專利名稱：一種鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水的處理方法，具體的說是一種鋼鐵行業(yè) 鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
鉻在水中以Cr(III)和Cr(VI)的形態(tài)存在，其中Cr(VI)毒性最 大，是公認(rèn)的環(huán)境致癌物之一。鉻液常用于鋼鐵行業(yè)的鋼材表面鈍化 處理，如武鋼集團(tuán)公司的硅鋼表面鈍化就是使用4各液噴涂進(jìn)行，在鋼 材表面鈍化處理過程中，噴涂濺出的部分4各酸溶液和沖洗地面泡沫過 程會產(chǎn)生大量的含鉻廢水。
處理電鍍鉻廢水的傳統(tǒng)工藝是將廢水中六價鉻變成三價鉻排放， 使用最多的是鐵氧體法或亞^J臾鹽還原法或電解還原法，該類方法只 是把毒性大的六價鉻變成毒性較小的三價鉻，再通過沉淀造渣的方法 將其從水體中分離，從而會產(chǎn)生大量的鉻泥，堆放的鉻泥沒有從根本 上消除鉻對環(huán)境的污染，必須對其實(shí)施進(jìn)一步回收處理，如采用鉻酸 鹽沉淀法在堿性條件下投加沉淀劑氯化鋇溶液，使Cr0 —與Ba"形成 難溶的BaCr04沉淀(BaCr04的Ksp =1 x 10-1Q),該方法的優(yōu)點(diǎn)是處理后 的水清澈透明，引入了 Ba"會造成新的污染。并且，鉻泥的回收處理 進(jìn)一步增加了工藝步驟，且設(shè)備投資和運(yùn)行成本也相應(yīng)增加。
另外，現(xiàn)有的吸附法、離子交換法和電滲析法都是基于吸附或物 理分離的方法都能達(dá)到不同程度鉻的去除，該類方法在廢水凈化上具 有較好的效果，但是仍然需要進(jìn)行廢水排放且不存在對鉻的回收利 用。
專利CN97119845提到一種含鉻廢水處理方法，先用堿液調(diào)整鍍 鉻廢水或廢渣調(diào)漿后的液體的pH值至12-14，再用氧化劑將其中的 三價鉻氧化成六價鉻，然后加入氯化鋇溶液或醋酸鉛和氯化鋇溶液與六價鉻反應(yīng)生成4各酸鋇沉淀。該方法仍然存在沉渣回收處理的問題， 且方法中僅公開了氧化氫作為氧化劑，氧化反應(yīng)后產(chǎn)物同樣存在二次 污染的問題。
上述介紹的方法中均有廢水排放，無論是否達(dá)標(biāo)，其廢水中仍含 有一定量的鉻，鉻的存在仍然會對環(huán)境造成一定傷害。另外，無論哪 種方法，對于4各的回收均為沉渣后固液分離，即回收固體狀態(tài)的鉻。 上述方法或者工藝復(fù)雜、運(yùn)行管理不便、或存在工藝投資大，運(yùn)行成 本高或存在排放不穩(wěn)定、易造成二次環(huán)境污染等各種問題。因而，針 對硅鋼表面鈍化產(chǎn)生的含鉻廢水，急待開發(fā)一種有效的處理技術(shù)，使 能夠同時達(dá)到廢水的治理和鉻的資源化利用，達(dá)到真正意義上的節(jié)能 減排目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決下述技術(shù)問題，提供一種工藝極為簡 單、運(yùn)行成本低、工藝投資小、同時實(shí)現(xiàn)鉻回收和廢水零排放，不會
技術(shù)方案包括采用以下方法處理
(1) 預(yù)處理調(diào)節(jié)含鉻廢水pH值為6-8，攪拌均衡水質(zhì)；
(2) 03氧化反應(yīng)根據(jù)測得的含鉻廢水中三價鉻的濃度向調(diào)節(jié) pH后的含鉻廢水中通入強(qiáng)氧化劑03,使三價鉻氧化為六價鉻，反應(yīng) 式為2Cr3++03+4H20 = Cr2072>8H+ ;
(3)藥劑復(fù)配將經(jīng)氧化處理后的含^^廢水過濾去除少量沉渣， 然后比對鈍化液成分，加入相應(yīng)藥劑調(diào)節(jié)含鉻廢水中六價鉻含量 25-30g/L, pH值為1.5-2. 5,進(jìn)行復(fù)配，得到復(fù)配的鈍化液并重新送 回鈍化工序中作為鈍化液使用。
所述步驟(1 )中，使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值。
所述步驟(2)中，含鉻廢水中強(qiáng)氧化劑03通入量為20-100mg/L, 反應(yīng)時間為1-3小時。所述步驟(3)中，通過加入鉻酐調(diào)節(jié)含鉻廢水中六價鉻含量， 加入辟u酸調(diào)節(jié)pH值，形成鉻酸。
所述步驟(3)中，每升含鉻廢水中加入鉻酐50-55g、石克酸20-25g 進(jìn)行復(fù)配。
所述步驟(3)中，每升含4^廢水中還加入氧化鋅0. 8-1. 5g、硼 酸0. 5-1. Og。
