申請(qǐng)日2014.02.24
公開(公告)日2014.05.07
IPC分類號(hào)C02F9/04
摘要
本發(fā)明公開了一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理工藝，包括：將廢水引入一個(gè)序批式反應(yīng)一體化池，然后完成加藥、攪拌、反應(yīng)、絮凝和沉淀過程;反應(yīng)池中的上清液經(jīng)活性炭處理后作清洗水回用;反應(yīng)池下部污泥漿液濃縮后制成泥餅外運(yùn)處理。含鋅、鉻離子的堿性廢水經(jīng)本發(fā)明工藝處理后能作中水回用，具有高效簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益共贏。
權(quán)利要求書
1.一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝，包括：將堿性廢水收集后引入一個(gè) 序批式反應(yīng)一體化池，完成加藥、攪拌、反應(yīng)、絮凝和沉淀過程;反應(yīng)池中的上清液經(jīng)活性 炭處理后作清洗水回用;反應(yīng)池下部污泥漿液濃縮后制成泥餅外運(yùn)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：該廢水為彩鋼板生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的堿性廢 水，pH值在10～13.5之間，含有鋅、鉻等重金屬污染因子;廢水中鋅離子濃度為50～100mg/L; 鉻離子分為Cr3+和Cr6+，Cr3+濃度為5～20mg/L，Cr6+濃度為5～15mg/L;pH值大于11的強(qiáng)堿 性環(huán)境中，Cr3+與OH-形成[Cr(OH)4]-或[Cr(OH)6]3-絡(luò)合物存在，Cr6+以CrO42-形式存在。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：廢水在攪拌狀態(tài)下加入HCl溶液，pH值調(diào) 至5左右;投加還原劑，將廢水中的Cr6+還原成Cr3+。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：廢水在攪拌狀態(tài)下加入NaOH溶液，pH值 調(diào)至9左右，廢水中出現(xiàn)Cr(OH)3和Zn(OH)2沉淀。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：廢水在pH值為9左右時(shí)，加入一定量的堿 性Na2S溶液，廢水中殘留的Zn2+與S2-生產(chǎn)ZnS沉淀;而后，加入一定量FeCl3溶液，與廢 水中多余的S2-反應(yīng)生成Fe2S3沉淀。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：除去廢水中的鋅離子和鉻離子后，繼續(xù)加 入HCl溶液調(diào)節(jié)廢水pH值至7.5～8;攪拌狀態(tài)下，往廢水中分別投加一定量的PAC和PAM 溶液，廢水中的沉淀物及細(xì)小顆粒物通過吸附、橋架、交聯(lián)和網(wǎng)捕等作用生成絮狀沉淀。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：反應(yīng)充分完成后，靜置3h，反應(yīng)池中廢水 出現(xiàn)明顯分層，上清液通過活性炭過濾罐進(jìn)行吸附處理后作清洗水回用;反應(yīng)池下部污泥漿 液經(jīng)污泥濃縮罐進(jìn)一步濃縮后經(jīng)板框壓濾機(jī)制成泥餅外運(yùn)處理，濾液回流處理。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：還原劑可以為亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵銨、 硼氫化鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、抗壞血酸等。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：污泥漿液經(jīng)板框壓濾機(jī)制成泥餅為危廢， 需按危廢管理規(guī)定處置;污泥濃縮罐的上清液和板框壓濾機(jī)的濾液回流至廢水儲(chǔ)存池。
說明書
一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種含重金屬離子堿性廢水的處理及回用工藝，具體為廢水中鋅、鉻離子及 固體顆粒物的去除方法，屬于污水治理和中水回用領(lǐng)域。
背景技術(shù)
彩鋼板廣泛應(yīng)用于建筑家電和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，尤其是在民用建筑、鋼結(jié)構(gòu)廠房、機(jī)場(chǎng)、 庫(kù)房和冷凍等工業(yè)及商業(yè)建筑及道路圍擋建設(shè)中更是一種絕佳的實(shí)用材料�；趶V泛的用途， 彩鋼板的市場(chǎng)需求持續(xù)擴(kuò)大，自2000年以來彩鋼板生產(chǎn)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。目前我國(guó)每年彩鋼 板的產(chǎn)量超過900萬(wàn)噸/年，預(yù)計(jì)未來10年，產(chǎn)量還會(huì)有所增長(zhǎng)。
