一种废水处理方法与流程

1.本发明涉及工业废水处理的技术领域，具体而言，涉及一种废水处理方法。


背景技术：

2.铝型材是目前比较常见的一种材料，具有较好的抗腐蚀性、导电性、导热性、可加工性、可成形性和回收性等优点，广泛应用于航空、建筑、电力、汽车、医用等领域。
3.在铝型材加工过程中，一般均需要对铝型材进行表面处理，其中，碱洗和酸洗是表面处理中常规的处理工序，其中，酸性废水在含水量和含酸量方面比碱性废水含碱量和含水量大，产生的酸性废水和碱性废水需要经过一定的处理，防止污染环境。
4.为消除酸性废水和碱性废水对环境的污染，现有技术中，通常采用将酸性废水和碱性废水混合,加入絮凝剂和助凝剂，用外购的液碱调节酸性废水和碱性废水混合液的ph值使其达标，过滤分离出清水排放，滤渣外委处理。具体地，每吨型材大约需要消耗40kg硫酸，5万吨型材厂每年消耗2000吨硫酸，需要5000吨液碱调节ph值，产生6000吨滤渣，外排水中含硫酸钠3000吨。现有技术还存在如下技术问题：酸性废水和碱性废水调节ph用碱量大，产生滤渣多，外排水含盐量高。


技术实现要素：

5.本发明提供一种废水处理方法，用于解决现有技术中存在的酸性废水和碱性废水调节ph用碱量大，产生滤渣多，外排水含盐量高的技术问题。
6.一种废水处理方法，用于回收处理铝型材表面处理产生的废水，所述废水包括碱性废水和酸性废水，所述碱性废水的主要溶质由铝酸钠和氢氧化钠组成，所述酸性废水包括第一酸性废水和第二酸性废水，所述第一酸性废水和第二酸性废水的主要溶质由硫酸和硫酸铝组成；第一酸性废水和第二酸性废水的区别在于：所述第一酸性废水的浓度高于所述第二酸性废水的浓度。
7.所述酸性废水和所述碱性废水的回收处理方法包括以下步骤：
8.步骤s100，于所述碱性废水中通入二氧化碳，所述铝酸钠与所述二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀物和碳酸钠溶液，或氢氧化铝沉淀物和碳酸氢钠溶液，或氢氧化铝沉淀物、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，所述氢氧化钠与所述二氧化碳反应生成碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液；
9.步骤s200，将步骤s100中反应生成的氢氧化铝沉淀物加入所述第一酸性废水中，所述硫酸与所述氢氧化铝沉淀物反应生成硫酸铝溶液；
10.将步骤s100中反应生成的所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液加入所述第二酸性废水中，所述硫酸与所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液反应生成硫酸钠溶液，所述硫酸铝与所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液反应生成硫酸钠溶液和氢氧化铝沉淀物。
11.本发明通过先对碱性废水处理，将碱性废水处理得到的生成物用于酸性废水处理，节约了酸性废水ph调节用液碱的量，节约成本；另一方面，未引入外购液碱，酸性废水处
理后的硫酸钠的含量降低；此外，不需要添加絮凝剂和助凝剂，不产生废渣，同样节约废水处理成本。
12.进一步地，所述第一酸性废水包括脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水，所述第二酸性废水包括氧化槽水洗水；
13.将步骤s100中反应生成的氢氧化铝沉淀物加入所述第一酸性废水中之前，还包括以下步骤：对所述脱脂槽水洗水、所述中和槽水洗水和所述酸回收废酸水按预设比例混合。
14.本发明，将脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水三者按预设比例混合，防止造成废水处理过程中水不平衡。
15.进一步地，所述预设比例的计算公式为k＝k1:k2:k3,其中，k1＝所述脱脂槽水洗水的单位时间产生量：k2＝所述中和槽水洗水的单位时间产生量：k3＝所述酸回收废酸水的单位时间产生量。
16.进一步地，步骤s100还包括：检测所述碱性废水的ph值，若所述碱性废水的ph值小于等于第一预设ph值时，反应结束，停止通入所述二氧化碳。
17.本发明通过检测碱性废水的ph值，并限定碱性废水的ph值满足一定条件，保证碱性废水与二氧化碳反应充分。
