申請日2014.02.24
公開(公告)日2014.05.07
IPC分類號C02F9/04
摘要
本發明公開了一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理工藝，包括：將廢水引入一個序批式反應一體化池，然后完成加藥、攪拌、反應、絮凝和沉淀過程;反應池中的上清液經活性炭處理后作清洗水回用;反應池下部污泥漿液濃縮后制成泥餅外運處理。含鋅、鉻離子的堿性廢水經本發明工藝處理后能作中水回用，具有高效簡便、經濟實用等優點，實現經濟、社會和環境效益共贏。
權利要求書
1.一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝，包括：將堿性廢水收集后引入一個 序批式反應一體化池，完成加藥、攪拌、反應、絮凝和沉淀過程;反應池中的上清液經活性 炭處理后作清洗水回用;反應池下部污泥漿液濃縮后制成泥餅外運處理。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：該廢水為彩鋼板生產工藝中產生的堿性廢 水，pH值在10～13.5之間，含有鋅、鉻等重金屬污染因子;廢水中鋅離子濃度為50～100mg/L; 鉻離子分為Cr3+和Cr6+，Cr3+濃度為5～20mg/L，Cr6+濃度為5～15mg/L;pH值大于11的強堿 性環境中，Cr3+與OH-形成[Cr(OH)4]-或[Cr(OH)6]3-絡合物存在，Cr6+以CrO42-形式存在。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：廢水在攪拌狀態下加入HCl溶液，pH值調 至5左右;投加還原劑，將廢水中的Cr6+還原成Cr3+。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：廢水在攪拌狀態下加入NaOH溶液，pH值 調至9左右，廢水中出現Cr(OH)3和Zn(OH)2沉淀。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：廢水在pH值為9左右時，加入一定量的堿 性Na2S溶液，廢水中殘留的Zn2+與S2-生產ZnS沉淀;而后，加入一定量FeCl3溶液，與廢 水中多余的S2-反應生成Fe2S3沉淀。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：除去廢水中的鋅離子和鉻離子后，繼續加 入HCl溶液調節廢水pH值至7.5～8;攪拌狀態下，往廢水中分別投加一定量的PAC和PAM 溶液，廢水中的沉淀物及細小顆粒物通過吸附、橋架、交聯和網捕等作用生成絮狀沉淀。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于：反應充分完成后，靜置3h，反應池中廢水 出現明顯分層，上清液通過活性炭過濾罐進行吸附處理后作清洗水回用;反應池下部污泥漿 液經污泥濃縮罐進一步濃縮后經板框壓濾機制成泥餅外運處理，濾液回流處理。
8.如權利要求2所述的方法，其特征在于：還原劑可以為亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵銨、 硼氫化鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、抗壞血酸等。
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于：污泥漿液經板框壓濾機制成泥餅為危廢， 需按危廢管理規定處置;污泥濃縮罐的上清液和板框壓濾機的濾液回流至廢水儲存池。
說明書
一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝
技術領域
本發明涉及一種含重金屬離子堿性廢水的處理及回用工藝，具體為廢水中鋅、鉻離子及 固體顆粒物的去除方法，屬于污水治理和中水回用領域。
背景技術
彩鋼板廣泛應用于建筑家電和交通運輸等行業，尤其是在民用建筑、鋼結構廠房、機場、 庫房和冷凍等工業及商業建筑及道路圍擋建設中更是一種絕佳的實用材料�；趶V泛的用途， 彩鋼板的市場需求持續擴大，自2000年以來彩鋼板生產進入高速增長期。目前我國每年彩鋼 板的產量超過900萬噸/年，預計未來10年，產量還會有所增長。
