CN106277418A

CN106277418A - 一种处理含铬废水的方法及装置

Info

Publication number: CN106277418A
Application number: CN201510279952.6A
Authority: CN
Inventors: 刘芳; 王飞; 王永
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明涉及一种处理含铬废水的方法及装置，采用半干法烟气脱硫产生的脱硫灰还原处理含铬废水，包括反应器、加料斗、电动搅拌装置、pH检测仪、酸式滴管、碱式滴管，加料斗设置在反应器的顶部，电动搅拌装置设置在反应器中央位置液位以下，pH检测仪设置在反应器中，酸式滴管、碱式滴管设置在反应器顶部。优点是：半干法烟气脱硫产生的脱硫灰中含有大量的亚硫酸根离子，具有较强的还原性，用其处理含铬废水，能快速有效的还原六价铬离子，反应时间很短，处理效果好，实现了以废治废，降低了处理成本，通过酸、碱式滴管、加料斗实现了反应物的精确控制，整个装置结构简单，易于操作。

Description

一种处理含铬废水的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种处理含铬废水的方法及装置。

背景技术

钢铁企业冷轧厂通常采用镀铬工艺对板材表面进行处理来提高产品的附加值。这一工艺过程产生了大量含铬废水，其含Cr⁶⁺浓度高达1000～5000mg/L，六价铬有剧毒，它的排放严重污染了生态环境。我国《钢铁工业水污染物排放标准GB 13456-2012》规定排放的废水中六价铬含量不得超过0.5mg/L，总铬含量不得超过1.5mg/L。

目前，含铬废水的处理通常采用化学还原处理工艺，即在酸性条件下以亚硫酸钠为还原剂，加石灰(或氢氧化钠)沉淀处理含铬废水。这种工艺存在着以下不足：采用亚硫酸钠做还原剂，消耗了大量亚硫酸钠，成本高；在亚硫酸钠还原解毒过程中，由于酸性环境，亚硫酸根很可能在酸性作用下放出SO₂，对空气造成污染；铬渣中总铬和六价铬仍不能满足国家新标准GB 13456-2012的要求，产生的铬渣量大，堆放贮存占用大量的空间。

现有的含铬废水处理方法如下：

1、还原沉淀法。即在酸性条件下向废水中加入还原剂，将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，然后再加入石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。但在采用此方法时，还原剂的选择是至关重要的一个问题，不同的还原剂，处理效果差异明显，且该装置缺乏对酸、碱加入量的精确控制，使反应pH不稳定，影响去除效果；

如：《FeSO₄/H₂O₂处理硅钢废水试验研究》，张文艺，罗鑫，李秋艳等，钢铁，2010,45(11)：90-93。试验采用FeSO₄和H₂O₂为处理剂，利用Fe²⁺的还原性和在酸性条件下Fe²⁺与H₂O₂形成Fenton试剂的催化氧化特性，对废水中的Cr⁶⁺和CODcr进行同步去除。可得试验结果，处理后Cr⁶⁺、CODcr去除率分别为99.99％和98.11％，达到了《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-92)中的一级排放要求。但该方法需要消耗大量双氧水，处理成本高，从经济的角度限制了其使用性。

2、电解还原法。即铁阳极在直流电作用下，不断溶解产生亚铁离子，在酸性条件下，亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子，Cr³⁺以氢氧化物沉淀析出，达到废水净化的目的。但该方法铁板消耗量较多，使得污泥中混有大量的氢氧化铁，利用价值低，且该装置需要消耗大量电能，运转费用较高；

如：《冷轧含铬废水微电解处理的中试研究》，严刚，张大华，工业安全与环保，2010,36(2)：9-10。研究了铁/碳微电解还原工艺对钝化液含铬废水的处理，经济效益分析表明，微电解技术有一定的成本优势。但由于该方法铁碳填料易板结，导致处理不够彻底，影响去除效率。

3、吸附法。即采用吸附剂吸附处理废水中的铬，使铬的浓度降低。但该方法处理成本较高，且该装置需设反冲洗装置，结构较为复杂；

如：彭荣华，曾文南，李晓湘。磺化泥炭吸附处理含铬废水的研究。煤炭学报，2007,32(8)：860-864。本研究以磺化泥炭为吸附剂，吸附处理含铬废水，讨论了pH值、吸附温度和吸附剂用量等因素对磺化泥炭吸附和还原Cr⁶⁺的影响。结果表明，pH值是影响还原、吸附Cr⁶⁺的主要因素，磺化泥炭吸附去除Cr⁶⁺效果较好，但吸附与解吸过程较繁琐，限制了该方法的使用。

