CN103693773A

CN103693773A - 一种含铬废水回用处理方法

Info

Publication number: CN103693773A
Application number: CN201310471688.7A
Authority: CN
Inventors: 李国雄; 黄友明; 罗振东; 魏林宝; 陈显斌; 田森林
Original assignee: Guangzhou A-Ok Environmental Protection Science & Technology Co Ltd; GUANGZHOU TAIPINGYANG TINPLATE Co Ltd
Current assignee: Guangzhou A-Ok Environmental Protection Science & Technology Co Ltd; GUANGZHOU TAIPINGYANG TINPLATE Co Ltd
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明公开一种含铬废水回用处理方法，其包括的步骤如下：（1）将待处理废水通过过滤器进行过滤；（2）将过滤后的废水通过阳床；（3）将从阳床处理的处理后的水通过阴床；（4）将处理后的水回用。本发明的有益效果是：处理后的水达到回用的标准，且处理成本低，可靠，运行维护简单。

Description

一种含铬废水回用处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体是一种含铬废水回用处理方法。

背景技术

马口铁（电镀锡薄钢板）不锈钢冷轧厂的含铬污水主要来自于热镀锌机组、电镀锌机组、电久锡、电工钢机组。污水中的铬主要以六价铬的形式存在，具有很强的毒性，需要经过严格的处理全格后才能排放。含铬污水的处理方法的机理是用氯化亚铁的二价铁离子作为还原状剂进行还原处理，将六价的铬离子还原为低毒的三价铬离子，然后中和沉淀，使排放的水符合排放要求。在处理过程中要加入新盐酸调节PH值。现有的含铬污水的处理方法将含铬废水先进入调节池，再从调节池经一级还原与二级还原，一级还原与二级还原时，加盐酸和还原剂氯化亚铁，然后经过中和池与沉淀池后排放。这种处理含铬废水的方法用盐酸量较大，废水处理成本高。

且现有离子交换法的设备投资大，工艺过程复杂，其树脂及酸碱耗量大，而电渗析及反渗析法技术不易掌握，且能耗大。

发明内容

本发明目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种主要针对马口铁生产中化学处理段的含铬废水回用处理方法，使处理后的废水达到排放标准或者甚至达到零排放，且可以节约能源。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种含铬废水回用处理方法，其包括的步骤如下：

（1）将待处理废水通过过滤器进行过滤；

（2）将过滤后的废水通过阳床；

（3）将阳床处理后的水通过阴床；

（4）将处理后的水回用。

所述（3）步骤出来的水再次通过阴床处理。

所述（3）步骤出来的水再次经过阴床处理后，经过阳床处理。

所述（3）步骤出来的水再次通过阳床处理后，经过阴床处理。

所述阳床内填充的阳离子交换树脂可以是D072型大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。

所述阴床内填充的阴离子交换树脂可以是A-A354型阴离子交换树脂或者A1-A235型阴离子交换树脂。

所述阴床处理的最佳pH值3-4。

所述阴离子交换树脂可以是苯乙烯系阴离子交换树脂，可以显著提高处理效果。

所述含铬废水的温度为25-45℃，六价铬浓度为44.47-94.70mg/l；总铬浓度为50.80-104.00mg/l；pH值为5.92-7.38。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：处理后的水含铬达到回用的标准，零排放，且处理成本低，可靠，运行维护简单。

附图说明

图1为本发明一种含铬废水回用处理方法实施例2的流程图；

图2为本发明一种含铬废水回用处理方法实施例3的流程图；

图3为本发明一种含铬废水回用处理方法实施例4的流程图；

图4为本发明一种含铬废水回用处理方法实施例1的检测图；

图5为本发明一种含铬废水回用处理方法实施例2的检测图；

图6为本发明一种含铬废水回用处理方法实施例3的检测图；

图7为本发明一种含铬废水回用处理方法实施例4的检测图；

图8为本发明一种含铬废水回用处理方法的***结构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。

离子交换法除铬原理说明

应用离子交换法处理含铬废水是使用离子交换树脂对废水中六价铬Cr(VI)进行选择性吸附，使六价铬Cr(VI)与水分离，然后再用试剂将六价铬洗脱下来，进行必要的净化，富集浓缩后回收利用或做无害化处理。

