含鉻廢水污染物零排放的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含鉻廢水污染物零排放的處理方法，包括以下步驟：將過濾后的含鉻廢水調節(jié)pH值8～11，用弱酸性陽離子交換樹脂吸附除鉻以外的物質，并使廢水中鉻離子轉化為六價鉻，樹脂洗脫再生后的再生液中排放；調節(jié)pH值為8～11，再用強堿性陰離子交換樹脂進行離子交換，吸附廢水中的鉻離子，樹脂用氫氧化鈉溶液洗脫得到鉻酸鈉溶液；用強酸性陽離子交換樹脂脫鈉得到鉻酸溶液，樹脂洗脫再生后的再生液中和排放。本發(fā)明處理方法簡單，操作易控制，處理過程中不產(chǎn)生二次污染，同時實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)；出水為鉻酸溶液，可回收利用，實現(xiàn)資源化利用，實現(xiàn)了水和污染物零排放；大幅降低回收處理運行成本和投資成本。
【專利說明】含鉻廢水污染物零排放的處理方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及含鉻廢液資源化回收，具體地指一種含鉻廢水污染物零排放的處理方 法。

【背景技術】
[0002] 我國的重金屬污染現(xiàn)象非常嚴重，含鉻廢水是典型的重金屬廢水，具有水量大、水 質復雜、毒性強等特點。2011年初國務院通過了《重金屬污染綜合防治"十二五"規(guī)劃》，《規(guī) 劃》要求到2015年，重點區(qū)域鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷等重金屬污染物的排放，比2007年削 減15%。鋼鐵工業(yè)中，為提高鍍板、彩涂板等冷軋薄板的耐腐蝕性和對漆膜的附著力，普遍 采用鉻酸鹽鈍化處理工藝，該工藝產(chǎn)生大量的含Cr廢水，以六價鉻為主，六價鉻更易為人 體吸收并在體內蓄積。鑒于此，美國環(huán)境保護局（EPA)將Cr(VI)確定為17種高度危險的 毒性物質之一，我國工業(yè)廢水排放標準中六價鉻為第一類污染物。近年來，國際和國內市場 Cr(VI)的價格迅速攀升，水資源成本不斷上漲，研究從廢水中去除并回收Cr(VI)的處理技 術成為當務之急。
[0003] 含鉻廢水污染源復雜，污染防治技術也種類繁多。國內從60年代開始逐步對含鉻 廢水處理開始重視起來，主要采用化學方法進行處理，常見的有：鉛鹽法、鋇鹽法、電解還原 法、化學還原法等。七十年代前期，電解法和活性炭吸附法成為新的創(chuàng)新技術在工業(yè)上應 用，處理含鉻廢水。然而，電解法的耗電量高，污泥也很多，已經(jīng)很少使用。近年來仍有部分 學者和單位對活性炭吸附法進行研究并開發(fā)一些天然的吸附劑，并有部分投入生產(chǎn)使用。 從八十年代開始到現(xiàn)在，又產(chǎn)生了諸多的新技術，如電滲析法、反滲透法、離子交換法、逆流 漂洗、蒸發(fā)濃縮等。
[0004] 而國外由于工業(yè)發(fā)展比較早，所以在處理含鉻廢水的技術層面在整個發(fā)展過程中 以及某些領域中還是領先于國內的。60年代國外比較成熟的技術是化學法，這種方法不僅 便捷，快速，而且可實現(xiàn)無害生產(chǎn)與排放。在日本，化學方法占全國治理總數(shù)85%左右，但是 此方法存在著嚴重的二次污染問題，有待進一步解決。70年代陰陽離子交換樹脂作為一種 新型研究成果被大眾所接受。此外，常見的還有活性炭法、ISX法、反滲透法、電化學法等。 八十年代以后，一些新的方法相繼出臺，如活性劑法等，多種方法結合聯(lián)用，取長補短，并且 效果較為不錯。
[0005] 含鉻廢水的常規(guī)處理技術已經(jīng)比較成熟，但是隨著環(huán)保要求越來越嚴格，含鉻廢 水治理已進人綜合防治、回收利用與總量控制階段。同時為了響應國家清潔生產(chǎn)政策，離子 交換法作為一種清潔生產(chǎn)技術在我國的含鉻廢水處理中脫穎而出。因此，隨著新型吸附材 料和離子交換材料的出現(xiàn)，吸附法和離子交換法的普及率將會進一步提高。
[0006]目前，離子交換法處理含鉻廢水的應用正在推廣之中，國內外很多學者已經(jīng)對離 子交換法處理含鉻廢水的工藝做了大量研究。離子交換技術的研究最早是美國于1972年 提出"電鍍廢水零排放計劃"。70年代中后期，美國、日本等的電鍍逐步向零排放的"閉路循 環(huán)工序化"發(fā)展。國內馬曉鷗教授在電鍍廢水回收重金屬方面做了多年研究，并于2008年 申請了電鍍廢水處理及回用方面的專利，開發(fā)的離子交換技術取得了很好的經(jīng)濟效益和環(huán) 境效益。離子交換法處理廢水的研究在上世紀曾風靡一時，各項研究結果也層出不窮，但離 子交換法處理含六價鉻廢水直至今日才得以推廣主要是因為離子交換法暴露了不少弱點， 例如投資大，操作管理要求嚴格等，最大的問題是回收的鉻酸難以直接回用，導致無法有效 體現(xiàn)出經(jīng)濟效益。
[0007]目前離子交換法主要研究的的發(fā)展方向：1)環(huán)保性。交換及吸附材料的生產(chǎn)和使 用過程中注意原料的選擇，不能造成二次污染。2)經(jīng)濟性和可行性。當前國內的離子交換 法及吸附法的工業(yè)化生產(chǎn)的基礎還有待加強，最大程度地降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) 是其存在和發(fā)展的一個必要條件。3)材料環(huán)境適應性和使用性能的提高。廢水的成分復雜 多變，因此分離材料應該更加具有針對性，以便在復雜情況下能夠更好的處理含鉻廢水。4) 使用性能優(yōu)化。提高離子交換材料及吸附材料的吸附容量，吸附選擇性、吸附速度、再生利 用性能及機械強度是現(xiàn)在乃至今后的一個重要發(fā)展方向。
[0008] 目前，國內80%企業(yè)仍采用化學沉淀法處理含鉻廢水，因此，鋼鐵企業(yè)的含鉻廢 水多采用還原-中和-沉淀-污泥脫水-達標水排放的方法。在還原槽內加酸調整廢水 的pH值到2?2. 5,然后投加還原劑NaHS03，將廢水中的Cr6+還原到Cr3+ ;在中和槽內投加 Ca(0H) 2，把廢水的pH調整到8?9,形成Cr(0H) 3污泥；廢水在澄清池內進行沉淀，上清液 達標排放或排到酸廢水調節(jié)池；澄清池底部含鉻污泥排到污泥濃縮池，污泥脫水后，送至有 危險物處理資質的單位進行處理?；瘜W沉淀法處理含鉻廢水需要加入大量的化學藥劑，不 但處理成本高，而且處理效果不穩(wěn)定，出水的總鉻和Cr6+有時會超標；處理過程中生成的鉻 污泥是一級危險物質，會對環(huán)境造成二次污染。同時，現(xiàn)有處理方法無法實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，鉻 資源被當作廢棄物而浪費掉。此外，該方法存在廢水難以穩(wěn)定達標排放、處理水不能回用、 鉻污泥處置和回收困難等問題。


