CN104986887B - 一种金属探伤检测废液的无害化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属探伤检测废液的无害化处理方法，根据Cr⁶⁺、磷、锌和锰的化学性质，加入不同的化学物质，设计反应过程，整个处理过程连续、合理、简单。处理方法成本低、环保、无毒无害，使排放的废水达到国家标准，不污染环境。

Description

一种金属探伤检测废液的无害化处理方法

技术领域

本发明涉及金属检测废液处理领域，具体涉及一种金属探伤检测废液的无害化处理方法。

背景技术

金属探伤检测废液含有大量六价铬、磷，以及一定量的锌、锰等有害物质。由于其成分复杂，不能直接进入公司的污水处理系统进行处理。经外委调研，现有的固废处置中心对于含铬废液处置报价为3500-4000元/吨。高昂的废液处理费用对企业发展来说，无疑是一种负担。

目前，公司现有处理含铬废水的处理工艺复杂，而且处理后废水达不到国家排放标准；连续处理含铬、磷、锌、锰的废水处理方法也未见报道。

因此，做到此类废液的低成本、无害化处理成为当务之急。

发明内容

本发明提供了一种金属探伤检测废液的无害化处理方法，包括六价铬的还原、除磷以及去除锌、锰等三个方面，成本低、处理方法简单，环保无害化。

本发明提供的一种金属探伤检测废液的无害化处理方法，包括以下步骤：

(1)、向探伤检测废液中加入硫酸，调节pH 2-5，再加入草酸溶液和亚硫酸钠溶液，曝气搅拌20-50min，将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺；

(2)、在曝气搅拌下，再加入氯化钙溶液，曝气搅拌反应30-50min；

(3)、再加入碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液，调节pH为9-11，曝气搅拌反应30-60min；

(4)、再加入助凝剂，持续曝气3-5min；

(5)、将处理后的探伤检测废液静置4-5h，取上清液送检，达标后排放，处理后的污泥经过压滤后加入普通硅酸盐水泥进行固化、自然晾干后返回烧结。

步骤(1)中加入的草酸与探伤检测废液中Cr⁶⁺的摩尔比大于3:1，草酸溶液质量浓度为20-30％，加入的亚硫酸钠与探伤检测废液中Cr⁶⁺的摩尔比大于4:1，所用亚硫酸钠溶液的质量浓度为20-30％。

步骤(2)所述氯化钙溶液质量浓度为20-30％，所加入氯化钙与废液中PO₄ ^3-的摩尔比为大于3:2；

检测磷是否完全除去：

取步骤(3)处理后的水样200ml，逐滴滴加盐酸调节pH至6，再逐滴加入氯化镁溶液，无浑浊，则表明磷已完全除去；若有浑浊，则需在反应池中继续加入氯化钙溶液。

步骤(3)中所加入碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液的质量浓度为20-30％；

步骤(4)中所述助凝剂为聚合铁或硫酸亚铁，聚合铁或硫酸亚铁的质量浓度为20％-30％；每立方米探伤检测废液加入至少1L聚合铁或硫酸亚铁溶液；

检测Cr⁶⁺是否完全还原的方法：

取步骤(1)处理后的溶液200ml，加入碳酸钠或氢氧化钠调节pH为7-8，静置15-20min，溶液分层，上清液呈无色，说明废液中Cr⁶⁺完全还原，否则，再继续加入草酸和亚硫酸钠，直至检测时，上清液呈无色。

检测锌、锰是否完全除去：

取步骤(3)处理后的水样200ml，逐滴滴加质量分数为5％的硫化钠溶液，无浑浊，则表明锌、锰已完全除去；若有浑浊，则需在反应池中继续加入碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液。

步骤(1)的目的在于将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，反应原理为：

在酸性条件下(pH＝2～5)，Cr⁶⁺与还原剂草酸及亚硫酸钠发生反应：

2H₂Cr₂O₇ ^2-+6H₂C₂O₄+8H₂SO₄＝2H₂SO₄+2Cr₂(SO₄)₃+12CO₂+14H₂O

H₂Cr₂O₇+3Na₂SO₃+3H₂SO₄＝Cr₂(SO₄)₃+3Na₂SO₄+4H₂O

在草酸和亚硫酸钠两种还原剂的作用下，Cr⁶⁺会迅速被还原成Cr³⁺使废液中残留的Cr⁶⁺极低。

将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，后来加入的碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液，将溶液调节至碱性，使Cr³⁺生成Cr(OH)₃沉淀。最终废水中同时含有Cr³⁺、Fe³⁺(由于在调节PH过程中，在碱性条件下，曝入空气时，极易发生强烈的氧化水解反应，最终形成比表面极大的新生的氢氧化铁沉淀，对废液中的铬离子有强烈地吸附作用)，中和沉淀时Cr³⁺和Fe³⁺一起沉淀，所得到的污泥是铬与铁氢氧化物的混合污泥。加入的聚合硫酸铁作为絮凝剂。

步骤(2)的目的在于除磷，反应原理为：

经调研，探伤检测废液中的磷来源于使用磷酸所产生的，以正磷酸形态存在。

PO₄ ^3-能与许多金属离子，例如Ca²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等生成沉淀，沉淀的生成与PO₄ ^3-的浓度有关，而PO₄ ^3-的浓度与溶液的pH值有关，它随pH值升高而增大，因此只要调整合适的pH值，就会产生Ca₃(PO₄)₂、Fe₃(PO₄)₂、FePO₄等的沉淀。经过还原的探伤检测废液为酸性，向废水中加入氯化钙，在步骤(3)中又加入碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液，随着pH值升高，Ca²⁺浓度增大，会逐步生成CaHPO₄、Ca₃(PO₄)₂甚至Ca₅(OH)(PO₄)₃等钙盐沉淀及其它磷酸盐沉淀，之前加入的聚合铁絮凝剂，利用絮凝剂水解产生的聚合物及线性网状结构，对固体颗粒进行强烈吸附，使颗粒长大，强化沉淀效果，加速沉降，为泥水分离创造条件，从而实现脱磷。

