申请日2007.08.06
公开(公告)日2007.12.26
IPC分类号C02F9/10; C02F1/66; C02F1/62; C02F101/34; C02F1/70; C01D5/00; C02F101/22; C02F1/04
摘要
本发明提供了一种生产氧化钒产生的废水的处理方法，该方法包括以下步骤：1)将废水加入使用水处理剂配制的药液还原;2)加入NaOH溶液中和后过滤;3)将过滤水加热后进入蒸发浓缩系统进行蒸发浓缩，结晶分离得到硫酸钠粉体;4)过滤后的滤饼作为冶炼铬铁或提取金属铬的原料。本发明方法循环利用水资源和回收其中的盐类，同时综合回收废水中的铬，彻底消除钒铬和氨氮对环境的影响，实现废水零排放，具有运行成本低的优点。
权利要求书
1.生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤 ：
1)将废水加入使用水处理剂配制的药液还原;
2)加入NaOH溶液中和后过滤;
3)将过滤水加热后进入蒸发浓缩系统进行蒸发浓缩，结晶分离得到硫酸钠粉体;
4)过滤后的滤饼作为冶炼铬铁或提取金属铬的原料。
2.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤1所述水处理剂焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或连二亚硫酸钠。
3.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤1所述药液为：由焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或连二亚硫酸钠配制的浓度为10～15%的液体。
4.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤1所述药液的PH值为7～9。
5.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤2所述NaOH溶液的浓度为20%～40%。
6.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤2所述NaOH溶液的加入量体积比为：废水∶NaOH溶液=100∶1.1～1.3。
7.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤3所述加热温度为80℃以上。
8.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤3所述蒸发浓缩系统是由3级真空蒸发器-分离器组成的。
9.如权利要求1所述的生产氧化钒的废水处理方法，其特征在于：步 骤3所述蒸发后得到的冷凝水返回生产系统使用。
说明书
生产氧化钒的废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种生产废水的处理方法，特别是涉及一种生产氧化钒产生的废水的处理方 法。
背景技术
生产氧化钒产生的废水是含钒铬、氨氮的酸性废水，该废水的处理方法主要有两种：一 种是将废水通入SO2，还原废水中的高价钒铬离子，然后中和沉淀除钒铬，再对除钒铬后的 废水进行冷冻结晶除盐处理，冷冻后的含盐浓度很低的冰水返回使用，该处理方法的缺点是 设备投资大、工艺要求高、能耗大;另一种是只进行除重金属处理，然后排放，对其中的氨 氮、盐类未进行处理，没有达到环保要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产氧化钒产生的废水的处理方法，该方法成本 低，并且实现废水零排放。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：生产氧化钒的废水处理方法，该方法包括以 下步骤：
1)将废水加入使用水处理剂配制的药液还原;
2)加入NaOH溶液中和后过滤;
3)将过滤水加热后进入蒸发浓缩系统进行蒸发浓缩，结晶分离得到硫酸钠粉体;
4)过滤后的滤饼作为冶炼铬铁或提取金属铬的原料。
本发明的有益效果是：本发明使用的水处理剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或连二亚硫酸 钠，性质稳定、无毒、无害，较使用二氧化硫更为有效;蒸发产生的冷凝水盐分很低，可作 为生产用水;采用过滤水配制还原药液，减少蒸发浓缩的处理水量;采用碱液中和，保证过 滤的含铬滤饼铬含量在30%以上，同时保证蒸发浓缩系统管道不易发生堵塞，结晶得到的硫 酸钠粉体纯度较高，具备用作化工原料的条件。本发明方法循环利用水资源和回收其中的盐 类，同时综合回收废水中的铬，彻底消除钒铬和氨氮对环境的影响，实现废水零排放，具有 运行成本低的优点。
具体实施方式
生产氧化钒的废水的PH值为2～4，首先加入使用水处理剂配制的药液还原，将其中的 Cr6+和V5+还原成低价，所述水处理剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或连二亚硫酸钠，所述药液 是：由焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或连二亚硫酸钠配制的浓度为10～15%的液体，药液的PH值 为7～9;再加入NaOH溶液中和，使其中的钒铬成为水合物沉淀下来，所述NaOH溶液的浓度为 20%～40%，加入量体积比为：废水∶NaOH溶液=100∶1.1～1.3;然后将废水过滤，过滤后的 过滤水可少量返回用于配制药液，以代替新水，从而达到节约水的目的，其余大部分过滤水 经加热到80℃以上后，进入由3级真空蒸发器一分离器组成的蒸发浓缩系统，蒸汽冷凝成为 冷凝水返回生产系统使用，浓缩后结晶分离得到的硫酸钠粉体可作为制备硫化钠或其他化工 品的原料;过滤后的滤饼因含有较高的Cr2O3，可作为冶炼铬铁或提取金属铬的原料。
本发明的整个生产系统实现水的闭路循环，排出的固体废物滤饼和硫酸钠粉体均可作为 生产其他化学品的原料，最大限度地得到综合回收利用。
焦亚硫酸钠还原除铬的原理是：在酸性条件下