因马口铁生产中的化学处理工艺段含铬废水组成比较单一，相对比较适宜离子交换法脱除六价铬，回收六价铬、回用部分水。实验证明，离子交换法处理镀铬废水相对比较容易，且在技术上有独特之处，在资源回收和闭路循环方面发挥了主导作用。

通过实验证明，含铬废液在酸性条件下和阴离子树脂发生交换反应的效果明显好于碱性条件。因为当废水pH值偏高时，六价铬主要以铬酸根(CrO₄ ^2-)形态存在，而在酸性条件下则以重铬酸根(Cr₂O₇ ^2-)形态存在。用阴离子树脂去除六价铬时，同样交换一个二价阴离子Cr₂O₇ ^2-比CrO₄ ^2-多一个铬离子,所以在酸性废水中比在碱性废水中的去除效率高。

在酸性条件下的交换反应式：

Cr₂O₇ ^2-+（RN）₂SO₄＝（RN）₂CrO₇+SO₄ ^2-

在碱性条件下的交换反应式：

Cr₂O₇ ^2-+2OH^-＝2CrO₄ ^2-+H₂O；

CrO₄ ^2-+2RNOH＝（RN）₂CrO₄+2OH^-

从实验结果也可以明显看出当含铬废液pH＝3-4时，与阴离子交换树脂的交换效果最好，所以就确定了pH＝3-4为最佳pH值。

另外，经试验，表明苯乙烯系阴离子交换树脂对阴离子的一般选择性关系如下：

SO₄ ^2－>HSO₄ ^2－>NO₂ ^－>CrO₄ ^2－>PO₄ ^3－>C1^－>HCO₃

且苯乙烯阴离子交换树脂对Cr₂O₇ ^2－具有高强选择性。不但具有Cr₂O₇ ^2－>CrO₄ ^2－，而且具有CrO₄ ^2－，Cr₂O₇ ^2－>SO₄ ^2－的选择性关系。

实施例1

一种含铬废水回用处理方法，其包括的步骤如下：

（1）将待处理废水通过过滤器进行过滤；

（2）将过滤后的废水通过阳床，所述阳床填充的为阳离子交换树脂D72；

（3）将从阳床处理的处理后的水通过阴床，所述阴床填充的是阴离子交换树脂A-A354

（4）将处理后的水回用至马口铁生产工艺中作为补充用水。

如图4所示，经上述步骤处理后，电导率率波动大，处理后_pH值变化较大，容易偏酸；处理后有时会有六价铬泄露的情况；处理后总铬含量偏高，但是也可以达到排放回用标准。

实施例2

一种含铬废水回用处理方法，如图1所示，其包括的步骤如下：

（1）将废水池待处理废水通过过滤器进行过滤；

（3）将从阳床处理的处理后的水通过阴床，所述阴床填充的是阴离子交换树脂A-A354；

（4）从阴床处理的处理后的水通过再次阴床处理；所述阴床填充的是阴离子交换树脂A-A354；

（5）将处理后的水回用。

如图5所示，经上述步骤处理后电导率率动较大；处理后pH值变化较大，容易偏碱；处理后六价铬可以基本脱除；处理后总铬含量较高，但是完全也可以达到排放回用标准。

实施例3

一种含铬废水回用处理方法，如图2所示，其包括的步骤如下：

（1）将废水池待处理废水通过过滤器进行过滤；

（4）将从阴床处理的处理后的水通过再次阴床处理，所述阴床填充的是阴离子交换树脂A-A354；

（5）从阴床处理的处理后的水通过再次阳床处理；所述阳床填充的为阳离子交换树脂D72；

（6）将从阳床处理的处理后的水通过阴床，所述阴床填充的是阴离子交换树脂A-A354；

（7）将处理后的水回用。

如图7所示，经上述步骤处理后电导率基本控制在10μs/cm以内；处理后pH值中性偏酸，但相对稳定，变化不大；处理后无残余六价铬，稳定可控制在0.02mg/l以内；处理后总铬控制良好，稳定可控制在0.08mg/l以内。

