一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢水與固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法。本發(fā)明是向釩工業(yè)廢水中加入鎂法脫硫廢棄物并進(jìn)行攪拌，用酸調(diào)節(jié)pH=1.0?3.0，控制氧化還原電位≥270mv，反應(yīng)10?30min，反應(yīng)過程中將高價(jià)態(tài)的釩和鉻還原為低價(jià)態(tài)，向還原后的廢水中加入易溶性鎂鹽并繼續(xù)攪拌，待易溶性鎂鹽全部溶解后，持續(xù)攪拌并加入適量磷源，用堿調(diào)節(jié)pH=9.0?10.0，反應(yīng)時(shí)間10?30min，使廢水中的釩、鉻及氨氮共同沉淀，靜置0.5?3.0h，得到的沉淀物經(jīng)壓濾脫水，得到的濾液及上清液作為出水。本工藝處理效果好，流程短，處理速度快，成本低廉，以現(xiàn)有設(shè)備便可應(yīng)用，無需增加基建費(fèi)用。
【專利說明】
一種采用鏌法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明屬于廢水與固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè) 廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 釩有金屬"維生素"之稱，廣泛用于冶金、化工等行業(yè)，用作合金添加劑及有機(jī)化工 的催化劑等。目前，其主要產(chǎn)品五氧化二釩的生產(chǎn)工藝多為鈉化焙燒工藝，該工藝主要流程 為:釩渣破碎-鈉化焙燒-水浸提釩-浸出液凈化-酸性銨鹽釩-熔化分解，最終得到片狀五氧 化二釩。該工藝產(chǎn)生大量高污染酸性廢水，其特點(diǎn)為鹽度高、排放量大、重金屬含量較高，對 環(huán)境危害極大，根據(jù)《GB 26452-2011釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，該廢水中總鉻、六價(jià)鉻、 總釩及氨氮嚴(yán)重超標(biāo)（CTCr=3500-4500mg/L，C Cr6+=3300-3800mg/L，Cv5+=50-200mg/L，C nh3-N= 2800-4000mg/L)。目前，該類廢水常見的處理方法有蒸發(fā)濃縮法結(jié)晶法、還原中和沉淀法、 電解還原沉淀法、離子交換法、吸附處理法和液膜分離法等。這些方法雖有一定的效果，但 普遍存在著處理成本高、處理效率低、易產(chǎn)生二次污染和不能完全達(dá)標(biāo)排放等問題。目前應(yīng) 用較廣的方法為還原中和沉淀法，該方法通常以大量亞鐵鹽或亞硫酸鹽作為還原劑，該方 法技術(shù)成熟，處理量大，效果較好，但用藥量較大，成本較高。
[0003] 鎂法煙氣脫硫工藝是將氧化鎂加水后經(jīng)一段時(shí)間的熟化從而制成一定濃度的氫 氧化鎂吸收漿液，該漿液在吸收塔中與煙氣接觸并吸收脫除其中的二氧化硫，主要特點(diǎn)是 脫硫效率高，基建費(fèi)用低，不結(jié)垢，無二次污染。其最終脫硫產(chǎn)物常用的處理方式有兩種:一 種是將吸收飽和的漿液強(qiáng)制氧化直接排放，或結(jié)晶制備硫酸鎂，該方法需增加氧化設(shè)備，增 加基建費(fèi)用，且制備的硫酸鎂品質(zhì)不佳;另一種方法是將脫硫產(chǎn)物脫水后加熱分解，可重新 得到氧化鎂和二氧化硫，前者作為脫硫劑可循環(huán)使用，后者可生產(chǎn)硫磺或硫酸，該方法操作 復(fù)雜，且脫硫階段需投加除氧劑以降低脫硫產(chǎn)物熱解溫度，投資較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水 的方法，目的是通過將廢水治理和煙氣治理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷、以廢治廢，從而產(chǎn)生明 顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及環(huán)境效益。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行： (1) 將釩工業(yè)廢水引入還原反應(yīng)池，向釩工業(yè)廢水中加入鎂法脫硫廢棄物并進(jìn)行攪拌， 用酸調(diào)節(jié)pH=l .