含鉻廢水pH—般在2左右，研究表明，六價鉻的氧化能力隨pH 的提高而降低，而后續(xù)03的氧化能力在中性和弱堿性奈件系更強(qiáng)，因 此在預(yù)處理步驟中控制含鉻廢水pH值為6-8,不可過高或過低，優(yōu) 選采用氬氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時，在調(diào)節(jié)pH的過程中，該pH值環(huán)境 下對含鉻廢水中的一些少量雜質(zhì)重金屬離子，如鐵離子等，還可以起 到中和沉淀去除的效果。
發(fā)明人在研究了各種使三價鉻氧化為六價鉻的氧化劑之后，考慮 到氧化劑本身及氧化反應(yīng)后產(chǎn)物不可造成對環(huán)境的二次污染的要求， 特別選擇了 (M乍為氧化劑，03(又稱為臭氧)，屬強(qiáng)氧化性綠色藥劑， 對絕大部分有機(jī)物和低價金屬離子都具有氧化能力，反應(yīng)后產(chǎn)物自身 轉(zhuǎn)化為02,不會造成二次污染。在本技術(shù)方案中，向經(jīng)調(diào)節(jié)pH后的 含鉻廢水中通入強(qiáng)氧化劑03,使其中的三價鉻氧化為六價鉻，反應(yīng)式 為2Cr3++03+4H20 = Cr2 0 72—+8H+ ,并使含鉻廢水中的少量有機(jī)雜質(zhì)得到 降解。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)測得含鉻廢水中的三價鉻濃度，根據(jù)反 應(yīng)式相應(yīng)通入強(qiáng)氧化劑03進(jìn)行氧化反應(yīng)，使三價鉻全部氧化為六價 鉻，優(yōu)選03通入量為20-100mg/L,氧化處理時間控制在1 - 3小時。
經(jīng)03氧化處理后的含鉻廢水中的鉻全部以六價鉻形悉存在，其中 的雜質(zhì)都得到了有效的去除，其中某些成份含量(如氧化處理后鉻廢 水中六價鉻含量較鈍化液中六價鉻含量少)或pH值會發(fā)生變化，因 而通過與原4各鈍化工序中鈍化液成分的對比，再加入相應(yīng)的藥劑進(jìn)行 復(fù)配，可得到與鈍化液相同的成分和pH值，再作為飩化液回用到鋼
5板的鉻鈍化處理工序中。對比鈍化液中的主要成分的含量，六價鉻含
量應(yīng)該為25-30g/L, pH值為1.5-2.5，優(yōu)選向氧化處理后的每升含 鉻廢水中加入藥劑為鉻酐50-55g、硫酸20-25g復(fù)配，使鉻酐在酸性 環(huán)境下反應(yīng)形成鉻酸，進(jìn)一步根據(jù)需要每升廢水中還可加入氧化鋅 0. 8-1.5g、硼酸0. 5-1. Og,使含鉻廢水在作為鈍化液使用時成膜性 能好，得到復(fù)配的鈍化液回用到鈍化工序過程中。
本發(fā)明工藝簡單、設(shè)備投資低、除極少量雜質(zhì)沉渣外，含鉻廢水 幾乎全部回收利用，采用臭氧作為氧化劑，反應(yīng)產(chǎn)物為02,不會造成 二次污染，回收工藝才及為筒單、不需要進(jìn)行固液分離，不存在大量鉻 泥堆放污染環(huán)境，也不存廢水排放的問題，可以同時實(shí)現(xiàn)鉻的資源化 利用和含鉻廢水的零排放，大大減少了對環(huán)境的危害?；厥盏暮t廢 水經(jīng)本方法處理后作為鈍化液再利用，從而減少了原有鈍化液的使用 量、大大降低成本，以武漢鋼鐵(集團(tuán))公司為例，可年減少使用鉻 鈍化液10000噸，年減少鉻排放量50噸，年減少含鉻廢水排放量50 萬噸，對促進(jìn)企業(yè)的節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展都具有非常重要的意義。
說明書附圖


圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面以結(jié)合附圖以武漢鋼鐵(集團(tuán))公司硅鋼表面鈍化產(chǎn)生的含 鉻廢水為例，對本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明。 具體方法為
(1) 預(yù)處理向pH調(diào)節(jié)池中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)含鉻廢水pH值 為6-8，同時進(jìn)行機(jī)械攪拌，加快反應(yīng)速度并均衡水質(zhì)；
(2) 03氧化反應(yīng)根據(jù)測得的含鉻廢水中三價鉻的濃度向調(diào)節(jié) pH后的含鉻廢水中通入強(qiáng)氧化劑03, 03通入量為20-100mg/L,反應(yīng) 時間為1-3小時，使三價鉻氧化為六價鉻，反應(yīng)式為2Cr3++03+4H20 = Cr2072-+8H+ ;(3)藥劑復(fù)配將經(jīng)氧化處理后的含鉻廢水過濾去除少量沉渣后 送入藥劑復(fù)配池，然后比對^^屯化工序中^^化液成分，加入相應(yīng)藥劑 調(diào)節(jié)含鉻廢水中六價鉻含量25-30g/L， pH值為1.5-2.5,具體為向 每升含4各廢水加入的藥劑為鉻酐50-55g、碌u酸20-25g、氧化鋅 0. 8-l.5g、硼酸0. 5-1. 0g進(jìn)行復(fù)配，得到復(fù)配的鈍化液并重新送回 鈍化工序中作為鈍化液使用。