Na2CrO4+Na2S2O5+H+→(Cr2O3·nH2O)+Na2SO4
废水中的六价铬被还原成三价铬后形成氧化铬水合物，然后通过加碱中和，成为氢氧化 铬沉淀而从废水中分离。焦亚硫酸钠还原V5+除钒的原理与此相同。
亚硫酸氢钠和连二亚硫酸钠与焦亚硫酸钠还原Cr6+和V5+并除铬除钒的原理与焦亚硫酸钠 相同。
本发明方法各阶段的相关数据为：
未处理的氧化钒生产废水的原水指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 6000～10000 800～1800 80～200 40000～60000 200～500 2000～38000 2～4
还原中和过滤后的滤液指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 5000～8000 0.001～0.4 0.01～0.5 50000～65000 80～200 30000～50000 6.5～7.5
蒸发冷凝水的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 500～1000 <0.01 <0.01 <200 <10 <2000 8～9
冷凝水仍含有较高的氨氮，不能直接排放，但由于其中盐分很低，可作为生产用水返回 系统使用，并且优于普通自然水，实现生产水的闭路循环。
过滤滤饼的指标：%
Cr V Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO 22～40 1～3 22～38 4～12 2～20 <0.1
产生的硫酸钠粉体的指标：%
Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO Cr V 90～98 2～6 <0.1 <0.1 <0.001 <0.001
由上面的数据可以看出：废水中Cr6+含量由处理前的800mg/l以上降到0.01mg/l以下， 铬的去除率达到99.99%，钒的去除率达98.85%以上，蒸发冷凝水完全符合工业用水要求， 每吨废水的处理成本比传统还原中和、蒸发浓缩处理方法低30元/吨以上。
实施例1：
药液为浓度为10%的焦亚硫酸钠溶液，NaOH溶液的浓度为20%，处理氧化钒废水815m3， 得到冷凝水603m3、硫酸钠粉体250吨，冷凝水全部返回生产系统正常使用。
处理前的废水的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 7869 1138 123.5 45389 287 29856 2.3
还原中和过滤后废水滤液的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 7082 0.03 0.02 55342 95.3 31256 7.1
蒸发冷凝水的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 601 <0.01 <0.01 50 1.2 350 8.2
过滤滤饼的指标：%
Cr V Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO 23.5 1.5 26.5 5.3 2.6 <0.1
产生的硫酸钠粉体的指标：%
Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO Cr V 93.2 5.6 0.09 0.04 <0.001 <0.001
实施例2：
药液为浓度为12%的亚硫酸氢钠溶液，NaOH溶液的浓度为30%，处理氧化钒废水920m3，得 到冷凝水712m3、硫酸钠粉体280吨，冷凝水全部返回生产系统正常使用。
处理前废水的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 8023 1025 203.5 47633 280 30803 2.1
还原中和过滤后废水滤液的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 7235 0.01 0.01 56311 105.3 33325 7.2
蒸发冷凝水的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 411 <0.01 <0.01 48 l.3 320 8.1
过滤滤饼的指标：%
Cr V Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO 24.3 1.2 29.3 5.4 2.9 <0.1
产生的硫酸钠粉体的指标：%
Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO Cr V 93.5 5.7 0.07 0.04 <0.001 <0.001
实施例3：
药液为浓度15%的连二亚硫酸钠溶液，NaOH溶液的浓度为40%，处理氧化钒废水1010m3， 得到冷凝水788m3、硫酸钠粉体302吨，冷凝水全部返回生产系统正常使用。
处理前废水的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 7965 982 126.5 44628 256 31023 2.2
还原中和过滤后废水滤液的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 7035 0.01 0.01 52311 115.3 31211 7.2
蒸发冷凝水的指标：
氨氮mg/l Cr6+mg/l V5+mg/l Na+mg/l Si4+mg/l SO4 2+mg/l PH 321 <0.01 <0.01 53 1.0 308 8.0
过滤滤饼的指标：%
Cr V Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO 24.0 1.3 30.3 5.6 2.7 <0.1
产生的硫酸钠粉体的指标：%
Na2SO4 (NH4)2SO4 SiO2 CaO Cr V 92.5 5.9 0.07 0.04 <0.001 <0.001