彩鋼板行業(yè)的快速發(fā)展必然導(dǎo)致大量堿性廢水的產(chǎn)生，預(yù)計(jì)目前整個(gè)行業(yè)年排放未經(jīng)處 理的彩鋼堿性廢水在100萬(wàn)噸以上。該廢水主要是由彩鋼生產(chǎn)工序中用水清洗鍍鋅鋼板產(chǎn)生 的。該類廢水中含有鉻、鋅、SS、COD、堿度等污染因子，尤其是重金屬離子大量排放將對(duì) 生產(chǎn)企業(yè)周邊水體產(chǎn)生長(zhǎng)期負(fù)面影響，破壞生態(tài)平衡，危害當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。國(guó)內(nèi)對(duì)該 類廢水危害及其處理技術(shù)工藝研究不多。處理含鋅或含鉻的廢水的方法有不少報(bào)道。
中國(guó)發(fā)明專利94112437.1中公開了鍍鋅廢水處理劑處理鍍鋅廢水及沉淀物的回收方法， 利用含有苛性堿、尿素、六次甲基四胺、磷酸或鹽、骨膠等物質(zhì)的水溶液，往鍍鋅廢水中投 加一定劑量，通過調(diào)節(jié)廢水pH值，達(dá)到鍍鋅廢水的有效處理和氧化鋅的回收。
中國(guó)發(fā)明專利200810060227.X中公開了一種氯化物鍍鋅廢水中鋅鹽的回收方法，主要過 程為：調(diào)節(jié)廢水的pH值至8～9，投加硫化鈉溶液，攪拌產(chǎn)生沉淀后靜置，一段時(shí)間后將沉淀 物分離壓濾。
中國(guó)發(fā)明專利200910230900.4中公開了一種鋁型材廢水中鎳、鉻離子的去除方法，包括： 在攪拌作用下向鋁型材廢水中加入鎂鹽，調(diào)節(jié)pH值至8.5～9.0，反應(yīng)后進(jìn)行固液分離得到可 以達(dá)標(biāo)排放的廢水。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝，該工藝所需設(shè)備少，操作 簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可行，處理后的水中鋅、鉻離子及SS的含量符合《城市污水再生利用工業(yè)用水 水質(zhì)》(GB/T19923-2005)標(biāo)準(zhǔn)要求，可作為彩鋼生產(chǎn)工藝中的清洗水使用。
一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝包括以下特征步驟。
(1)將堿性廢水引入一個(gè)序批式反應(yīng)一體化池，廢水在攪拌狀態(tài)下加入含量10%的HCl 溶液，pH值調(diào)至5左右，投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%NaHSO3溶液，將廢水中的Cr6+還原成Cr3+。投 加的NaHSO3摩爾量與廢水中Cr6+摩爾量的比值在3～4之間。NaHSO3作為還原劑使用，還可 因地制宜使用(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、NaBH4、Na2S2O5、Na2SO3、Na2S2O4、Na2S2O3、維生 素C等還原劑代替。
(2)廢水在攪拌狀態(tài)下加入NaOH溶液，pH值調(diào)至9左右，廢水中出現(xiàn)Cr(OH)3沉淀 和Zn(OH)2沉淀。廢水中Cr3+和Zn2+被基本去除。
(3)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%Na2S堿性溶液，廢水中殘留的Zn2+與S2-生產(chǎn)ZnS沉淀。投加 的Na2S摩爾量與廢水中殘留的Zn2+摩爾量的比值在1.5～4之間。
(4)加入FeCl3溶液，F(xiàn)e3+與廢水中多余的S2-反應(yīng)生成Fe2S3沉淀。投加的FeCl3摩爾量 為S2-摩爾量的2/3～1。
(5)除去廢水中的Zn2+、Cr3+后，繼續(xù)加入HCl溶液調(diào)節(jié)廢水pH值至7.5～8之間。攪 拌狀態(tài)下，往廢水中分別投加一定量的PAC、PAM溶液，廢水中的沉淀物及細(xì)小顆粒物通過 吸附、橋架和交聯(lián)等作用生成絮狀沉淀。PAC的投加量為20～80g/噸廢水，PAM投加量為1～10g/ 噸廢水。
(6)停止攪拌靜置3h后，反應(yīng)池中廢水出現(xiàn)明顯分層，上清液通過活性炭過濾罐進(jìn)行 吸附處理后排入市政污水管道。反應(yīng)池下部污泥漿液經(jīng)污泥濃縮罐進(jìn)一步濃縮后經(jīng)板框壓濾 機(jī)制成泥餅外運(yùn)處理，濾液回流處理。
(7)污泥濃縮罐的上清液和板框壓濾機(jī)的濾液收集回流至廢水儲(chǔ)存池。
本發(fā)明的原理：利用還原劑將廢水中的Cr6+還原成Cr3+;利用Cr(OH)3、Zn(OH)2、ZnS、 Fe2S3和Fe(OH)3化合物溶度積常數(shù)非常小的特性，通過改變pH值或投加特定藥劑將廢水中 Zn2+、Cr3+去除，形成沉淀;然后投加PAC和PAM將廢水中沉淀物絮凝沉淀，進(jìn)行固液分離。
本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)：(1)提供了一種Cr6+、Cr3+和Zn2+同時(shí)存在于水體中將三者高效去除的 處理方法;(2)通過調(diào)節(jié)廢水pH值去除Cr3+，高效經(jīng)濟(jì)，方便實(shí)用;(3)在弱堿性條件下， 加入FeCl3溶液，去除多余的S2-，多余的Fe3+與OH-反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，確保各種污染 因子符合排放要求。