〇-3.0，控制氧化還原電位(01^)彡27〇1]1￥，反應(yīng)1〇-3〇111；[11，反應(yīng)過程中將高價(jià) 態(tài)的釩和鉻還原為低價(jià)態(tài)； (2) 將還原后的廢水引入沉淀池，向還原后的廢水中加入易溶性鎂鹽并繼續(xù)攪拌，待易 溶性鎂鹽全部溶解后，持續(xù)攪拌并加入磷源，用堿調(diào)節(jié)pH=9.0-10.0，反應(yīng)時(shí)間10-30min，使 廢水中的釩、鉻及氨氮共同沉淀，靜置0.5-3.0h，得到的沉淀物經(jīng)壓濾脫水，得到的濾液及 上清液作為出水，出水的CTCr <O · 4mg/L、Ccr6+ < O · 08mg/L、Cv5+< O · 07mg/L、CNH3-N< 150mg/ L、Ctp< 15mg/L0
[0006] 其中，所述的釩工業(yè)廢水為V2O5及其鹽類生產(chǎn)廢水，水量為500-900t/d，pH=l-3為 強(qiáng)酸性，出水溫度50-100°C，其中的主要污染物指標(biāo)：(：1=3500-450011^/1 ;(^6+=3300-3800mg/L; Cv5+=50-200mg/L，Cnh3-N=2800-4000mg/L。
[0007] 所述的鎂法脫硫廢棄物是濕式氧化鎂的脫硫廢棄物，其加入量為釩工業(yè)廢水中 Cr6+和V5+總質(zhì)量的5-10倍。
[0008] 所述的調(diào)pH的酸是硫酸、鹽酸、硝酸中的一種或幾種。
[0009] 所述的易溶性鎂鹽為氯化鎂、硫酸鎂、氧化鎂中的一種或幾種，其加入量為還原后 廢水的氨氮摩爾量的〇. 5-1.5倍。
[0010] 所述的磷源為磷酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉中的一種或幾種，其加入 量為還原后廢水的氨氮摩爾量的0.5-1.5倍。
[0011] 所述的調(diào)pH的堿是氫氧化鈉。
[0012] 所述的出水與生活污水混合進(jìn)行后續(xù)處理。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是： 本發(fā)明的技術(shù)方案是將釩工業(yè)廢水中的主要污染物釩、總鉻、六價(jià)鉻、氨氮及磷同步去 除，大大簡化了現(xiàn)有的釩工業(yè)廢水處理流程和處理時(shí)間，處理后的廢水澄清透明，其中釩、 總鉻、六價(jià)鉻均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB 26452-2011，氨氮及磷顯著降低，出水的CNH3-N<150mg/L、 CTP<15mg/L，可與生活污水混合處理。
[0014] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了脫硫固體廢棄物的資源化利用，既降低了廢水處理成本，也解決了 鎂法脫硫廢棄物的污染及占地問題，對于鋼鐵冶煉企業(yè)更是可以將廢水治理和煙氣治理相 結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷，以廢治廢，具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。
[0015] 與現(xiàn)有工藝相比，本工藝處理效果好，流程短，處理速度快，成本低廉，以現(xiàn)有設(shè)備 便可應(yīng)用，無需增加基建費(fèi)用。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中采用的鎂法脫硫廢棄物XRD譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過實(shí)例對本發(fā)明所述的方法和技術(shù)加以說明，實(shí)際應(yīng)用中，不限于此。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例中采用的鎂法脫硫廢棄物XRD譜圖如圖2所示，是濕式氧化鎂的脫硫 廢棄物，其主要元素成分表如表1所示。
