CN112811663A - 一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法 - Google Patents

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刘学明
郭艺
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Abstract

本发明公开了一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，过程如下：向含铬废水中加入碱性试剂调节强酸性废水pH值为3‑5；加入还原剂，搅拌均匀，使废水中的六价铬充分还原为三价铬；向溶液中加入碱性试剂并继续搅拌，调节pH值为8‑10，使铬转变为氢氧化铬胶体沉淀；再向混合溶液中加入黄腐殖酸铁进行絮凝，促进污泥沉降速率；固液分离，分离出不含铬或低含铬的普通废水和氢氧化铬污泥。本发明能从含铬废水中将铬分离出来，使含铬废水变为不含铬或低含铬普通废水，达到国家排放标准，同时提高处理效率，减少石灰和铁盐的使用，降低污泥的产生量，并且由于其含铬量较高，还有利于为后续铬的资源化利用提供优质的前端处理物。

Description

一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法。
背景技术
铬及其化合物作为重要的化工原料广泛应用于工业生产，随着经济的迅速发展，工艺过程产生的含铬废水也与日俱增，其处理过程不可避免低产生大量含铬污泥，容易造成资源浪费和环境污染。六价铬具有高度致癌作用，含铬废水和污泥的不当处置会导致铬进入环境中危害人类健康，因此必须严格控制工艺生产中废水的含铬浓度，同时避免含铬污泥带来二次污染。
目前工业上含铬废水的处理技术包括化学还原法、膜分离法、电凝法、和吸附法等。膜分离法利用功能性薄膜的选择透过性，达到对废水中的有害组分进行浓缩分离的目的，净化效率高，但处理成本也很高，并且处理效果受到六价铬浓度的限制；电凝法主要采用电化学工作原理，将高价态的有毒有害重金属离子电解还原为低价态，在化学絮凝剂的协同作用下凝聚沉淀，这一技术处理六价铬工艺成熟，但操作难控制、电极表面易钝化、絮凝产物易溶解等问题限制了该技术的发展；吸附法通过吸附剂和吸附质之间的化学键或分子引力等作用力，使污染物从溶液中迁移至吸附剂表面或内部，这种方法易于回收污染物，但工艺较复杂，运行费用高，且吸附剂的比表面积、溶液pH值和温度等因素都会影响吸附效果，难以工程化应用。
现有企业大规模处理含铬废水的主要方法是化学还原法，其基本作用原理是在酸性溶液环境中加入还原剂(硫酸亚铁、铁粉、亚硫酸钠)，将六价铬还原为低毒的三价铬状态，然后加入石灰调节pH值至碱性，三价铬离子生成沉淀，加入絮凝剂使铬和其他重金属从含铬废水中沉淀下来，达到去除废水中铬的目的。目前化学还原法是目前应用最广泛的重金属废水处理方法，能够有效去除含铬废水中的铬，使废水铬含量达到国家排放标准。
中国专利“一种含Cr6+废液的处理方法”(CN109748372A)采用亚硫酸氢钠为还原剂，将实验室含铬废液中的六价铬还原为三价铬后直接排放，还原后的三价铬随着环境变化又会氧化为六价铬，存在严重的环境隐患。中国专利“一种含六价铬废水的处理方法”(CN103508540A)使用硫酸调节废水pH为2-3，加入亚硫酸钠还原后再加入氢氧化钙调节废水pH，会产生大量的含铬污泥，造成二次环境污染。中国专利“一种含铬废水的处理方法”(CN111362477A)利用酸洗废水将含铬废水pH值调至2以下，还原后用氢氧化钠溶液调节pH值为7-8，反复调节pH导致碱性试剂用量增加，污泥产生量也增加，含铬污泥的再处理进一步提高了费用。
因此，需要对传统的化学还原法进行进一步研究，探索更有效、更方便、产生污泥量更少的处理技术，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法。本发明提出从源头上减少含铬废水处理过程中污泥产生量的技术解决方案，即采用不加酸可直接还原六价铬的还原剂，避免重复调节pH，减少后续加碱量，并且使用氢氧化钠或氢氧化钾代替石灰，可减少污泥的产生量，另外采用黄腐殖酸铁加速污泥的沉降速率，使经过还原沉淀处理得到的废水达到国家排放标准，铬含量较高的污泥还可为后续资源化利用提供较好的前端处理物。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
S1、向含铬废水中加入碱性试剂调节强酸性废水pH值为3-5；
S2、加入还原剂，搅拌均匀，得到混合溶液；
S3、向步骤S2所得混合溶液中加入碱性试剂，继续搅拌，直至调节混合溶液的pH值为8-10；
S4、向步骤S3所得混合溶液中加入絮凝剂进行还原沉淀；
S5、将步骤S4所得还原沉淀后的溶液静置，固液分离，得到不含铬或低含铬普通废水。
进一步地，所述处理方法在得到不含铬或低含铬普通废水之后，将含铬污泥收集。
进一步地，所述碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
进一步地，所述氢氧化钠或氢氧化钾溶液中氢氧化钠或氢氧化钾质量分数为50～80wt％。
进一步地，所述还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或焦亚硫酸钠。】进一步地，所述步骤S2中加入的亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或焦亚硫酸钠与含铬废水中六价铬的质量比为4.5～7.5:1。
进一步地，所述絮凝剂为黄腐殖酸铁。