实施例4

一种含铬废水回用处理方法，如图3所示，其包括的步骤如下：

（1）将废水池待处理废水通过过滤器进行过滤；

（4）将从阴床处理的处理后的水通过阳床处理，所述阳床填充的为阳离子交换树脂D72；

（5）从阳床处理的处理后的水通过再次阴床处理；所述阴床填充的是阴离子交换树脂A-A354；

（6）将处理后的水回用。

如图6所示，经上述步骤处理后电导率基本控制在20μs/cm以内；处理后pH值中性偏碱，但相对稳定，变化不大；处理后有痕量残余六价铬，稳定可控制在0.02mg/l以内；处理后总铬含量较低，稳定可控制在0.1mg/l以内。

其中，所述阴床处理的最佳pH值为3-4。所述阴离子交换树脂可以是苯乙烯系阴离子交换树脂。所述含铬废水的温度为25-45℃，六价铬浓度为44.47-94.70mg/l；总铬浓度为50.80-104.00mg/l；pH值为5.92-7.38。

所述阳离子交换树脂D72（型号为D72的大孔强酸性阳离子交换树脂），为大孔结构的离子交换树脂，它具有交换容量高，交换速度快，机械强度好等特点，主要用于废水处理和重金属的回收。其理化性能指标如下表：

所述阴床填充的是阴离子交换树脂A-A354为强碱性大孔结构的阴离子交换树，该树脂具有再生效率高、碱耗低、水耗低、交换容量大、抗有机物污染及抗氧化能力强、机械强度好等特点；要用于电镀行业含铬废水处理及贵重金属回收等。其理化性能指标如下表：

所述阴离子交换树脂A1-A235为大孔结构的离子交换树脂，具有良好的水力学特性和抗有机物污染高及抗氧化能力强等特点，广泛用于环境保护、生物医学工程、轻工业(脱色)等领域，特别适用于电镀含铬、含铜废水处理和贵重金属回收；其理化性能指标如下表：

指标名称	指标
		外观	乳白色不透明球状颗粒
出厂型式	CL
		含水量％	50-65
质量全交换容量mmoL／g	≥3.8
		体积全交换容量mmoL／mL	≥1.15
湿视密度g／mL	0.65-0.73
		湿真密度g／mL	1.06-1.10
粒度范围％	(0.45-1.25mm)≥95(<0.45mm)≤1
		有效粒径mm	0.50-0.75
均一系数	≤1.60
		渗磨圆球率％	≥90

实施例5

如图8所示，其处理步骤包括：

(1)将含铬废水收集于储槽，然后通过加压泵组输入过滤装置进行过滤；所述过滤装置最少包括袋式过滤器和活性炭过滤器，所述废水先经袋式过滤器过滤后进入活性炭过滤器进行过滤。其中，上述过滤器的洗脱液返回含铬废水储槽内进行循环处理；

