CN101654293B - 热镀锌酸性废液资源化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热镀锌酸性废液资源化方法，用以对热镀锌废液进行回收处理，该热镀锌废液至少包含铁离子、锌离子、盐酸，该方法包括以下步骤：利用扩散渗析方法对该热镀锌废液进行处理，并分别获得含有盐酸和少量锌离子及其络合物的回收液以及含有铁离子、锌离子的残余液；以及将该残余液作为水处理药剂使用。

Description

热镀锌酸性废液资源化方法

技术领域

本发明涉及一种新型热镀锌酸性废液资源化技术，属于环境技术和水处理领域。

背景技术

热镀锌生产过程中要先对镀件进行表面处理，使用大量的盐酸，去除表面的油污和氧化铁皮。随着使用时间的增加，盐酸溶液中金属离子(主要为铁和锌)含量也会随之增加，当金属离子高于一定浓度则需要报废处理。这些排放的含有金属杂质的酸性废液是工业废水污染中的最主要因素，严重污染环境，危害公共卫生健康。同时酸性废液的大量排放也严重浪费资源，增大企业的生产成本。

目前热镀锌废液的处理一般采用加碱中和的方法，一方面需要消耗大量的碱，另一方面会产生大量的污泥，而污泥处置费用也非常昂贵。在能源日益紧张，环境保护呼声日益高涨的今天，如果能对这部分酸性废液进行有效的资源化回收利用，具有可观的环境效益和经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热镀锌酸性废液资源化方法，节约热镀锌酸性废液的处理成本。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种热镀锌酸性废液资源化方法，用以对热镀锌废液进行处理，该热镀锌废液至少包含铁离子、锌离子、盐酸，该方法包括以下步骤：利用扩散渗析方法对该热镀锌废液进行处理，并分别获得含有盐酸和少量锌离子及其络合物的回收液以及含有盐酸、铁离子、锌离子的残余液；以及将该残余液作为水处理药剂使用。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括将所述回收液补充盐酸后回收使用。

在本发明的一实施例中，将该残余液作为水处理药剂使用的步骤包括：将该残余液直接用于废水处理。

在本发明的一实施例中，将该残余液作为水处理药剂使用的步骤包括：将该残余液制成固态水处理混凝剂。

本发明将热镀锌酸性废液经扩散渗析处理后，残余液可以作为水处理药剂，而回收液可以通过补充少量新酸的方式回用到生产，基本上可以将热镀锌酸性废液全部回用。一方面节约了加碱和污泥处置费用，另一方面，残余液可以直接出售获取效益或作为企业处理其他废水的混凝剂节约成本，可谓一举两得，具有可观的经济效益和环境效益。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出根据本发明方法的基本的扩散渗析器示意图。

图2示出本发明一实施例的方法流程图。

具体实施方式

经对热镀锌酸性废液检测分析，主要含有两种金属离子，其中铁离子(主要为Fe²⁺，也包含Fe³⁺)浓度大约为150g/L左右，而锌离子(Zn²⁺)浓度大约为5g/L左右，同时还残余3mol/L左右的盐酸(HCl)。

一般热镀锌酸性废液都通过加碱中和的方法进行处理，按将酸性废液中的金属离子全部沉淀计算，1吨酸性废液的加碱量，按NaOH计需碱400kg，按Ca(OH)₂计需碱410kg，而且在实际运行过程中发现，由于金属离子过高的原因，加碱效果并不十分理想，产生的沉淀容易覆盖在碱表明，碱利用率不高。同时加碱产生的大量污泥也带来了巨大的处置费用。

本发明所提出的热镀锌酸性废液资源化方法提出一种新的思路解决回收问题，该方法的目的之一是从废液中获得水处理混凝剂。

但是此部分废液无法直接作为水处理的混凝剂，原因在于：首先Fe离子和Zn离子浓度约为30∶1，当铁离子浓度投加为100mg/L左右时，Zn离子浓度就有3.33mg/L左右，会有混凝后出水Zn离子浓度超标的危险；其次，残余2mol/L左右的盐酸，按铁离子投加100mg/L计算时，会有2mmol/L盐酸浓度，这部分盐酸会使废水的pH值显著降低，造成后期加碱沉淀时费用的增加。

参照图2所示，其示出本发明一实施例的方法流程图。

首先，步骤10利用扩散渗析方法对该热镀锌废液进行处理，并分别获得含有盐酸和少量锌离子及其络合物([ZnCl_n]^m-，容后叙述)的回收液以及含有铁离子、锌离子的残余液；

