CN101921028B - 一种硅钢钝化液废液的处理方法 - Google Patents

一种硅钢钝化液废液的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种钢铁工业的“三废”治理技术领域中的硅钢钝化液废液的处理方法，先将硅钢钝化液废液经酸碱调节池收集、混合、均质，调节其pH为3-4；由污水泵注入反应池中；在反应池中加入FeSO4·7H2O和浓度为30％的H2O2，使铁离子、双氧水、铬离子三者的摩尔比为5.2∶10.4∶1，温度保持在15-35℃，停留时间为60min；反应处理后使混合液自流进入中和池，再加碱调节pH至7-8，自流进入沉淀池；最后使沉淀池中的上清液排放，沉淀污泥进入铬渣浓缩池浓缩后回流至酸碱调节池，余留的铬渣进入离心分离机脱水，脱水后的渣饼回收，渣液回流至酸碱调节池。本发明实现铬和COD的同步去除，可回收废液中的铬，实现硅钢钝化液废液资源化。

Description

一种硅钢钝化液废液的处理方法
技术领域
本发明属于钢铁工业的“三废”治理技术领域，具体涉及一种硅钢钝化液废液的处理方法。
背景技术
在生产过程中，为防止硅钢被氧化和腐蚀，需用钝化液对其表面进行钝化处理。钝化液虽可循环使用，但对于不同规格的硅钢材质需要使用不同品种的钝化液。所以在更换钝化液品种和清洗机器时，会有一些钝化液废液排放，这些废液中含有大量的铬、COD、酸，危害极大，须处理达标后方可排放。
国内外处理含铬工业废水常用的方法有：电解法、离子交换法、还原沉淀法及反渗透和电渗析法等。电解法一般只适合处理低浓度含铬废水，处理高浓度废水易使铁阳极钝化。离子交换法一次性投资大，操作管理复杂，洗脱液难以处理。反渗透和电渗析法一般不适用处理氧化性较强的含铬废水。目前应用较为广泛的是还原沉淀法，还原剂一般选用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等。但上述几种处理方法仅能还原Cr6+，对于钝化液废液来说，因其含有较高浓度COD，较高浓度COD的与Cr6+不能实现同步去除。
目前，国内外对于硅钢钝化液废液的处理，一般采用两步法，即先利用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠还原Cr6+，然后与其它废水混合、稀释，再利用生物法除去其中COD。
发明内容
本发明的目的是为解决现有硅钢钝化液废液处理方法中不能有效同步去除COD和重金属铬、出水的COD和铬浓度不能达标排放的问题而提出一种新的处理方法，实现重金属铬和COD的同步去除，且降低废液中的COD和铬的浓度。
本发明的技术方案是依次按如下步骤：先将硅钢钝化液废液经酸碱调节池收集、混合、均质，调节其pH为3-4；由污水泵注入反应池中；在反应池中加入FeSO4·7H2O和浓度为30％的H2O2，使铁离子、双氧水、铬离子三者的摩尔比为5.2∶10.4∶1，温度保持在15-35℃，停留时间为60min；反应处理后使混合液自流进入中和池，再加碱调节pH至7-8，停留时间为5-7min；然后自流进入沉淀池，停留时间为30-40min；最后使沉淀池中的上清液排放，沉淀污泥进入铬渣浓缩池浓缩后回流至酸碱调节池，余留的铬渣进入离心分离机脱水，脱水后的渣饼回收，渣液回流至酸碱调节池。
本发明利用Fe2+的还原性将Cr6+还原成Cr3+并进行沉淀去除，同时利用Fe2+与H2O2形成的Fenton试剂催化氧化废液中的有机物，降低COD浓度，最终实现铬和COD的同步去除。废渣经沉淀池后，渣液回流，渣饼回收。本发明除具有投资省、占地面积小、处理稳定且运行费用较低的优点外，还可回收废液中的铬，实现硅钢钝化液废液资源化。
附图说明
图1是本发明工艺流程图；
图中：1.酸碱调节池；2.反应池；3.中和池；4.沉淀池；5.铬渣浓缩池；6.离心分离机。
具体实施方式
本发明以FeSO4/H2O2为药剂处理硅钢钝化液废液，利用Fe2+的还原性，将Cr6+还原成Cr3+；利用Fe2+和H2O2形成Fenton试剂，氧化废液中的有机物，使Cr6+和COD实现同步去除；在催化剂(H2O2)的作用下，Cr2O7 2-自身可氧化有机物并还原成Cr3+；于中和池中加入碱，调节pH至7-8，使Cr3+形成Cr(OH)3沉淀；最后，废渣经沉淀池后，渣液回流，渣饼回收。其具体处理方法如下：