在PH值为9-11时，钙离子与磷酸根反应生成羟基磷酸钙沉淀而去除磷酸根。反应式如下：

5Ca²⁺+7OH^-+3H₂PO₄ ^-＝Ca₅(OH)(PO₄)₃↓+6H₂O

钙离子不仅有沉淀作用，在碱性条件下存在的Ca(OH)₂作为混凝剂还有良好的凝聚吸附作用，则形成钙、铁与磷酸根形成的混晶，更易促进磷从废水中的脱除。

步骤(3)的目的在于除锌、锰，

反应原理为：

Mn²⁺在中性条件下的氧化速率很慢，难以被溶解氧氧化为二氧化锰。在pH值>9.0时，Mn²⁺的氧化速率才明显加快，溶解氧才能迅速地将Mn²⁺氧化成Mn(OH)₂析出；锌是一种两性元素，它的氢氧化物不溶于水，并具有弱碱性和弱酸性，故其化学式可写作：碱式:Zn(OH)₂，酸式:H₂ZnO₂。由于它呈两性、故在强酸或强碱中能溶解。在锌酸盐溶液中加适量的碱可折出Zn(0H)₂白色沉淀，再加过量的碱，沉淀又复溶解；但反之，在锌酸盐溶液中，加适量酸也可析出Zn(0H)₂白色沉淀，再加过量的酸、沉淀又复溶解。锌的氢氧化合物为两性化合物，pH值过高或过低，均能使沉淀返溶而使出水超标。所以在用化学沉淀法处理含锌废水的过程中，要特别注意pH值的控制。在弱碱性条件下，形成氢氧化物絮凝体，对锌离子有絮凝作用，而共沉淀析出。调节PH值约9，并保持曝气30-60min，锌、锰将发生如下沉淀反应：

Zn²⁺+2OH^－＝Zn(OH)₂↓

Zn²⁺+CO₃ ^2－＝Zn CO₃↓

Mn²⁺+CO₃ ^2－＝MnCO₃↓

Mn⁴⁺+4OH^－＝Mn(OH)₄↓

在沉淀时再投加少量助凝剂聚合铁或硫酸亚铁，则形成这几种金属离子的混晶，促进锌、锰从废水中的脱除。

本发明根据Cr⁶⁺、磷、锌和锰的化学性质，加入不同的化学物质，设计反应过程，整个处理过程连续、合理、简单。处理方法成本低、环保、无毒无害，使排放的废水达到国家标准，不污染环境。

注：1、以上所有药剂均为工业级，使用时配制成20％-30％溶液加入。

说明书附图

图1为本发明处理废水的工艺流程图。

具体实施方式

一种金属探伤检测废液的无害化处理方法，包括以下步骤：

(1)、向1立方米的探伤检测废液中加入硫酸，调节pH 3，再加入1kg草酸配制成的质量分数20％的草酸溶液和质量分数20％的亚硫酸钠溶液，曝气搅拌20-50min，将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺；所加入的亚硫酸钠与Cr⁶⁺的摩尔比为大于4:1；

(2)、在曝气搅拌下，再加入质量分数20％的氯化钙溶液，曝气搅拌反应35min；

(3)、再加入质量分数20％的碳酸钠溶液，调节pH为9-11，曝气搅拌反应60min；加入聚铁，再持续曝气3min左右，停止曝气；加入量约为：每立方废液1L聚铁

(4)、将处理后的探伤检测废液静置4h，取上清液送检，达标后排放，处理后的污泥经过压滤后加入普通硅酸盐水泥进行固化、自然晾干后返回烧结。

探伤检测废液处理前后数据对比见下表1、2、3

表1：处理前后数据对比

表2：处理前后数据对比

表3：处理前后数据对比

Claims (3)

1.一种金属探伤检测废液的无害化处理方法，其特征在于，所述无害化处理方法包括以下步骤：

（1）、向探伤检测废液中加入硫酸，调节pH为 2-5，再加入草酸溶液和亚硫酸钠溶液，曝气搅拌20-50min，将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺；

（2）、在曝气搅拌下，再加入氯化钙溶液，曝气搅拌反应30-50min；

（3）、再加入碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液，调节pH为9-11，曝气搅拌反应30-60min；

（4）、再加入助凝剂，持续曝气3-5min；

（5）、将处理后的探伤检测废液静置4-5h，取上清液送检，达标后排放，处理后的污泥经过压滤后加入普通硅酸盐水泥进行固化、自然晾干后返回烧结；

步骤（1）中加入的草酸与探伤检测废液中Cr⁶⁺的摩尔比大于3:1；步骤（1）中加入的亚硫酸钠与探伤检测废液中Cr⁶⁺的摩尔比大于4:1；步骤（2）所加入氯化钙与废液中PO₄ ^3-的摩尔比为大于3:2。

2.根据权利要求1所述的无害化处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述助凝剂为聚合铁或硫酸亚铁。

3.根据权利要求2所述的无害化处理方法，其特征在于，步骤（4）中每立方米探伤检测废液加入至少1L聚合铁或硫酸亚铁溶液。