18.进一步地，步骤s200还包括，检测所述第一酸性废水的ph值，若所述第一酸性废水的ph值大于等于第二预设ph值时，反应结束，对反应后的所述第一酸性废水进行浓缩，回收固态或液态的硫酸铝。
19.本发明通过检测第一酸性废水的ph值，并限定第一酸性废水的ph值满足一定的条件，保证第一酸性废水与氢氧化铝反应充分。
20.进一步地，步骤s200还包括：检测所述第二酸性废水的ph值，若所述第二酸性废水的ph值介于第三预设ph值时反应结束，对反应后的所述第二酸性废水进行过滤，得到氢氧化铝。
21.本发明通过检测第二酸性废水的ph值，并限定所述第二酸性废水的ph满足一定的条件，保证第二酸性废水与碳酸钠和/或碳酸氢钠反应充分。
22.进一步地，所述第一预设ph值的取值范围为7-8；
23.和/或，所述第二预设ph值的取值范围为1-3.5；
24.和/或，所述预设ph阈值区间的取值范围为6-9。
25.进一步地，所述第二预设ph值的取值范围为1.5-2.0；和/或，所述预设ph阈值区间的取值范围为6.5-7.5。
26.进一步地，所述废水还包括含镍废水，所述含镍废水的主要溶质由醋酸镍和硫酸镍组成；
27.所述含镍废水的回收处理方法包括以下步骤：
28.步骤s100’，对所述含镍废水进行浓缩，分别得到浓水和淡水；
29.步骤s200’，于步骤s100’中的所述浓水中加入步骤s100中反应生成的所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液，所述醋酸镍和所述硫酸镍分别与所述碳酸钠溶液和/或所述碳酸氢钠溶液反应生成碳酸镍沉淀物、硫酸钠溶液和醋酸钠溶液。
30.本发明通过对含镍废水进行浓缩，得到的浓水中加入对碱性废水处理得到的碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液，得到碳酸镍沉淀物、硫酸钠溶液和醋酸钠溶液；此外，含镍废水
的处理不需要加絮凝剂和助凝剂，节约废水处理的成本。
31.进一步地，步骤200’还包括：检测所述浓水的ph值，若所述浓水的ph值大于第三预设ph值时，对反应后的所述浓水静置第一预设时间后过滤，得到所述碳酸镍。
32.本发明通过限定浓水静置的时间，使含镍废水充分反应，使镍离子全部转化为碳酸镍沉淀物。
33.进一步地，所述第三预设ph值的取值范围为10-12，和/或，所述第一预设时间的取值范围为5h-7h。
附图说明
34.图1为本发明实施例提供的废水处理方法的第一工艺方框图；
35.图2为本发明实施例提供的废水处理方法的第二工艺方框图；
具体实施方式
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图1-2对本发明的具体实施例做详细的说明。
37.本发明实施例提供一种废水处理方法，用于回收处理铝型材表面处理产生的废水，废水包括碱性废水和酸性废水，碱性废水的主要溶质由铝酸钠和氢氧化钠组成，第一酸性废水和第二酸性废水的主要溶质由硫酸和硫酸铝组成；第一酸性废水和第二酸性废水的区别在于：第一酸性废水的浓度高于第二酸性废水。
38.参见附图1，酸性废水和碱性废水的回收处理方法包括以下步骤：
39.步骤s100，于碱性废水中通入二氧化碳，铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀物和碳酸钠溶液，或氢氧化铝沉淀物和碳酸氢钠溶液，或氢氧化铝沉淀物、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液；
40.步骤s200，将步骤s100中反应生成的氢氧化铝沉淀物加入第一酸性废水中，硫酸与氢氧化铝沉淀物反应生成硫酸铝溶液；
41.将步骤s100中反应生成的碳酸钠和/或碳酸氢钠溶液加入第二酸性废水中，硫酸与碳酸钠和/或碳酸氢钠溶液反应生成硫酸钠溶液，硫酸铝与碳酸钠和/或碳酸氢钠溶液反应生成硫酸钠溶液和氢氧化铝沉淀物。
42.需要说明的是，本发明实施例中，碱性废水是对铝型材表面处理碱蚀槽的1、2道水洗水和模具碱洗废水，碱蚀槽1、2水洗水中碱的浓度介于38g/l-45g/l之间，铝离子的浓度介于1.14g/l-1.3g/l之间。模具碱洗废水中碱的浓度介于150g/l-200g/l，铝离子浓度80g/l-120g/l，波美度介于1.3-1.4。