(2)将过滤后的废水输入阳床进行处理；

(3)将阳床处理后的废水输入阴床进行处理；

(4)将阴床处理后的废水输入阳床进行处理；

(5)将阳床处理后的废水输入阴床进行处理。

阴床处理后的废水可以达到国家排放标准，且可以直接回用到马口铁生产各工序中进行循环利用。

所述阳床与酸槽连接，所述酸槽内盛装硫酸，用于对阳床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述阴床与第一再生装置连接，所述第一再生装置内盛装硫酸，用于对阴床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述阳床与第二再生装置连接，所述第二再生装置内盛装氢氧化钠，用于阳床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述阴床与碱槽连接，所述碱槽内盛装氢氧化钠，用于对阴床进行再生清洗，使其可以循坏利用。所述阳床和所述阴床的再生液（硫酸）与所述阳床和所述阴床的再生液（氢氧化钠）混合中和后，经过蒸发器蒸发后回收有害固体废弃物；蒸发液回流至含铬废液进行循环处理。在处理过程中，铬酸废液先经输送泵预先抽取至中转槽，然后输入过滤装置进行过滤。所述输送泵采用优质耐腐蚀衬氟橡胶水泵，优选南方泵业股份有限公司SZ型泵共2台/套，其中一台使用，另一台备用。本发明中的输送管采用DN80的不锈钢（SUS304）钢管，在输送泵输出部位安装管风冷降温设备，在50m³中转槽入口位置同样安装管风冷降温设备，确保铬酸废液温度降到40℃以下，以保证交换树脂的活性，维持处理效果。输送管输送距离310m。

储槽用于收集铬酸废液，并作为工艺缓冲点。一般的，原厂房已有35m³的钢砼衬胶储槽一座，在全部机组停机并液位高位时，铬酸废液输送泵停止运行。所述加压泵组主要用于抽取中转槽内含铬废液的液体，为离子交换***提供运行动力。加压泵组由两台耐腐蚀不锈钢水泵组成，其中一台使用，另一台备用。所述耐腐蚀不锈钢水泵是南方泵业股份有限公司的CDLF型泵去,且所述加压泵组也用于活性炭过滤器的反洗。

所述袋式过滤器用于初步去除含铬废液中的固体悬浮物；袋式过滤器由滤袋、滤筐、容器三部分构成，滤袋安装于滤框内，所述滤框安装于所述容器内上部。所述袋式过滤器为一个简便、高效、经济的过滤***，具有结构新颖合理、密封性好、流通能力强、操作简便等特点所述袋式过滤器优选过滤精度50微米以上的滤袋，滤袋的材质为尼龙，化学适应性好，易清洗，容器采用SUS304全不锈钢制造。滤袋与滤筐通过吊环螺栓锁合快开式设置。袋式过滤器分两级设置，第一级袋式过滤器的作用是防止原液中大颗粒的固体物泄漏；第二级袋式过滤器是防止活性炭过滤器可能的活性炭破碎物及袋式过滤器1#被穿透时的多重保护！

所述活性炭过滤器用于过滤并吸附可能对树脂交换体造成影响的胶体颗粒物。所述活性炭过滤器优选一组钢衬胶罐体的活性炭过滤器，流速设计为20m/hr，其为主直径φ1250mm的罐体内装填级配石英砂垫层和优质柱状烧结活性炭。当过滤器进出口压差达到一定值（0.55-0.75）时，经压差控制器判定，进行反洗，反洗时间5-10min，反洗废水排放至含铬废液的中转槽。活性碳过滤器采用气动阀控制，利用PLC中控实现自动运行和正洗、反洗功能。

所述阳床主要作用为将含铬废液中的Cr³⁺、Cr⁶⁺转化为重铬酸根Cr₂O₇ ^2-；采用一组钢衬胶罐体的阳床体，流速设计为20m/hr，罐体直径φ1250mm；装填强酸型大孔树脂，树脂装填量3300升（单罐）。C1阳床采用性能较高的逆流再生形式，再生效率高，盐耗是普通固定床的0.5-0.75倍。C1阳床采用ORP、pH双控检测模式，给出数据以判定树脂失效、再生结束、清洗结束，并由中央控制器采集数据发出指令，达到运行、再生、清洗的自动化运行；再生浓液排至再生液中和槽；清洗液排至清洗液储槽（酸）以提高利用率，清洗时间5-10min。C1阳床采用自动控制器、气动阀控制，实现运行和正洗、反洗功能。

