yīng)器之間通過設(shè)有污泥泵和閥門的管路連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器設(shè)有兩臺，一用一備。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的廢磁懸液經(jīng)濟型處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)安裝有攪拌機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢磁懸液經(jīng)濟型處理方法及其裝置。該方法包括1)污水流入；2)加入除磷劑，去除磷酸根，調(diào)節(jié)pH到10左右；3)加入具有除油、絮凝、凝聚作用的水處理藥劑(優(yōu)選ULTIMER7751)，攪拌使藥劑與水進行混凝反應(yīng)；4)沉淀分離使油份、污泥和清水分離；5)分隔排放將達標后的清水排入到濁循環(huán)系統(tǒng)再處理后排放；油份和污泥從反應(yīng)器底部排入污泥地下儲罐。該裝置包括廢磁懸液儲存罐、反應(yīng)器和污泥地下儲罐，反應(yīng)器與廢磁懸液儲存罐之間，反應(yīng)器與污泥地下儲罐之間，均通過設(shè)有泵和閥門的管路連接。本發(fā)明具有投資成本低、簡便易行、不受現(xiàn)場條件制約、批次處理量大等優(yōu)點。
文檔編號C02F9/04GK101168464SQ20061011744
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者陳志浩, 張永亮 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司