43.本发明实施例，先对碱性废水通入二氧化碳进行处理，碱性废水与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀物、碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液，经固液分离，得到氢氧化铝、碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液。碱性废水反应得到的氢氧化铝与第一酸性废水反应，控制反应之后的第一酸性废水的ph值满足一定条件时结束，得到硫酸铝溶液；碱性废水反应得到的碳酸钠和/或碳酸氢钠溶液与第二酸性废水混合，通过调整混合比例控制ph值满足一定条件时，反应生成的硫酸钠溶液和氢氧化铝经固液分离，回收氢氧化铝循环使用，含硫酸钠的水外排；本发明实施例相对于现有技术，一方面，采用二氧化碳将碱性废水中的铝转化成活性
氢氧化铝，将碱性废水中的钠转化成碳酸钠/或碳酸氢钠或碳酸钠和碳酸氢钠的混合液。再经固液分离，将氢氧化铝与碳酸钠、碳酸氢钠、或碳酸氢钠和碳酸氢钠的混合液分离。氢氧化铝用于对酸性废水处理不需要外购碱，节约了酸性废水ph调节用碱的量，节约成本；未引入外购碱，酸性废水的反应生成的硫酸钠的含量降低；此外，不需要添加絮凝剂、助凝剂，不产生废渣，同样节约废水处理成本。
44.优选地，在一种具体的实施方式中，在步骤s100之前还包括：将碱性废水和酸性废水分别收集。
45.本发明实施例中，第一酸性废水包括脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水，第二酸性废水包括氧化槽水洗水；脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水可以分别处理或混合处理。
46.本发明实施例中，将步骤s100中反应生成的氢氧化铝沉淀物加入第一酸性废水中之前，还包括以下步骤：对脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水按预设比例混合。
47.需要说明的是，本实施例中，脱脂槽水洗水中硫酸的浓度17g/l-20g/l，铝离子的浓度1.5-2g/l；中和槽水洗水中硫酸的浓度35g/l-40g/l，铝离子的浓度0.5g/l-0.8g/l；酸回收废水中硫酸的浓度160g/l-200g/l，铝离子的浓度14g/l-18g/l；氧化槽水洗水中硫酸的浓度2g/l-3g/l，铝离子的浓度0.15g/l。
48.需要说明的是，由于脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水单位时间内的产水量不同，因此，本发明实施例，将脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水三者按预设比例混合，防止造成处理过程水不平衡。
49.本发明实施例中，预设比例的计算公式为k＝k1:k2:k3,其中，k1＝脱脂槽水洗水的单位时间产生量：k2＝中和槽水洗水的单位时间产生量：k3＝酸回收废酸水的单位时间产生量。
50.本发明实施例，步骤s100还包括：通入二氧化碳时检测碱性废水的ph值，若碱性废水的ph值小于等于第一预设ph值时，反应结束，停止通入二氧化碳。
51.本发明实施例通过检测碱性废水的ph值，并限定碱性废水的ph值满足一定条件，保证碱性废水与二氧化碳反应充分。
52.本发明实施例，第一预设ph值的取值范围介于7-8之间，优选的，第一预设ph值的取值为7.5。
53.本发明实施例，步骤s200还包括，检测第一酸性废水的ph值，若第一酸性废水的ph值大于等于第二预设ph值时，反应结束，对反应后的第一酸性废水进行浓缩，回收固态或液态的硫酸铝。
54.需要说明的是，硫酸铝满足国家标准gb31060-2014ⅰ类，硫酸铝经市场出售。
55.本发明实施例通过检测第一酸性废水的ph值，并限定第一酸性废水的ph值满足一定的条件，保证第一酸性废水与氢氧化铝反应充分。
56.本发明实施例，第二预设ph值的取值范围介于1-3.5之间，优选地，第二预设ph值的取值范围介于1.5-2.0之间，更优地，第二预设ph值的取值为1.8。
57.本发明实施例，步骤s200还包括：检测第二酸性废水的ph值，若第二酸性废水的ph值介于预设ph阈值区间时，反应结束，对反应后的第二酸性废水进行过滤，分离得到氢氧化铝。
58.需要说明的是，对反应之后的第二酸性废水过滤，得到硫酸钠溶液，排放或回用；对反应之后的第二酸性废水进行过滤，分离得到的氢氧化铝，与碱性废水分离出的氢氧化铝混合使用。
59.本发明实施例通过检测第二酸性废水的ph值，并限定第二酸性废水的ph满足一定的条件，保证第二酸性废水与碳酸钠和/或碳酸氢钠反应充分。
