申请日2016.06.20
公开(公告)日2016.09.07
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20; C02F101/22
摘要
本发明属于废水与固废处理技术领域，具体涉及一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法。本发明是向钒工业废水加入镁法脱硫废弃物，反应过程中废水中高价态的钒和铬还原为低价态，对还原后的废水继续搅拌并用碱调节pH，加入絮凝剂，静置沉淀获得的沉淀物经压滤脱水形成初级氢氧化铬沉淀，获得的滤液及沉淀上清液进入氨氮沉淀池，向其中加入易溶性镁盐，待易溶性镁盐溶解后，持续搅拌并加入磷源，反应过程中氨氮形成磷酸铵镁沉淀，静置20‑50min，沉淀物经压滤脱水，作为缓释肥原料资源化利用，获得的滤液及上清液作为出水。本发明处理效果好，流程短，处理速度快，成本低廉，以现有设备便可应用，无需增加基建费用。
摘要附图
权利要求书
1.一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)将钒工业废水引入还原反应池，搅拌并加入镁法脱硫废弃物，用酸调节pH=1.0-3.0，控制氧化还原电位≥270mv，反应10-30min，反应过程中废水中高价态的钒和铬还原为低价态;
(2)将还原后的废水引入中和沉淀池，对还原后的废水继续搅拌并用碱调节pH=6.5-9.0，反应10-30min，加入絮凝剂，形成大量矾花絮凝物，继续搅拌5-10min，静置沉淀0.5-3h，获得的沉淀物经压滤脱水形成初级氢氧化铬沉淀，获得的滤液及沉淀上清液进入氨氮沉淀池;
(3)滤液及沉淀上清液进入氨氮沉淀池后，搅拌并向其中加入易溶性镁盐，待易溶性镁盐溶解后，持续搅拌并加入磷源，以碱调节pH=9.0-10.0，反应时间10-30min，反应过程中氨氮形成磷酸铵镁沉淀，静置20-50min，沉淀物经压滤脱水，作为缓释肥原料资源化利用，获得的滤液及上清液作为出水。
2.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的钒工业废水为V2O5及其盐类生产废水，水量为500-900t/d， pH=1-3为强酸性，出水温度50-100℃，其主要污染物：CTCr =3500-4500mg/L;CCr6+=3300-3800mg/L;CV5+=50-200mg/L，CNH3-N=2800-4000mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的镁法脱硫废弃物是湿式氧化镁脱硫废弃物，其加入量为钒工业废水中Cr6+和V5+总质量的5-10倍。
4.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的步骤(1)中调节pH所用酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种或几种，加入量为10-100ppm。
6.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的易溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁、氧化镁中的一种或几种，其加入量为滤液及沉淀上清液中氨氮摩尔量的0.5-1.5倍。
7.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的磷源为磷酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种或几种，其加入量为滤液及沉淀上清液中氨氮摩尔量的0.5-1.5倍。
8.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的碱是氢氧化钠。
9.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，其特征在于所述的出水与生活污水混合进一步处理。
说明书
一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法
技术领域
本发明属于废水与固废处理技术领域，具体涉及一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法。
背景技术