所述阴床主要作用为交换Cr₂O₇ ^2-；具有双重效率；采用一组钢衬胶罐体的阴床体，流速设计为20m/hr，罐体直径φ1250mm，树脂装填量1700升（单罐）；所述钢衬胶罐体内装填苯乙烯系阴离子交换树脂。阴床采用性能较高的逆流再生形式，再生效率高，盐耗是普通固定床的0.5-0.75倍。阴床采用ORP、pH双控检测模式，给出数据以判定树脂失效、再生结束、清洗结束，并由中央控制器采集数据发出指令，达到运行、再生、清洗的自动化运行；再生浓液排至再生液中和槽；清洗液排至清洗液储槽（酸）以提高利用率，清洗时间5-10min。阴床采用自动控制器、气动阀控制，实现运行和正洗、反洗功能。清洗泵主要用于抽取纯水箱的纯水清洗树脂床中的树脂；为了保证运行效果采用不锈钢水泵，选用南方泵业股份有限公司的CHL泵，共2台/套，一台应用，另一台备用。酸储槽该储罐主要储存再生用酸液，采用FRP储槽，容积30m³。碱储槽主要储存再生用碱液，采用FRP储槽，容积30m³。

第以再生装置（酸再生装置）由化工泵、喷射器、布液***、管阀***组成。化工泵采用南方泵业股份有限公司生产的SZ系列耐腐型氟塑料泵，运行安全可靠；喷射器用以吸取酸槽和清洗液储槽（酸）的液体，并调节配比以达到合适的pH值；布液***将配比好的再生液（酸）均匀输送至树脂层，采用优质耐腐型ABS材料制作；管阀***采用优质U-PVC化工管道，本次管阀件选用台湾环琪管阀件。

第二再生装置（碱再生装置）由化工泵、喷射器、布液***、管阀***组成。化工泵采用南方泵业股份有限公司生产的SZ系列耐腐型氟塑料泵，运行安全可靠；喷射器用以吸取酸槽和清洗液储槽（碱）的液体，并调节配比以达到合适的pH值；布液***将配比好的再生液（碱）均匀输送至树脂层，采用优质耐腐型ABS材料制作；管阀***采用优质U-PVC化工管道，管阀件选用台湾环琪管阀件。清洗液储槽（酸）主要用于清洗液的再利用，减少水耗，同时可充分利用清洗液中的残余再生剂。***设计一个清洗液储槽（酸），FRP材质，容积可以是50m³。清洗液储槽（碱）主要用于清洗液的再利用，减少水耗，同时可充分利用清洗液中的残余再生剂。本***设计一个清洗液储槽（碱），FRP材质，容积可以是50m³。再生浓液中和槽为酸碱再生液的混合点，FRP材质，容积可以是50m³×2个。纯水储槽用于储存纯水，以备再利用；SUS304组合式，容积可以是50m³×2个。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims

1.一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，其包括的步骤如下：

（1）将待处理废水通过过滤器进行过滤；

（2）将过滤后的废水通过阳床；

（3）将从阳床处理的处理后的水通过阴床；

（4）将处理后的水回用。

2.按照权利要求1所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述（3）步骤出来的水再次通过阴床处理。

3.按照权利要求1所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述（3）步骤出来的水再次经过阴床处理后，经过阳床处理。

4.按照权利要求1所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述（3）步骤出来的水再次通过阳床处理后，经过阴床处理。

5.按照权利要求1至4任一所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述阳床内填充的阳离子交换树脂是阳离子交换树脂D72。

6.按照权利要求5所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述阴床内填充的阴离子交换树脂是阴离子交换树脂A-A354，阴离子交换树脂A1-A235。

7.按照权利要求1所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述阴床处理的最佳pH值为3-4。

8.按照权利要求1所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂是苯乙烯系阴离子交换树脂。

9.按照权利要求1所述的一种含铬废水回用处理方法，其特征在于，所述含铬废水的温度为25-45℃，六价铬浓度为44.47-94.70mg/l；总铬浓度为50.80-104.00mg/l；pH值为5.92-7.38。