60.本发明实施例，预设ph阈值区间的取值范围介于6-9之间，优选地，预设ph阈值区间的取值范围介于6.5-7.5之间，更优地，第二酸性废水的ph值为7。
61.本发明实施例，对反应后的第一酸性废水进行浓缩的方法包括：电渗析、膜、蒸发方法中的一种或多种。
62.本发明实施例，步骤s200中，反应后的第二酸性废水经过滤之后排放或回收利用。
63.本发明实施例，废水还包括含镍废水，含镍废水的主要溶质由醋酸镍和硫酸镍组成；
64.参见附图2，含镍废水的回收处理方法包括以下步骤：
65.步骤s100’，对含镍废水进行浓缩，分别得到浓水和淡水；
66.步骤s200’，于步骤s100’中的浓水中加入步骤s100中反应生成的碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液，醋酸镍和硫酸镍分别与碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液反应生成碳酸镍沉淀物、硫酸钠溶液和醋酸钠溶液。
67.需要说明的是，本发明实施例，含镍废水包括对型材表面处理封孔水洗槽的水洗废水，封孔槽的水洗废水中镍离子的密度为80-100mg/l，封孔槽的水洗废水的电导率800-1000us/cm，封孔槽的水洗废水的ph值介于5-6之间，封孔槽的水洗废水经浓缩得到的浓水的电导率≥30000us/cm，淡水的电导率≤100us/cm。
68.需要说明的是，对含镍废水浓缩，得到的淡水进入车间循环使用，节约资源，淡水的回用率≥96.5％。
69.现有技术中，含镍废水用碱调节ph值加入紫凝剂、助凝剂、重捕剂等助剂后过滤分离出清水达标外排，含镍废水处理后外排水含镍离子，受当地排放镍总量的限制，污染环境。
70.本发明实施例通过对含镍废水进行浓缩，得到的浓水中加入对碱性废水处理得到的碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液，得到碳酸镍沉淀物、硫酸钠溶液和醋酸钠溶液；此外，含镍废水的处理不需要加絮凝剂和助凝剂，节约废水处理的成本。
71.优选地，本发明实施例，对含镍废水单独收集。
72.本发明实施例，步骤200’还包括：检测浓水的ph值，若浓水的ph值大于第三预设ph值时反应结束，对反应后的浓水静置第一预设时间后过滤，得到碳酸镍。
73.需要说明的是，碳酸镍返回封孔剂厂循环使用。
74.本发明实施例，通过限定浓水的ph值以及浓水的静置时间，使含镍废水与碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液充分反应。
75.本发明实施例，第三预设ph值的取值范围为10-12，优选地，第三预设ph值的取值为11。
76.本发明实施例，第一预设时间的取值范围为5h-7h，优选地，第一预设时间的取值为6h。
77.本发明实施例通过限定浓水静置的时间，使含镍废水充分反应，使镍离子全部转化为碳酸镍沉淀物。
78.需要说明的是，酸性废水、第一酸性废水和/或第二酸性废水含悬浮物。
79.本发明实施例，在步骤s100之间，还可以对酸性废水、第一酸性废水和/或第二酸性废水进行初过滤。
80.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种废水处理方法，其特征在于，用于回收处理铝型材表面处理产生的废水，所述废水包括碱性废水和酸性废水，所述碱性废水的主要溶质由铝酸钠和氢氧化钠组成，所述酸性废水包括第一酸性废水和第二酸性废水，所述第一酸性废水和第二酸性废水的主要溶质均由硫酸和硫酸铝组成；其中，所述第一酸性废水和所述第二酸性废水的区别在于：所述第一酸性废水的浓度高于所述第二酸性废水的浓度；所述酸性废水和所述碱性废水的回收处理方法包括以下步骤：步骤s100，于所述碱性废水中通入二氧化碳，所述铝酸钠与所述二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀物和碳酸钠溶液，或氢氧化铝沉淀物和碳酸氢钠溶液，或氢氧化铝沉淀物、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，所述氢氧化钠与所述二氧化碳反应生成碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液；步骤s200，将步骤s100中反应生成的氢氧化铝沉淀物加入所述第一酸性废水中，所述硫酸与所述氢氧化铝沉淀物反应生成硫酸铝溶液；将步骤s100中反应生成的所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液加入所述第二酸性废水中，所述硫酸与所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液反应生成硫酸钠溶液，所述硫酸铝与所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液反应生成硫酸钠溶液和氢氧化铝沉淀物。