如图1所示，首先将硅钢钝化液废液经酸碱调节池1收集、混合、均质，调节pH为3-4；然后由污水泵注入反应池2中，同时在反应池2中加入一定量的FeSO4·7H2O和浓度为30％的H2O2，投加量与硅钢钝化液废液中Cr6+浓度相关，并使铁离子、双氧水、铬离子三者的摩尔比为n(Fe2+)∶n(H2O2)∶n(Cr6+)＝5.2∶10.4∶1。例如：对于体积为1m3、Cr6+浓度为200mg/L～3000mg/L的硅钢钝化液废液来说，具体投加量为：FeSO4·7H2O为5.56kg～83.40kg，30％的H2O2为4.53kg～68.00kg。反应池2中的温度保持在15-35℃，废液在反应池2中的停留时间为60min。反应处理后，使混合液自流进入中和池3，在中和池3中加碱调节pH至7-8，在中和池3中停留时间为5-7min。而后自流进入沉淀池4，在沉淀池4中停留时间为30-40min，此时，沉淀池4中的上清液Cr6+浓度小于0.5mg/L，COD浓度小于100mg/L，上清液Cr6+和COD平均去除率分别达到99.98％和99.10％，达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-92)中的I级标准，可排放。沉淀池4中的沉淀污泥进入铬渣浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至酸碱调节池1，余留的铬渣进入离心分离机6进行脱水，离心分离机6的转速为1500-2000r/min，离心分离时间为10-15min，脱水后的渣饼含水率小于10％，脱水后的渣饼可以回收，渣液回流至酸碱调节池1。
本发明的硅钢钝化液废液中的铬在酸碱调节池1中的酸性条件下以Cr2O7 2-形式存在(Cr6+)，由于Fe2+具有还原性，在反应池2中反应时，FeSO4可将Cr6+还原成毒性低的Cr3+，反应化学方程式为：
Cr2O7 2-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
Fe2+与H2O2形成Fenton试剂(芬顿试剂，是一种氧化能力很强的氧化剂，常用于废水的净化处理)，在酸性条件下，产生羟基自由基(·OH)，反应式为：
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH
·OH的氧化电位为2.8V，可氧化大部分的有机物，从而降低COD。
由于Cr2O7 2-本身具有强氧化性，在反应池2中反应时，在催化剂(H2O2)的作用下酸性溶液中的Cr2O7 2-可氧化含碳有机物，反应式为：
Figure BSA00000242721100031
在中和池3经调节pH至7-8，Cr3+在碱性条件下生成Cr(OH)3沉淀，从而降低了废液中的铬含量；
Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓
同时，Fe3+生成Fe(OH)3在沉淀池4中沉淀，这种新生态的Fe3+产生的Fe(OH)3有较强吸附絮凝性能，能对废液中的铬及有机物有较好的絮凝沉淀作用，进一步降低废液中的铬和COD浓度。
硅钢钝化液废液经过上述处理，可同步实现Cr6+和COD达标排放。
以下提供本发明的3个实施例：
实施例1
本实施例处理的是8m3硅钢钝化液废液1：原废液pH＝0.5-2，Cr6+浓度为2958.89mg/L，COD浓度为1351.3mg/L。具体实施例步骤如下：首先硅钢钝化液废液经酸碱调节沉淀池1收集，加碱调节pH至3，进行混合、均质，然后由污水泵注入反应池2，同时加入FeSO4·7H2O658.08kg和30％的H2O2 536.54kg，废液在反应池2反应60min后自流进入中和池3，加碱调节pH至7，停留5min后，自流进入沉淀池4，沉淀30min后，上清液达标排放，沉淀污泥经铬渣浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至酸碱调节池1，铬渣用离心分离机6脱水，转速为1500r/min，离心分离时间为10min，脱水后的渣饼回收，渣液回流至酸碱调节池1。经上述工艺处理后的上清液Cr6+浓度为0.42mg/L，COD浓度为25.60mg/L，去除率分别为99.99％和99.11％，达到了《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-92)中的I级排放标准要求。离心分离机脱水后的渣饼含水率小于10％。