其次，步骤20将主要含有盐酸的回收液补充盐酸后回到生产流程中重复使用；

再者，步骤30是将含有铁离子、锌离子的残余液作为水处理药剂使用；

其中，作为水处理药剂的步骤可以是，直接使用作为残余液用于企业内部的其他废水处理，或者可以是，进一步制备成固体混凝剂后再投入使用。

扩散渗析作为一种新型膜分离技术，具有节能、低耗、无污染、设备简单、操作方便等特点，在工业酸性废水处理中得到了广泛应用并显示了广阔的发展前景。图1示出根据本发明方法的基本的扩散渗析器示意图。扩散渗析器100的基本结构是用阴离子交换膜103将***分隔为酸室101和水室102。热镀锌废酸液110自下而上通入酸室101，水120自上而下进入水室，利用阴离子交换膜103两侧的浓差，废酸侧的阴离子(Cl^-)被吸引而顺利地透过膜孔道进入水的一侧。同时根据电中性要求，也会夹带带正电荷的离子，由于H⁺的水化半径比较小，电荷较少，而金属盐的水化离子半径较大，又是高价的，因此H⁺会优先通过膜，这样废液中的酸就会被分离出来。一般地来讲废酸回收率可以达到80％左右，金属离子的截留率可以达到90％左右。同时“盐酸-锌体系”中，锌离子会与氯离子络合成[ZnCl_n]^m-，一部分[ZnCl_n]^m-会以阴离子的形式通过渗透膜，使得残液中的锌离子浓度降低。

经扩散渗析处理后，残余液140中的铁离子浓度在135g/L左右，锌离子浓度为2g/L左右，盐酸残余量为0.5mol/L。铁离子浓度和锌离子浓度大于50∶1。此时按投加铁离子浓度100mg/L左右计算，锌离子的浓度不到2mg/L，低于排放标准；而且加碱沉淀时，锌离子的浓度还会相应降低。同时盐酸被大部分回收，浓度降低，按投加铁离子浓度100mg/L左右计算，盐酸浓度仅为0.33mmol/L，相比未经扩散渗析前，可以节约80％以上的耗碱量。因此经过酸分离后此部分残余液140完全适合作为水处理的混凝剂。

另外，含有盐酸和少量金属离子的回收液130补充少量新酸后即可回用到生产过程中，如酸洗中的酸槽。经上述处理后，可以实现热镀锌酸性废液的全部回用。

为了证明使用上述方法制备的混凝剂在水处理中的应用效果，下面使用生活污水作为混凝的处理对象，来比较残余液与其他混凝剂铁盐和铝盐的混凝效果。

生活污水的PH：7.14；电导率：1260μs/cm；浊度：76.2NTU；COD：168mg/L。当铁盐、铝盐与依据上述方法获得的残余液的投加量分别为40ppm(铁盐、残液以氧化铁计、铝盐以氧化铝计)时，实验结果如表1所示。

表1投加量相同时混凝剂与残余液对生活污水絮凝效果的比较

由表1可见，残余液做混凝剂时，出水的浊度、电导率、COD去除率分别为3.65NTU、1260μs/cm、66.1％，与铝盐的处理效果相当。且出水COD为57.01mg/L，完全达到国家COD排放标准。

实验还对残余液做混凝剂时出水中锌离子浓度进行了检测，在残余液投加量分别为10、20、50、100、200ppm时，出水中锌离子浓度如表2所示。

表2残余液做混凝剂时出水中锌离子浓度

由表2可见，出水中锌离子浓度随残液投加量的增加而增加，当残液的投加量为200ppm时，出水中锌离子浓度为0.348mg/L，远远低于污水综合排放标准——GB8978-1996中规定的锌的一级排放标准2mg/L。

由此可见，用扩散渗析后的残液做为混凝剂，以废治废，不仅减少了环境污染，还大大节省了水处理费用，具有可观的环境效益和经济效益。

本发明是将热镀锌酸性废液首先经过扩散渗析回收酸，然后扩散渗析出来的残液经过简单预处理后，直接作为水处理混凝剂用于普通废水处理中，达到以废制废的目的。一方面节约了大量的热镀锌废液处理成本，另一方面制备的混凝剂可以直接出售获取效益或作为企业内部处理其他废水的混凝剂节约成本，可谓是一举两得。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.一种热镀锌酸性废液资源化方法，用以对热镀锌废液进行回收处理，该热镀锌废液至少包含铁离子、锌离子、盐酸，该方法包括以下步骤：

利用扩散渗析方法对该热镀锌废液进行处理，并分别获得含有盐酸和锌离子络合物的回收液以及含有盐酸、铁离子、锌离子的残余液；以及

将该残余液作为水处理药剂使用。

2.如权利要求1所述的热镀锌酸性废液资源化方法，其特征在于，还包括将所述回收液补充盐酸后回收使用。

3.如权利要求1所述的热镀锌酸性废液资源化方法，其特征在于，将该残余液作为水处理药剂使用的步骤包括：将该残余液直接用于废水处理。

4.如权利要求1所述的热镀锌酸性废液资源化方法，其特征在于，将该残余液作为水处理药剂使用的步骤包括：将该残余液制成固态水处理混凝剂。

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