钒有金属“维生素”之称，广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂及有机化工的催化剂等。目前，其主要产品五氧化二钒生产工艺多为钠化焙烧工艺，该工艺主要流程为：钒渣破碎-钠化焙烧-水浸提钒-浸出液净化-酸性铵盐钒-熔化分解，最终得到片状五氧化二钒。该工艺产生大量高污染酸性废水，其特点为盐度高、排放量大、重金属含量较高，对环境危害极大，根据《GB 26452-2011钒工业污染物排放标准》要求，该废水中总铬、六价铬、总钒及氨氮严重超标(CTCr=3500-4500mg/L，CCr6+=3300-3800mg/L，CV5+=50-200mg/L，CNH3-N=2800-4000mg/L)。目前，该类废水常见的处理方法有蒸发浓缩法结晶法、还原中和沉淀法、电解还原沉淀法、离子交换法、吸附处理法和液膜分离法等。这些方法虽有一定的效果，但普遍存在着处理成本高、处理效率低、易产生二次污染和不能完全达标排放等问题。目前应用较广的方法为还原中和沉淀法，该方法通常以大量亚铁盐或亚硫酸盐作为还原剂，该方法虽然技术成熟，处理量大，效果较好，但用药量较大，成本较高。
镁法烟气脱硫工艺是将氧化镁加水后经一段时间的熟化从而制成一定浓度的氢氧化镁吸收浆液，该浆液在吸收塔中与烟气接触并吸收脱除其中的二氧化硫，主要特点是脱硫效率高，基建费用低，不结垢，无二次污染。其最终脱硫产物常用的处理方式有两种：一种是将吸收饱和的浆液强制氧化直接排放，或结晶制备硫酸镁，该方法需增加氧化设备，增加基建费用，且制备的硫酸镁品质不佳;另一种方法是将脱硫产物脱水后加热分解，可重新得到氧化镁和二氧化硫，前者作为脱硫剂可循环使用，后者可生产硫磺或硫酸，该方法操作复杂，且脱硫阶段需投加除氧剂以降低脱硫产物热解温度，投资较大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种镁法脱硫废弃物治理钒工业废水的方法，目的是通过将废水治理和烟气治理现结合，实现自产自销、以废治废，从而产生明显的经济效益、社会效益及环境效益。
实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：
(1)将钒工业废水引入还原反应池，搅拌并加入镁法脱硫废弃物，用酸调节pH=1.0-3.0，控制氧化还原电位(ORP)≥270mv，反应10-30min，反应过程中废水中高价态的钒和铬还原为低价态;
(2)将还原后的废水引入中和沉淀池，对还原后的废水继续搅拌并用碱调节pH=6.5-9.0，反应10-30min，加入絮凝剂，形成大量矾花絮凝物，继续搅拌5-10min，静置沉淀0.5-3h，获得的沉淀物经压滤脱水形成初级氢氧化铬沉淀，获得的滤液及沉淀上清液进入氨氮沉淀池;
(3)滤液及沉淀上清液进入氨氮沉淀池后，搅拌并向其中加入易溶性镁盐，待易溶性镁盐溶解后，持续搅拌并加入磷源，以碱调节pH=9.0-10.0，反应时间10-30min，反应过程中氨氮形成磷酸铵镁沉淀，静置20-50min，沉淀物经压滤脱水，作为缓释肥原料资源化利用，获得的滤液及上清液作为出水。
其中，所述的钒工业废水为V2O5及其盐类生产废水，水量为500-900t/d， pH=1-3为强酸性，出水温度50-100℃，其主要污染物：CTCr =3500-4500mg/L;CCr6+=3300-3800mg/L;CV5+=50-200mg/L，CNH3-N=2800-4000mg/L。
所述的镁法脱硫废弃物是湿式氧化镁脱硫废弃物，其加入量为钒工业废水中Cr6+和V5+总质量的5-10倍。
所述的步骤(1)中调节pH所用酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。
所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种或几种，加入量为10-100ppm。
所述的易溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁、氧化镁中的一种或几种，其加入量为滤液及沉淀上清液中氨氮摩尔量的0.5-1.5倍。
所述的磷源为磷酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种或几种，其加入量为滤液及沉淀上清液中氨氮摩尔量的0.5-1.5倍。
所述的碱是氢氧化钠。
所述的出水与生活污水混合进一步处理。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
本发明能够有效去除钒工业废水中的主要污染物钒、总铬、六价铬、氨氮及磷，处理后的废水澄清透明，其中钒、总铬、六价铬均可达到国家标准GB 26452-2011，氨氮及磷显著降低(CNH3-N<100mg/L、CTP<10mg/L)，能够与生活污水混合处理。其中中和沉淀池产生的沉渣经脱水后可得到初级氢氧化铬(铬含量以Cr2O3计约为35%)，铬含量较高，可进一步资源化利用，变废为宝;氨氮沉淀池产生的沉渣经脱水后可得到主要成分为磷酸铵镁的白色沉淀，可作为生产缓释肥的原料，具有较高的经济价值。
本发明实现了脱硫固体废弃物的资源化利用，机降低了废水处理成本，也解决了镁法脱硫废弃物的污染及占地问题，对于钢铁冶炼企业更是可以将废水治理和烟气治理相结合，实现自产自销，以废治废，具有较高的环境效益、经济效益及社会效益。
与现有工艺相比，本发明处理效果好，流程短，处理速度快，成本低廉，以现有设备便可应用，无需增加基建费用。