4、离子交换法。即使用离子交换树脂对废水中六价铬进行选择性吸附。这种方法的缺点是操作和材料费用高，在经济上不适用，且该装置操作管理复杂；

如：专利《含六价铬废水的离子交换法处理工艺》，申请号：200810156910.3，除铬柱设计成三柱或多柱，各离子交换柱之间设有可调节pH值的中间槽，在两柱或多柱串联工作时，中间过程可以调节pH值，使废水处理效果更好。但这种工艺处理成本较高。

5、生物法。即采用多菌种联合处理含铬废水。但该方法不适宜处理高浓度的含铬废水，且该装置在反应装置前需设微生物培养装置，增加了成本。

如：《生物法处理宝钢冷轧含铬废水的研究进展》周渝生，俞勇梅，白凌等，钢铁，2005,40(6)：76-79。实验室培养适合处理含重金属废水的复合微生物菌，比传统的化学法对冷轧含铬废水的处理效果更明显，处理后水中总铬低于1.5mg/L，六价铬低于0.5mg/L。但这种方法培养微生物周期长，且抗冲击负荷能力差，不适宜处理大量高浓度含铬废水。

如：Yu Yongmei，Zhou Yusheng.Pilot study on microbial treatment of high concentrationchromium wastewater from cold rolling mills[J].Environmental protection,2008，2(1)：46-50.本研究采用生物法处理含铬废水，对废水中的Cr⁶⁺，T-Cr均有较好的去除效果(Cr⁶⁺<0.5mg/L，T-Cr<1.5mg/L)，但这种方法抗冲击负荷能力差，不适宜处理高浓度含铬废水。

综上所述，现有的处理方法存在着处理成本高，抗冲击负荷能力差，处理效果不达标等不足之处；现有的处理装置存在着反应条件难以精准控制，操作难等缺点。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种处理含铬废水的方法及装置，易于操作，便于控制，提高处理效果，降低处理成本。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种处理含铬废水的方法，采用半干法烟气脱硫产生的脱硫灰还原处理含铬废水，具体包括以下步骤：

1)向含铬废水中加入硫酸，调节废水pH在2～3之间；

2)在酸性条件下，向含铬废水中加入脱硫灰，使液固比为30:1～32:1；

3)搅拌1～2小时后停止搅拌，加入氢氧化钠或石灰中和至pH＝7～8，使Cr³⁺生成Cr(OH)₃沉淀；

4)静置沉淀30～40min，取上清液测定Cr⁶⁺含量。

所述的脱硫灰包括CaSO₃，占脱硫灰质量百分比40％～45％。

一种处理含铬废水的装置，包括反应器、加料斗、电动搅拌装置、pH检测仪、酸式滴管、碱式滴管，加料斗设置在反应器的顶部，电动搅拌装置设置在反应器中央位置液位以下，pH检测仪设置在反应器中，酸式滴管、碱式滴管设置在反应器顶部。

所述的加料斗上标有刻度。

所述的酸、碱式滴管上均设有旋塞，用以控制酸或碱的加入量。

所述的加料斗底部设有挡板，用以控制脱硫灰加入量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

半干法烟气脱硫产生的脱硫灰中含有大量的亚硫酸根离子，具有较强的还原性，用其处理含铬废水，能快速有效的还原六价铬离子，反应时间很短，处理效果好，实现了以废治废，降低了处理成本，通过酸、碱式滴管、加料斗实现了反应物的精确控制，同时通过PH检测实现反应精准控制，整个反应过程中一直在搅拌实现了均匀完全反应，整个装置结构简单，易于操作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-反应器 2-加料斗 3-挡板 4-电动搅拌装置 5-酸式滴管 6-碱式滴管 7-旋塞一 8-旋塞二 9-PH检测仪。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1，一种处理含铬废水的方法，采用半干法烟气脱硫产生的脱硫灰还原处理含铬废水，具体包括以下步骤：

1)向含铬废水中加入硫酸(采用浓硫酸)，调节废水pH在2～3之间；

4)静置沉淀30～40min，取上清液测定Cr⁶⁺含量。

其中，脱硫灰包括CaSO₃，占脱硫灰质量百分比40％～45％。

处理含铬废水的装置，包括反应器1、加料斗2、电动搅拌装置4、PH检测仪9、酸式滴管5、碱式滴管6，加料斗2设置在反应器1的顶部，电动搅拌装置4设置在反应器1中央位置液位以下，电动搅拌装置4包括电机和搅拌棒，电机带动搅拌棒进行旋转，且转速可以调节，使得反应器1内部的液固充分反应；酸式滴管5、碱式滴管6设置在反应器1顶部，用于向反应器1中滴加酸、碱；PH检测仪9设置在反应器1中，在加酸，加碱后用于检测反应液pH值。