彩鋼板行業的快速發展必然導致大量堿性廢水的產生，預計目前整個行業年排放未經處 理的彩鋼堿性廢水在100萬噸以上。該廢水主要是由彩鋼生產工序中用水清洗鍍鋅鋼板產生 的。該類廢水中含有鉻、鋅、SS、COD、堿度等污染因子，尤其是重金屬離子大量排放將對 生產企業周邊水體產生長期負面影響，破壞生態平衡，危害當地居民的生產生活。國內對該 類廢水危害及其處理技術工藝研究不多。處理含鋅或含鉻的廢水的方法有不少報道。
中國發明專利94112437.1中公開了鍍鋅廢水處理劑處理鍍鋅廢水及沉淀物的回收方法， 利用含有苛性堿、尿素、六次甲基四胺、磷酸或鹽、骨膠等物質的水溶液，往鍍鋅廢水中投 加一定劑量，通過調節廢水pH值，達到鍍鋅廢水的有效處理和氧化鋅的回收。
中國發明專利200810060227.X中公開了一種氯化物鍍鋅廢水中鋅鹽的回收方法，主要過 程為：調節廢水的pH值至8～9，投加硫化鈉溶液，攪拌產生沉淀后靜置，一段時間后將沉淀 物分離壓濾。
中國發明專利200910230900.4中公開了一種鋁型材廢水中鎳、鉻離子的去除方法，包括： 在攪拌作用下向鋁型材廢水中加入鎂鹽，調節pH值至8.5～9.0，反應后進行固液分離得到可 以達標排放的廢水。
發明內容
本發明公開了一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝，該工藝所需設備少，操作 簡單、經濟可行，處理后的水中鋅、鉻離子及SS的含量符合《城市污水再生利用工業用水 水質》(GB/T19923-2005)標準要求，可作為彩鋼生產工藝中的清洗水使用。
一種含鋅、鉻離子的堿性廢水處理及回用工藝包括以下特征步驟。
(1)將堿性廢水引入一個序批式反應一體化池，廢水在攪拌狀態下加入含量10%的HCl 溶液，pH值調至5左右，投加質量分數為1%NaHSO3溶液，將廢水中的Cr6+還原成Cr3+。投 加的NaHSO3摩爾量與廢水中Cr6+摩爾量的比值在3～4之間。NaHSO3作為還原劑使用，還可 因地制宜使用(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、NaBH4、Na2S2O5、Na2SO3、Na2S2O4、Na2S2O3、維生 素C等還原劑代替。
(2)廢水在攪拌狀態下加入NaOH溶液，pH值調至9左右，廢水中出現Cr(OH)3沉淀 和Zn(OH)2沉淀。廢水中Cr3+和Zn2+被基本去除。
(3)加入質量分數為1%Na2S堿性溶液，廢水中殘留的Zn2+與S2-生產ZnS沉淀。投加 的Na2S摩爾量與廢水中殘留的Zn2+摩爾量的比值在1.5～4之間。
(4)加入FeCl3溶液，Fe3+與廢水中多余的S2-反應生成Fe2S3沉淀。投加的FeCl3摩爾量 為S2-摩爾量的2/3～1。
(5)除去廢水中的Zn2+、Cr3+后，繼續加入HCl溶液調節廢水pH值至7.5～8之間。攪 拌狀態下，往廢水中分別投加一定量的PAC、PAM溶液，廢水中的沉淀物及細小顆粒物通過 吸附、橋架和交聯等作用生成絮狀沉淀。PAC的投加量為20～80g/噸廢水，PAM投加量為1～10g/ 噸廢水。
(6)停止攪拌靜置3h后，反應池中廢水出現明顯分層，上清液通過活性炭過濾罐進行 吸附處理后排入市政污水管道。反應池下部污泥漿液經污泥濃縮罐進一步濃縮后經板框壓濾 機制成泥餅外運處理，濾液回流處理。
(7)污泥濃縮罐的上清液和板框壓濾機的濾液收集回流至廢水儲存池。
本發明的原理：利用還原劑將廢水中的Cr6+還原成Cr3+;利用Cr(OH)3、Zn(OH)2、ZnS、 Fe2S3和Fe(OH)3化合物溶度積常數非常小的特性，通過改變pH值或投加特定藥劑將廢水中 Zn2+、Cr3+去除，形成沉淀;然后投加PAC和PAM將廢水中沉淀物絮凝沉淀，進行固液分離。
本發明創新點：(1)提供了一種Cr6+、Cr3+和Zn2+同時存在于水體中將三者高效去除的 處理方法;(2)通過調節廢水pH值去除Cr3+，高效經濟，方便實用;(3)在弱堿性條件下， 加入FeCl3溶液，去除多余的S2-，多余的Fe3+與OH-反應生成Fe(OH)3沉淀，確保各種污染 因子符合排放要求。