进一步地，所述步骤S4中每升混合溶液中加入黄腐殖酸铁的质量为1～5g，其中，黄腐殖酸铁中铁元素的质量分数≥10％。
进一步地，所述步骤S5中固液分离采用压滤机设备。
进一步地，所述步骤S5中静置时间为0.5～2小时。
本发明相对于现有含铬废水处理技术具有如下的优点及效果：
第一、采用亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或焦亚硫酸钠还原六价铬，不需要加酸，避免因反复调节pH造成碱性试剂用量增加从而导致污泥量增加。
第二、使用氢氧化钠或氢氧化钾代替石灰，减少污泥的产生量。
第三、沉降过程中加入黄腐殖酸铁，黄腐殖酸含有大量活性官能团，可与二价以上的金属阳离子构成配位键，形成络合物或螯合物，可以加快沉降速率，其中含有少量铁进入污泥有利于后续铬铁合金的制备，相对于其他含铁絮凝剂又可达到污泥产生量减少的效果。
附图说明
图1是本发明实施例公开的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
在100毫升离心管中，加入A企业冷轧工艺产生的含铬6185毫克/升，其中含六价铬2680毫克/升的废水50毫升，用50wt％氢氧化钠溶液调整含铬废水的pH值到3.0，加入0.603克亚硫酸氢钠，振荡5分钟，用50wt％氢氧化钠溶液调整含铬废水的pH值到9.0，加入0.05克黄腐殖酸铁，均匀混合。
将上述含铬废水通过抽滤进行固液分离，分离出含铬0.35毫克/升的废水和污泥，污泥铬含量196.31毫克/克，即每克污泥含氢氧化铬0.389克，超过30％，达到作为铬铁合金原材料的标准；含铬废水铬去除率达到99.99％以上，废水铬含量低于1.5毫克/升，达到国家排放标准。
实施例二
在25升带有机械搅拌的反应罐中，加入A企业冷轧工艺产生的含铬5324毫克/升，其中含六价铬3625毫克/升的废水10升，用50wt％氢氧化钠溶液调整含铬废水的pH值到3.0，加入240克亚硫酸氢钠，反应5分钟，用50wt％氢氧化钠溶液调整含铬废水的pH值到9.0，加入10克黄腐殖酸铁，均匀混合；
将上述含铬废水通过压滤机进行固液分离，分离出含铬1.15毫克/升的废水和污泥，含铬废水铬去除率达到99.97％，废水铬含量低于1.5毫克/升，达到国家排放标准。
实施例三
在25升带有机械搅拌的反应罐中，加入A企业冷轧工艺产生的含铬5324毫克/升，其中含六价铬3625毫克/升的废水20升，用50wt％氢氧化钠溶液调整含铬废水的pH值到3，加入480克亚硫酸氢钠，反应5分钟，用50wt％氢氧化钠溶液调整含铬废水的pH值到9.0，加入20克黄腐殖酸铁，均匀混合；
将上述含铬废水通过压滤机进行固液分离，分离出含铬0.52毫克/升的废水，废水铬去除率达到99.97％，废水铬含量低于1.5毫克/升，达到国家排放标准。
综上所述，上述实施例提供了一个从源头上减少污泥产生量的高浓含铬废水处理技术解决方案，减少铬泥危废处置量，提高环境效益，降低环境风险。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
S1、向含铬废水中加入碱性试剂调节强酸性废水pH值为3-5；
S2、加入还原剂，搅拌均匀，得到混合溶液；
S3、向步骤S2所得混合溶液中加入碱性试剂，继续搅拌，直至调节混合溶液的pH值为8-10；
S4、向步骤S3所得混合溶液中加入絮凝剂进行还原沉淀；
S5、将步骤S4所得还原沉淀后的溶液静置，固液分离，得到不含铬或低含铬普通废水。
2.根据权利要求1所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述处理方法在得到不含铬或低含铬普通废水之后，将含铬污泥收集。
3.根据权利要求1所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
4.根据权利要求3所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠或氢氧化钾溶液中氢氧化钠或氢氧化钾质量分数为50～80wt％。
5.根据权利要求1所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述还原剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或焦亚硫酸钠。
6.根据权利要求5所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤S2中加入的亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或焦亚硫酸钠与含铬废水中六价铬的质量比为4.5～7.5:1。
7.根据权利要求1所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为黄腐殖酸铁。
8.根据权利要求7所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤S4中每升混合溶液中加入黄腐殖酸铁的质量为1～5g，其中，黄腐殖酸铁中铁元素的质量分数≥10％。
9.根据权利要求1所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤S5中固液分离采用压滤机设备。
10.根据权利要求1所述的一种减少污泥产生量的高浓含铬废水处理方法，其特征在于，所述步骤S5中静置时间为0.5～2小时。
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