本發(fā)明中，用于鋼鐵表面鈍化工序的鈍化液中除鉻酐與硫酸反應(yīng) 形成的鉻酸外，其它成份含量根據(jù)各鋼鐵生產(chǎn)廠家生產(chǎn)工藝要求的不 同而略有不同，這里不作特別限定，只需事先獲得該工序中鈍化液主 要成份含量要求后，通過將氧化處理后的含鉻廢水主要成份與之比 對，根據(jù)需要添加相應(yīng)藥劑復(fù)配即可。
權(quán)利要求
1、一種鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水處理方法，其特征在于，采用以下方法處理(1)預(yù)處理調(diào)節(jié)含鉻廢水pH值為6-8，攪拌均衡水質(zhì)；(2)O3氧化反應(yīng)根據(jù)測得的含鉻廢水中三價鉻的濃度向調(diào)節(jié)pH后的含鉻廢水中通入強(qiáng)氧化劑O3，使三價鉻氧化為六價鉻，反應(yīng)式為2Cr3++O3+4H2O＝Cr2O72-+8H+；(3)藥劑復(fù)配將經(jīng)氧化處理后的含鉻廢水過濾去除少量沉渣，然后比對鈍化液成分，加入相應(yīng)藥劑調(diào)節(jié)含鉻廢水中六價鉻含量25-30g/L，pH值為1.5-2.5進(jìn)行復(fù)配，得到復(fù)配的鈍化液并重新送回鈍化工序中作為鈍化液使用。
2、 如權(quán)利要求1所述的鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水處理 方法，其特征在于，所述步驟(l)中，使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值。
3、 如權(quán)利要求1所述的鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水處理 方法，其特征在于，所述步驟(2)中，含^^廢水中強(qiáng)氧化劑03通入 量為20-100mg/L，反應(yīng)時間為1-3小時。
4 如權(quán)利要求1所述的鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，通過加入鉻肝調(diào)節(jié)含鉻廢水 中六價鉻含量，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值，形成鉻酸。
5、 如權(quán)利要求1或4所述的鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水 處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，每升含鉻廢水中加入鉻 酐50-55g、硫酸20-25g進(jìn)行復(fù)配。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水 處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，每升含《各廢水中還加入 氧化鋅0. 8-1. 5g、硼酸0. 5-1. 0g。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼鐵行業(yè)鋼鐵表面鈍化工序產(chǎn)生的含鉻廢水的處理方法。解決了現(xiàn)有含鉻廢水處理工藝復(fù)雜、運(yùn)行管理不便、或存在工藝投資大，運(yùn)行成本高或存在排放不穩(wěn)定、易造成二次環(huán)境污染等各種問題。技術(shù)方案包括通過對含鉻廢水進(jìn)行預(yù)處理，使用臭氧氧化、然后進(jìn)行藥劑配復(fù)制成復(fù)配后的鈍化液并重新送回鉻鈍化工序中作為鈍化液使用。本發(fā)明工藝極為簡單、運(yùn)行成本低、工藝投資小、同時實(shí)現(xiàn)鉻回收和廢水零排放，不會造成環(huán)境污染。
文檔編號C02F1/62GK101481164SQ20091006083
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者劉漢杰, 吳曉暉, 吳高明, 風(fēng) 徐, 杜建敏, 暉 玉, 劍 王, 純 舒, 袁松虎, 賈永慶 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司;武漢億科華技術(shù)有限公司