专利名称：一种含钒废水处理方法
技术领域：
本发明属于工业废水处理领域，尤其涉及到含铬和氨氮的废水处理方法。
背景技术：
含铬和钒的废水，尤其是沉钒废水的治理及回收是当今国际一大难题，很 多厂家采取直接排放浇渣或还原后不回收钒、铬的方法，仅是不同程度的把有 害物从液体转移到固体，未从根本上治理回收有害物质。
在申请号为98112468.2的中国专利申请《 一种树脂吸附提钒方法》中公开 了一种用大孔弱碱性阴离子交换树脂直接浸入含钒矿浆中吸附提取钒的方法， 使用种类为D301R、 D301、 D370、 D371的树脂，该方法效率低，排污髙。
在《D201X4树脂吸附铬(VI)的研究》(化学研究与应用2002年8月第 14巻第4期；463—466)中采用D201X4树脂吸附铬的处理方法，但此法吸附 不彻底吸附余液不易达排放标准。
在《三氧化二钒废水的处理研究》(昆明理工大学学报理工版2002 ( 27); 第1期；83-85)中公开了一种用还原法处理含钒和铬的废水的方法，此法处理 成本很高，废物回收困难且不易回收完全。
由上可见，目前为止，还没有公开能很好地回收铬、钒或同时回收钒铬， 并且排放废水中铬和钒能达标的含钒、铬废水回收处理方法。现有以处理含铬 或钒废水的各种方法存在产物不达标、浪费原料药品、处理工作量大、能耗高 等缺点。本领域需要开发出能克服上述缺陷的，尤其是回收率高、排污率低的 处理方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种髙效的含钒废水处理方法。本发明方法使用罗门 哈斯的IRA96RF大孔阴离子交换树脂吸附含铬和钒废水中的铬和钒，该方法包 括以下步骤
a、 将废水的pH值调节至7.0以下；
b、 将a所得溶液过阴离子交换树脂；
C、往b步骤过柱后的阴离子交换树脂中加入解吸剂得解吸液；
d、 将步骤C所得洗脱液进行沉钒处理，得含钒滤饼和含络滤液；
e、 将步骤d沉钒所得滤饼用碱溶液浸泡得钒溶液，再进行水解沉钒或铵盐 沉钒；
f、 将步骤d所得含铬滤液进行处理以回收铬。
其中，上述方法步骤a中的pH值优选为1.5 4.0， 2.5左右最佳。
其中，上述方法步骤c中的解吸剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水、
氨气中至少一种。解吸剂的作用主要是使体系pH值大于7以达到解吸的目的，
优选为pH值大于9，解吸剂的用量根据pH值要求容易确定。
其中，上述方法中的阴离子交换树脂柱为IRA96RF阴离子交换树脂柱。 其中，上述方法步骤d中的沉钒为水解沉钒、加铵盐沉钒或加铁盐沉钒。
进一步的，上述方法加铁盐沉钒时使用的铁盐为三价铁盐。通常使用硫酸铁，
其用量容易用本领域常识计算得出。
其中，上述方法步骤e中的碱溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。浸泡时应 使体系pH值〉7，较好的浸出条件为pH值〉9。
其中，上述方法步骤f中对含铬滤液的处理方法为含铬滤液用硫的低价化 合物还原得到氢氧化铬沉淀，过滤，滤饼洗涤后煅烧得三氧化二铬。其用量容 易用本领域常识计算得出， 一般使用硫化钠。
其中，上述方法步骤f中对含铬滤液的处理方法还可为如果含铬滤液为氨 水或通氨气解吸所得，则可蒸发制取络的铵盐，进而可煅烧制取三氧化二铬。
本发明的有益效果在于本发明方法简单易用、对设备要求低、操作方便、 成本低廉，创造性地将树脂吸附和其他处理手段有机地结合得到系统处理方法， 各步骤的顺序何相互衔接非常科学，主要适用于沉钒废水的处理，尤其适用于 铬含量较高的沉钒废水的处理。经本发明方法处理后的废水溶液中VS、lmg丄'1， Cr"〈0.5mg丄—1，均能达到国家排放标准，尤其适用于酸性沉钒废水的处理。本 发明方法在处理废水达标的同时，可髙效地回收得到钒和铬，经处理后的废水 溶液还可回收铵盐、钠盐。本发明大大降低治理成本，同时能髙效率地将废物 重新回收利用，优于现有方法，具有很好的社会效益和经济效益。
图1为本发明方法的离子交换吸附装置示意图，其中的箭头表示流向。 以下通过实施例形式的具体实施方式
对本发明的上述内容再作进一步的详 细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于 本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施例方式
实施例一 本发明方法树脂筛选试验
使用巿售的IRA96RF、 717 (D201X7)、 711 (D201X4)、 D301、 D901等 型号的阴离子交换树脂进行预试验。
分别用100glRA96RF、 717、 711、 D301、 D 901进行静态吸附试验，在各 自最佳吸附条件下吸附lg丄d的钒液，当吸附率达98。^;时分别用时3.0h、 3.5h、 >5.0h、 >5.0h、 >5.0h。
分别用100glRA96RF、 717、 711、 D301、 D卯l进行定时吸附试验，在各 自最佳吸附条件下吸附1 g丄'1的钒液,3小时后吸附钒量分别为7.3g、7.3g、4.7g、 4.7g、 4.8g。
分别用100glRA96RF、 717、 711、 D301、 D 901进行动态吸附C一+的试验， 在各自最佳吸附条件下吸附，用相同浓度的铬溶液并以相同流速经过树脂柱， 使吸附余液铬不达标的最长时间分别为6h、 5h、 <4h、 <4h、 <4h。