[0019] 實(shí)施例1 本實(shí)施例的采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，如圖1所示，按照以下步驟進(jìn) 行： (1) 將河北某廠的釩工業(yè)廢水引入還原反應(yīng)池，向釩工業(yè)廢水中加入鎂法脫硫廢棄物 并進(jìn)行攪拌，鎂法脫硫廢棄物加入量為釩工業(yè)廢水中Cr 6+和V5+總質(zhì)量的10倍，用硫酸調(diào)節(jié) pH=3.0，控制0RP300mv，反應(yīng)30min，反應(yīng)過程中將高價(jià)態(tài)的釩和鉻還原為低價(jià)態(tài)； (2) 將還原后的廢水引入沉淀池，向還原后的廢水中加入易溶性鎂鹽氯化鎂并繼續(xù)攪 拌，氯化鎂的還原后廢水的氨氮摩爾量的〇. 5-1.5倍，待氯化鎂全部溶解后，持續(xù)攪拌并加 入磷酸三鈉，磷酸三鈉加入量為還原后廢水的氨氮摩爾量的0.5倍，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH= 9.0,反應(yīng)時(shí)間30min，使廢水中的釩、鉻及氨氮共同沉淀，靜置0.5h，得到的沉淀物經(jīng)壓濾脫 水，得到的濾液及上清液作為出水，出水中CTCr =0 · 3lmg/L、Ccr6+=O · 07lmg/L、Cv5+=O · 065mg/ L、Cnh3-ν=120· 40mg/L、CTp=9 · 5mg/L，可與生活污水混合處理。
[0020] 其中，所述的釩工業(yè)廢水為V2O5生產(chǎn)廢水，工廠水量為800t/d，pH=l-3為強(qiáng)酸性， 出水溫度 50-100°C，其中的主要污染物指標(biāo):CTCr =4500mg/L;CCr6+=3350mg/L;Cv 5+=174mg/ L，Cnh3-n=305 lmg/L。
[0021] 實(shí)施例2 本實(shí)施例的采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，如圖I所示，按照以下步驟進(jìn) 行： (1) 將黑龍江某廠的釩工業(yè)廢水引入還原反應(yīng)池，向釩工業(yè)廢水中加入鎂法脫硫廢棄 物并進(jìn)行攪拌，鎂法脫硫廢棄物加入量為釩工業(yè)廢水中Cr 6+和V5+總質(zhì)量的8倍，用鹽酸調(diào)節(jié) pH=2.5,控制0RP270mv，反應(yīng)lOmin，反應(yīng)過程中將高價(jià)態(tài)的釩和鉻還原為低價(jià)態(tài)； (2) 將還原后的廢水引入沉淀池，向還原后的廢水中加入硫酸鎂并繼續(xù)攪拌，待硫酸鎂 全部溶解后，持續(xù)攪拌并加入磷酸，磷酸加入量為還原后廢水的氨氮摩爾量的1.5倍，用氫 氧化鈉調(diào)節(jié)pH=9.5,反應(yīng)時(shí)間lOmin，使廢水中的釩、鉻及氨氮共同沉淀，靜置2h，得到的沉 淀物經(jīng)壓濾脫水，得到的濾液及上清液作為出水，出水中C TCr =O. 27mg/L、CCr6+=0.039mg/L、 Cv5+=O · 042mg/L、CNH3-n=1 30 · 2 lmg/L、CTp=7 · 5mg/L，可與生活污水混合處理。
[0022] 所述的釩工業(yè)廢水為釩鹽類生產(chǎn)廢水，水量為900t/d，pH=l_3為強(qiáng)酸性，出水溫 度50-100 °C，其中的主要污染物指標(biāo):CTCr =4432mg/L; Ccr6+=3309mg/L; Cv5+=168mg/L，CNH3-N= 3950mg/L〇
[0023] 實(shí)施例3 本實(shí)施例的采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，如圖I所示，按照以下步驟進(jìn) 行： (1) 將黑龍江某廠的釩工業(yè)廢水引入還原反應(yīng)池，向釩工業(yè)廢水中加入鎂法脫硫廢棄 物并進(jìn)行攪拌，鎂法脫硫廢棄物加入量為釩工業(yè)廢水中Cr 6+和V5+總質(zhì)量的5倍，用硝酸調(diào)節(jié) pH=l. O，控制0RP350mv，反應(yīng)20min，反應(yīng)過程中將高價(jià)態(tài)的釩和鉻還原為低價(jià)態(tài)； (2) 將還原后的廢水引入沉淀池，向還原后的廢水中加入氧化鎂并繼續(xù)攪拌，氧化鎂加 入量為還原后廢水的氨氮摩爾量的1倍，待氧化鎂全部溶解后，持續(xù)攪拌并加入磷酸氫二 鈉，磷酸氫二鈉加入量為還原后廢水的氨氮摩爾量的1倍，用堿調(diào)節(jié)pH=10.0，反應(yīng)時(shí)間 20min，使廢水中的釩、鉻及氨氮共同沉淀，靜置3.Oh，得到的沉淀物經(jīng)壓濾脫水，得到的濾 液及上清液作為出水，出水中C TCr =0 · 22mg/L、Ccr6+=O · 035mg/L、Cv5+=O · 040mg/L、Cnh3-N= 141 · 56mg/L、CTP=6 · 9mg/L，可與生活污水混合處理。