【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術所存在的不足，提供一種含鉻廢水污染物零排 放的處理方法，以實現(xiàn)鉻的資源化利用和廢水的零排放。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的含鉻廢水污染物零排放的處理方法，包括以下 步驟：
[0011] 1)在常溫下，先將過濾后的含鉻廢水調節(jié)PH值8?11，再用弱酸性陽離子交換樹 脂進行離子交換，吸附除鉻以外的物質，并使廢水中鉻離子轉化為六價鉻，弱酸性陽離子交 換樹脂用硫酸溶液洗脫再生，所得再生液中和處理后排放；
[0012] 2)在常溫下，將弱酸性陽離子交換樹脂處理過的含鉻廢水調節(jié)PH值為8?11，再 用強堿性陰離子交換樹脂進行離子交換，吸附廢水中的鉻離子，當處理后的出水中總鉻和 Cr6+含量小于0. 05mg/L及電導率小于150ys/cm時，回用到工業(yè)循環(huán)水；強堿性陰離子交 換樹脂用氫氧化鈉溶液進行洗脫，得到鉻酸鈉溶液；
[0013] 3)將步驟2)中得到的鉻酸鈉溶液用強酸性陽離子交換樹脂脫鈉，得到可回收或 回用的鉻酸溶液，強酸性陽離子交換樹脂用硫酸溶液洗脫再生，所得再生液中和處理后的 水以污染物零排放。
[0014] 本發(fā)明步驟1)中，所述弱酸性陽離子交換樹脂選自型號為D151、XAD-7、DK110或 724樹脂；優(yōu)選DK110弱酸性陽離子交換樹脂。
[0015]本發(fā)明步驟2)中，所述強堿性陰離子交換樹脂為含咪唑結構的聚苯乙烯樹脂。其 結構式如下所示：

【權利要求】
1. 一種含鉻廢水污染物零排放的處理方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 在常溫下，先將過濾后的含鉻廢水調節(jié)PH值8?11，再用弱酸性陽離子交換樹脂進 行離子交換，吸附除鉻以外的物質，并使廢水中鉻離子轉化為六價鉻，弱酸性陽離子交換樹 脂用硫酸溶液洗脫再生，所得再生液中和處理后排放； 2) 在常溫下，將弱酸性陽離子交換樹脂處理過的含鉻廢水調節(jié)PH值為8?11，再用 強堿性陰離子交換樹脂進行離子交換，吸附廢水中的鉻離子，當處理后的出水中總鉻和Cr6+含量小于〇. 〇5mg/L及電導率小于150 ii s/cm時，回用到工業(yè)循環(huán)水；強堿性陰離子交換樹 脂用氫氧化鈉溶液進行洗脫，得到鉻酸鈉溶液； 3) 將步驟2)中得到的鉻酸鈉溶液用強酸性陽離子交換樹脂脫鈉，得到可回收或回用 的鉻酸溶液，強酸性陽離子交換樹脂用硫酸溶液洗脫再生，所得再生液中和處理后的水以 污染物零排放。
2. 根據(jù)權利要求1所述的含鉻廢水污染物零排放的處理方法，其特征在于：步驟1) 中，所述弱酸性陽離子交換樹脂選自型號為D151、XAD-7、DK110或724樹脂。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的含鉻廢水污染物零排放的處理方法，其特征在于：步驟 2) 中，所述強堿性陰離子交換樹脂為含咪唑結構的聚苯乙烯樹脂。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的含鉻廢水污染物零排放的處理方法，其特征在于：步驟 3) 中，所述強酸性陽離子交換樹脂為732強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂或NKC-9大孔強 酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。
【文檔編號】C02F1/62GK104355365SQ201410608977
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】吳啟兵, 劉漢杰, 吳高明, 杜健敏, 張道權 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司