试验结果表明美国罗门哈斯公司出品的IRA96RF具有以下优点吸附速度 快、吸附量大、钒铬吸附彻底等优点，并且成本低廉。符合本发明方法的要求。 实施例二用本发明方法处理含有钒和铬的溶液
将pH值2.5左右含有六价铬200mg丄'1、五价钒34 mg丄'1的酸性沉钒废水 通向装有pH值调至2.5的150g罗门哈斯IRA96RF大孔阴离子交换树脂的交换 柱并控制流速为SOmLmiiT1,共吸附废水30L,吸附余液中V"dmg丄-1， Cr6+<0.5 mg丄人达国家排放标准，用40ml40X氢氧化钠解吸，再用40ml含铬、钒浓度 较低解吸液清洗树脂，最后用60ml水慢速清洗树脂。开始解吸得到的约30ml 为钒铬达标水，中间解吸的约有70ml为浓解吸液，最后40ml为含铬、钒浓度 较低解吸液。
将质量为钒2.5倍的硫酸铁配成溶液加入至浓解析液中并调节pH值至5左 右，过滤得钒酸铁滤饼和含铬的滤液，此滤饼再用氢氧化钠(浓度不要求)溶 液浸滤饼得pH值WO钒溶液，钒收率>95%，沉钒后五氧化二钒纯度>98%。
而含铬的滤液中钒含量〈20mg丄"，用18g硫化钠还原得到氢氧化铬沉淀， 过滤洗涤后于IOOO'C煅烧1小时，煅烧产品再经洗涤烘干得含量>97%三氧化二 铬，洗涤液返回再经IRA96RF树脂循环处理，以回收剩余的钒铬铬并使排放液 达标。
实施例三用本发明方法处理含有钒和铬的溶液
将pH值2.5左右含有六价铬1.44g丄—1、五价钒0.12g丄'1的酸性沉钒废水通 向装有pH值调至2.5的150g罗门哈斯IRA96RF大孔阴离子交换树脂的交换柱 并控制流速为10ml.miiT1,共吸附废水4.0L,吸附余液中V5+<lm&lA Cr6+<0.5 mg丄—1,达国家排放标准，用50ml28X氨水解吸，再用40ml含铬、钒浓度较低 解吸液慢速清洗树脂，最后用60ml水慢速清洗树脂。解吸时开始解吸的约30ml 为钒铬达标水，中间解吸的约有70ml为浓解吸液，最后40ml为含铬、钒浓度 较低解吸液。
将质量为钒2.5倍的硫酸铁配成溶液加入至浓解析液中并调节pH值至5左 右，过滤得钒酸铁滤饼，此滤饼再用氢氧化钠溶液浸得pH值>10的含钒溶液， 钒收率>95%,沉钒后五氧化二钒纯度>98%。
含铬的滤液钒含量〈20mg丄入蒸发可得到铬的结晶铵盐，铬的铵盐于300 'C下转化为三氧化二铬后再经IIOO'C煅烧1小时，煅烧产品再经洗涤烘干得含 量>97%三氧化二铬，洗涤液返回再经IRA96RF树脂循环处理，以回收剩余的 钒铬并使排放液达标。
由上述实例可见，本发明方法简单易用、设备要求低、操作方便、成本低 廉，经过处理后的余液中VS+〈lmg丄'1， Cr6+<0.5 mg丄'1均能达到国家排放标准， 并能大大提高钒、铬回收率。本发明方法大大降低治理成本，同时能高效率地 将废物重新回收利用，具有很好的社会效益和经济效益。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段， 在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、 替换或变更。
权利要求
1、一种含钒废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤a、将废水的pH值调节至7.0以下；b、将a所得溶液过阴离子交换树脂柱；c、往b步骤过柱后的阴离子交换树脂柱中加入解吸剂以得到解吸液；d、将步骤c所得解吸液进行沉钒处理，得含钒滤饼和含铬滤液；e、将步骤d沉钒所得滤饼用碱溶液浸泡得钒溶液，再进行水解沉钒或铵盐沉钒；f、将步骤d所得含铬滤液进行处理以回收铬。
2、 根据权利要求1所述的含钒废水的处理方法，其特征在于步骤a所述 pH值为1.5-4.0。
3、 根据权利要求1所述的含钒废水的处理方法，其特征在于步骤c所述 解吸剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氨气中的至少一种。
4、 根据权利要求1述的含钒废水的处理方法，其特征在于所述阴离子交 换树脂柱为IRA96RF阴离子交换树脂柱。
5、 根据权利要求1所述的含钒废水的处理方法，其特征在于步骤d所述 沉钒为水解沉钒、加铵盐沉钒或加铁盐沉钒。
6、 根据权利要求1所述的含钒废水的处理方法，其特征在于步骤e所述 碱溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
全文摘要
本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种含钒废水处理方法，本发明方法包括以下步骤a.将含铬和钒的废水调节至pH值＜7.0；b.将a所得废水过离子交换树脂柱；c.往b步骤的树脂中加入解吸剂得解吸液；d.将步骤c所得洗脱液进行沉钒，过滤得滤液和滤饼；e.将步骤d所得含铬滤液进行处理制取铬产品；f.将步骤d铁盐沉钒所得滤饼用碱溶液浸泡得钒溶液再进行水解沉钒或铵盐沉钒。本发明方法简单易用、设备要求低、操作方便、成本低廉，具有很好的社会效益和经济效益，具有很好的市场前景。
文档编号C02F1/58GK101113062SQ200710128978
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月26日 优先权日2006年7月27日
发明者何大涛, 彭启惠, 边红菊, 边绍贵 申请人:边绍贵