申请日2014.02.24
公开(公告)日2014.05.07
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种含锌、铬离子的碱性废水处理工艺，包括：将废水引入一个序批式反应一体化池，然后完成加药、搅拌、反应、絮凝和沉淀过程;反应池中的上清液经活性炭处理后作清洗水回用;反应池下部污泥浆液浓缩后制成泥饼外运处理。含锌、铬离子的碱性废水经本发明工艺处理后能作中水回用，具有高效简便、经济实用等优点，实现经济、社会和环境效益共赢。
权利要求书
1.一种含锌、铬离子的碱性废水处理及回用工艺，包括：将碱性废水收集后引入一个 序批式反应一体化池，完成加药、搅拌、反应、絮凝和沉淀过程;反应池中的上清液经活性 炭处理后作清洗水回用;反应池下部污泥浆液浓缩后制成泥饼外运处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：该废水为彩钢板生产工艺中产生的碱性废 水，pH值在10～13.5之间，含有锌、铬等重金属污染因子;废水中锌离子浓度为50～100mg/L; 铬离子分为Cr3+和Cr6+，Cr3+浓度为5～20mg/L，Cr6+浓度为5～15mg/L;pH值大于11的强碱 性环境中，Cr3+与OH-形成[Cr(OH)4]-或[Cr(OH)6]3-络合物存在，Cr6+以CrO42-形式存在。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：废水在搅拌状态下加入HCl溶液，pH值调 至5左右;投加还原剂，将废水中的Cr6+还原成Cr3+。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：废水在搅拌状态下加入NaOH溶液，pH值 调至9左右，废水中出现Cr(OH)3和Zn(OH)2沉淀。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：废水在pH值为9左右时，加入一定量的碱 性Na2S溶液，废水中残留的Zn2+与S2-生产ZnS沉淀;而后，加入一定量FeCl3溶液，与废 水中多余的S2-反应生成Fe2S3沉淀。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：除去废水中的锌离子和铬离子后，继续加 入HCl溶液调节废水pH值至7.5～8;搅拌状态下，往废水中分别投加一定量的PAC和PAM 溶液，废水中的沉淀物及细小颗粒物通过吸附、桥架、交联和网捕等作用生成絮状沉淀。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：反应充分完成后，静置3h，反应池中废水 出现明显分层，上清液通过活性炭过滤罐进行吸附处理后作清洗水回用;反应池下部污泥浆 液经污泥浓缩罐进一步浓缩后经板框压滤机制成泥饼外运处理，滤液回流处理。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于：还原剂可以为亚硫酸氢钠、硫酸亚铁铵、 硼氢化钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠、抗坏血酸等。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：污泥浆液经板框压滤机制成泥饼为危废， 需按危废管理规定处置;污泥浓缩罐的上清液和板框压滤机的滤液回流至废水储存池。
说明书
一种含锌、铬离子的碱性废水处理及回用工艺
技术领域
本发明涉及一种含重金属离子碱性废水的处理及回用工艺，具体为废水中锌、铬离子及 固体颗粒物的去除方法，属于污水治理和中水回用领域。
背景技术
彩钢板广泛应用于建筑家电和交通运输等行业，尤其是在民用建筑、钢结构厂房、机场、 库房和冷冻等工业及商业建筑及道路围挡建设中更是一种绝佳的实用材料。基于广泛的用途， 彩钢板的市场需求持续扩大，自2000年以来彩钢板生产进入高速增长期。目前我国每年彩钢 板的产量超过900万吨/年，预计未来10年，产量还会有所增长。