实施例2
本实施例处理的是20m3硅钢钝化液废液2：原废液pH＝2-3，Cr6+浓度为295.65mg/L，COD浓度为135.13mg/L。具体实施例步骤如下：首先硅钢钝化液废液经酸碱调节沉淀池1收集，加碱调节pH至4，进行混合、均质，然后由污水泵注入反应池2，同时加入FeSO4·7H2O164.40kg和30％的H2O2 134.03kg，废液在反应池2反应60min后自流进入中和池3，加碱调节pH至8，停留7min后，自流进入沉淀池4，沉淀40min后，上清液达标排放，沉淀污泥经铬渣浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至酸碱调节池1，铬渣用离心分离机6脱水，转速为2000r/min，离心分离时间为15min，脱水后的渣饼回收，渣液回流至酸碱调节池1。经上述工艺处理后的上清液Cr6+浓度为0.035mg/L，COD浓度为27.03mg/L，去除率分别为99.99％和99.20％，达到了《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-92)中的I级排放标准要求。离心分离机脱水后的渣饼含水率小于10％。
实施例3
本实施例处理的是10m3硅钢钝化液废液3：原废液pH＝1-2，Cr6+浓度为428.94mg/L，COD浓度为529.74mg/L。具体实施例步骤如下：首先硅钢钝化液废液经酸碱调节沉淀池1收集，加碱调节pH至3，进行混合、均质，然后由污水泵注入反应池2，同时加入FeSO4·7H2O119.25kg和30％的H2O2 97.23kg，废液在反应池反应60min后自流进入中和池3，加碱调节pH至7，停留6min后，自流进入沉淀池4，沉淀35min后，上清液达标排放，沉淀污泥经铬渣浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至酸碱调节池1，铬渣用离心分离机6脱水，转速为1800r/min，离心分离时间为13min，脱水后的渣饼回收，渣液回流至酸碱调节池1。经上述工艺处理后的上清液Cr6+浓度为0.148mg/L，COD浓度为28.71mg/L，去除率分别为99.99％和99.58％，达到了《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-92)中的I级排放标准要求。离心分离机脱水后的渣饼含水率小于10％。

Claims (2)

1.一种硅钢钝化液废液的处理方法，其特征是依次按如下步骤：
1)将硅钢钝化液废液经酸碱调节池(1)收集、混合、均质，调节其pH为3-4；由污水泵注入反应池(2)中；
2)在反应池(2)中加入FeSO4·7H2O和浓度为30％的H2O2，使铁离子、双氧水、铬离子三者的摩尔比为5.2∶10.4∶1，温度保持在15℃-35℃，停留时间为60min；
3)反应处理后使混合液自流进入中和池(3)，再加碱调节pH至7-8，停留时间为5min-7min；然后自流进入沉淀池(4)，停留时间为30min-40min；
4)使沉淀池(4)中的上清液排放，沉淀污泥进入铬渣浓缩池(5)浓缩后回流至酸碱调节池(1)，余留的铬渣进入离心分离机(6)脱水，脱水后的渣饼回收，渣液回流至酸碱调节池(1)。
2.根据权利要求1所述的一种硅钢钝化液废液的处理方法，其特征是：步骤4)中离心分离机(6)的转速为1500r/min-2000r/min，离心分离时间为10min-15min。
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