其中，加料斗2上标有刻度。酸、碱式滴管5、6上均设有旋塞，用以控制酸或碱的加入量。加料斗2底部设有挡板3，用以控制脱硫灰加入量。

实施例1

含铬废水的处理方法如下：

到某钢厂冷轧厂取含铬废水2000mL，通过加料斗2注入反应器1中，在电动搅拌装置4搅拌条件下从酸式滴管5通过控制旋塞一7逐滴加入硫酸，观察PH检测仪9至pH为2时停止加酸，向加料斗2中加入脱硫灰(强制氧化前)66.7g，即液固比为30:1刻度线处，打开挡板3，使脱硫灰(还原剂)加入到反应液中，由电动搅拌装置4搅拌反应1h后，从碱式滴管6通过控制旋塞二8向反应液中逐滴加入氢氧化钠，调节pH为7时停止搅拌，静置30min，待沉淀完全，取上清液测定总铬及Cr⁶⁺含量。

实施例2

一种含铬废水的处理方法如下：

到冷轧厂取含铬废水2000mL，通过加料斗2注入反应器1中，在电动搅拌装置4搅拌条件下从酸式滴管5通过控制旋塞一7逐滴加入硫酸，观察PH检测仪9至pH为2.5时停止加酸，向加料斗2中加入脱硫灰(强制氧化前)64.5g，即液固比为31:1刻度线处，打开挡板3，使还原剂加入到反应液中，搅拌反应1.5h后，从碱式滴管6通过控制旋塞二8向反应液中逐滴加入氢氧化钠，调节pH为7.5时停止搅拌，静置30min，待沉淀完全，取上清液测定总铬及Cr⁶⁺含量。

实施例3

一种含铬废水的处理方法如下：

取含铬废水2000mL，通过加料斗2注入反应器1中，在电动搅拌装置4搅拌条件下从酸式滴管5通过控制旋塞一7逐滴加入硫酸，观察PH检测仪9至pH为3时停止加酸，向加料斗2中加入脱硫灰(强制氧化前)62.5g，即液固比为32:1刻度线处，打开挡板3，使还原剂加入到反应液中，搅拌反应2h后，从碱式滴管6通过控制旋塞向反应液中逐滴加入氢氧化钠，调节pH为8时停止搅拌，静置30min，待沉淀完全，取上清液测定总铬及Cr⁶⁺含量。

实施例4

一种含铬废水的处理方法如下：

取含铬废水2000mL，通过加料斗2注入反应器1中，在电动搅拌装置4搅拌条件下从酸式滴管5通过控制旋塞一7逐滴加入硫酸，观察PH检测仪9至pH为2时停止加酸，向加料斗2中加入脱硫灰(强制氧化前)66.7g，即液固比为30:1刻度线处，打开挡板3，使脱硫灰(还原剂)加入到反应液中，搅拌反应2h后，从碱式滴管6通过控制旋塞二8向反应液中逐滴加入氢氧化钠，调节pH为7.5时停止搅拌，静置30min，待沉淀完全，取上清液测定总铬及Cr⁶⁺含量。

上述测定结果如表1所示，结果表明该方法能够有效的去除废水中的总铬及Cr⁶⁺，去除率均接近100％，达到了《钢铁工业水污染物排放标准GB 13456-2012》的排放要求。

表1 各实施例对总铬及Cr⁶⁺的去除效果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					原水中Cr⁶⁺浓度(mg/L)	1233	1233	1233	1233
处理后Cr⁶⁺浓度(mg/L)	0.15	0.09	0.12	0.04
					处理后总铬浓度(mg/L)	0.68	0.53	0.64	0.39

Claims

1.一种处理含铬废水的方法，其特征在于，采用半干法烟气脱硫产生的脱硫灰还原处理含铬废水，具体包括以下步骤：

1)向含铬废水中加入硫酸，调节废水pH在2～3之间；

4)静置沉淀30～40min，取上清液测定Cr⁶⁺含量。

2.根据权利要求1所述的一种处理含铬废水的方法，其特征在于，所述的脱硫灰包括CaSO₃，占脱硫灰质量百分比40％～45％。

3.一种实现权利要求1或2所述方法的处理含铬废水的装置，其特征在于，包括反应器、加料斗、电动搅拌装置、pH检测仪、酸式滴管、碱式滴管，加料斗设置在反应器的顶部，电动搅拌装置设置在反应器中央位置液位以下，pH检测仪设置在反应器中，酸式滴管、碱式滴管设置在反应器顶部。

4.根据权利要求3所述的一种处理含铬废水的装置，其特征在于，所述的加料斗上标有刻度。

5.根据权利要求3所述的一种处理含铬废水的装置，其特征在于，所述的酸、碱式滴管上均设有旋塞，用以控制酸或碱的加入量。

6.根据权利要求3或4所述的一种处理含铬废水的装置，其特征在于，所述的加料斗底部设有挡板，用以控制含铬废水及脱硫灰的加入量。