彩钢板行业的快速发展必然导致大量碱性废水的产生，预计目前整个行业年排放未经处 理的彩钢碱性废水在100万吨以上。该废水主要是由彩钢生产工序中用水清洗镀锌钢板产生 的。该类废水中含有铬、锌、SS、COD、碱度等污染因子，尤其是重金属离子大量排放将对 生产企业周边水体产生长期负面影响，破坏生态平衡，危害当地居民的生产生活。国内对该 类废水危害及其处理技术工艺研究不多。处理含锌或含铬的废水的方法有不少报道。
中国发明专利94112437.1中公开了镀锌废水处理剂处理镀锌废水及沉淀物的回收方法， 利用含有苛性碱、尿素、六次甲基四胺、磷酸或盐、骨胶等物质的水溶液，往镀锌废水中投 加一定剂量，通过调节废水pH值，达到镀锌废水的有效处理和氧化锌的回收。
中国发明专利200810060227.X中公开了一种氯化物镀锌废水中锌盐的回收方法，主要过 程为：调节废水的pH值至8～9，投加硫化钠溶液，搅拌产生沉淀后静置，一段时间后将沉淀 物分离压滤。
中国发明专利200910230900.4中公开了一种铝型材废水中镍、铬离子的去除方法，包括： 在搅拌作用下向铝型材废水中加入镁盐，调节pH值至8.5～9.0，反应后进行固液分离得到可 以达标排放的废水。
发明内容
本发明公开了一种含锌、铬离子的碱性废水处理及回用工艺，该工艺所需设备少，操作 简单、经济可行，处理后的水中锌、铬离子及SS的含量符合《城市污水再生利用工业用水 水质》(GB/T19923-2005)标准要求，可作为彩钢生产工艺中的清洗水使用。
一种含锌、铬离子的碱性废水处理及回用工艺包括以下特征步骤。
(1)将碱性废水引入一个序批式反应一体化池，废水在搅拌状态下加入含量10%的HCl 溶液，pH值调至5左右，投加质量分数为1%NaHSO3溶液，将废水中的Cr6+还原成Cr3+。投 加的NaHSO3摩尔量与废水中Cr6+摩尔量的比值在3～4之间。NaHSO3作为还原剂使用，还可 因地制宜使用(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、NaBH4、Na2S2O5、Na2SO3、Na2S2O4、Na2S2O3、维生 素C等还原剂代替。
(2)废水在搅拌状态下加入NaOH溶液，pH值调至9左右，废水中出现Cr(OH)3沉淀 和Zn(OH)2沉淀。废水中Cr3+和Zn2+被基本去除。
(3)加入质量分数为1%Na2S碱性溶液，废水中残留的Zn2+与S2-生产ZnS沉淀。投加 的Na2S摩尔量与废水中残留的Zn2+摩尔量的比值在1.5～4之间。
(4)加入FeCl3溶液，Fe3+与废水中多余的S2-反应生成Fe2S3沉淀。投加的FeCl3摩尔量 为S2-摩尔量的2/3～1。
(5)除去废水中的Zn2+、Cr3+后，继续加入HCl溶液调节废水pH值至7.5～8之间。搅 拌状态下，往废水中分别投加一定量的PAC、PAM溶液，废水中的沉淀物及细小颗粒物通过 吸附、桥架和交联等作用生成絮状沉淀。PAC的投加量为20～80g/吨废水，PAM投加量为1～10g/ 吨废水。
(6)停止搅拌静置3h后，反应池中废水出现明显分层，上清液通过活性炭过滤罐进行 吸附处理后排入市政污水管道。反应池下部污泥浆液经污泥浓缩罐进一步浓缩后经板框压滤 机制成泥饼外运处理，滤液回流处理。
(7)污泥浓缩罐的上清液和板框压滤机的滤液收集回流至废水储存池。
本发明的原理：利用还原剂将废水中的Cr6+还原成Cr3+;利用Cr(OH)3、Zn(OH)2、ZnS、 Fe2S3和Fe(OH)3化合物溶度积常数非常小的特性，通过改变pH值或投加特定药剂将废水中 Zn2+、Cr3+去除，形成沉淀;然后投加PAC和PAM将废水中沉淀物絮凝沉淀，进行固液分离。
本发明创新点：(1)提供了一种Cr6+、Cr3+和Zn2+同时存在于水体中将三者高效去除的 处理方法;(2)通过调节废水pH值去除Cr3+，高效经济，方便实用;(3)在弱碱性条件下， 加入FeCl3溶液，去除多余的S2-，多余的Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀，确保各种污染 因子符合排放要求。