2.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述第一酸性废水包括脱脂槽水洗水、中和槽水洗水和酸回收废酸水，所述第二酸性废水包括氧化槽水洗水；将步骤s100中反应生成的氢氧化铝沉淀物加入所述第一酸性废水中之前，还包括以下步骤：对所述脱脂槽水洗水、所述中和槽水洗水和所述酸回收废酸水按预设比例混合。3.根据权利要求2所述的废水处理方法，其特征在于，所述预设比例的计算公式为k＝k1:k2:k3,其中，k1＝所述脱脂槽水洗水的单位时间产生量：k2＝所述中和槽水洗水的单位时间产生量：k3＝所述酸回收废酸水的单位时间产生量。4.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤s100还包括：检测所述碱性废水的ph值，若所述碱性废水的ph值小于等于第一预设ph值时，反应结束，停止通入所述二氧化碳。5.根据权利要求4所述的废水处理方法，其特征在于，步骤s200还包括，检测所述第一酸性废水的ph值，若所述第一酸性废水的ph值大于等于第二预设ph值时，反应结束，对反应后的所述第一酸性废水进行浓缩，回收固态或液态的硫酸铝。6.根据权利要求5所述的废水处理方法，其特征在于，步骤s200还包括：检测所述第二酸性废水的ph值，若所述第二酸性废水的ph值介于预设ph阈值区间时，反应结束，对反应后的所述第二酸性废水进行过滤，得到氢氧化铝。7.根据权利要求6所述的废水处理方法，其特征在于，所述第一预设ph值的取值范围为7-8；和/或，所述第二预设ph值的取值范围为1-3.5；优选地，所述第二预设ph值的取值范围为1.5-2.0；和/或，所述预设ph阈值区间的取值范围为6-9；优选地，所述预设ph阈值区间的取值范围为6.5-7.5。8.根据权利要求1-7中任一项所述的废水处理方法，其特征在于，所述废水还包括含镍废水，所述含镍废水的主要溶质由醋酸镍和硫酸镍组成；
所述含镍废水的回收处理方法包括以下步骤：步骤s100’，对所述含镍废水进行浓缩，分别得到浓水和淡水；步骤s200’，于步骤s100’中的所述浓水中加入步骤s100中反应生成的所述碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液，所述醋酸镍和所述硫酸镍分别与所述碳酸钠溶液和/或所述碳酸氢钠溶液反应生成碳酸镍沉淀物、硫酸钠溶液和醋酸钠溶液。9.根据权利要求8所述的废水处理方法，其特征在于，步骤200’还包括：检测所述浓水的ph值，若所述浓水的ph值大于第三预设ph值时，对反应后的所述浓水静置第一预设时间后过滤，得到所述碳酸镍。10.根据权利要求9所述的废水处理方法，其特征在于，所述第三预设ph值的取值范围为10-12，和/或，所述第一预设时间的取值范围为5h-7h。

技术总结
本发明涉及一种废水处理方法，用于回收处理铝型材表面处理产生的废水，包括以下步骤：于碱性废水中通入二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀物与碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液；将上述步骤中反应生成的氢氧化铝沉淀物加入第一酸性废水中，反应生成硫酸铝溶液；将上述步骤中反应生成的碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠溶液加入第二酸性废水中，反应生成硫酸钠溶液和氢氧化铝沉淀物。本发明通过先对碱性废水处理，将碱性废水处理得到的生成物用于酸性废水处理，节约了酸性废水PH调节用液碱的量，节约成本；另一方面，未引入外购液碱，酸性废水处理后的硫酸钠的含量降低；此外，不需要添加絮凝剂和助凝剂，不产生废渣，同样节约废水处理成本。同样节约废水处理成本。同样节约废水处理成本。


技术研发人员：于沛洲 王阳 李明石
受保护的技术使用者：中信渤海铝业控股有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/8/9