[0024] 所述的釩工業(yè)廢水為釩鹽類生產(chǎn)廢水，水量為900t/d，pH=l_3為強(qiáng)酸性，出水溫 度50-100 °C，其中的主要污染物指標(biāo):CTCr =4432mg/L; Ccr6+=3309mg/L; Cv5+=168mg/L，CNH3-N= 3950mg/L〇
[0025] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施案例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行： (1) 將釩工業(yè)廢水引入還原反應(yīng)池，向釩工業(yè)廢水中加入鎂法脫硫廢棄物并進(jìn)行攪拌， 用酸調(diào)節(jié)pH=l .〇-3.0，控制氧化還原電位彡27〇111￥，反應(yīng)1〇-3〇111；[11，反應(yīng)過程中將高價(jià)態(tài)的 隹凡和絡(luò)還原為低價(jià)態(tài)； (2) 將還原后的廢水引入沉淀池，向還原后的廢水中加入易溶性鎂鹽并繼續(xù)攪拌，待易 溶性鎂鹽全部溶解后，持續(xù)攪拌并加入磷源，用堿調(diào)節(jié)pH=9.0-10.0，反應(yīng)時(shí)間10-30min，使 廢水中的釩、鉻及氨氮共同沉淀，靜置0.5-3.0h，得到的沉淀物經(jīng)壓濾脫水，得到的濾液及 上清液作為出水，出水的C TCr <0 · 4mg/L、Ccr6+ < 0 · 08mg/L、Cv5+< 0 · 07mg/L、Cnh3-N< 150mg/ L、Ctp< 15mg/L〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于 所述的釩工業(yè)廢水為V2O 5及其鹽類生產(chǎn)廢水，水量為500-900t/d，pH=l-3為強(qiáng)酸性，出水溫 度50-100°C，其中的主要污染物指標(biāo)：&&=3500-450011^/1 ;(^6+=3300-380011^/1;(>5+=50-200mg/L，Cnh3-N=2800-4000mg/L。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于 所述的鎂法脫硫廢棄物是濕式氧化鎂的脫硫廢棄物，其加入量為釩工業(yè)廢水中Cr 6+和V5+總 質(zhì)量的5-10倍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于 所述的調(diào)PH的酸是硫酸、鹽酸、硝酸中的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于 所述的易溶性鎂鹽為氯化鎂、硫酸鎂、氧化鎂中的一種或幾種，其加入量為還原后廢水的氨 氮摩爾量的0.5-1.5倍。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于 所述的磷源為磷酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉中的一種或幾種，其加入量為還原 后廢水的氨氮摩爾量的〇. 5-1.5倍。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于 所述的調(diào)pH的堿是氫氧化鈉。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種采用鎂法脫硫廢棄物處理釩工業(yè)廢水的方法，其特征在于 所述的出水與生活污水混合進(jìn)行后續(xù)處理。
【文檔編號】C02F9/04GK105923835SQ201610438154
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】薛向欣, 方得安, 張學(xué)飛
【申請人】東北大學(xué)