一种利用铁水预处理脱硫渣处理含铬重金属废水的方法与流程

本发明属于工业废渣的资源化利用及工业废水处理技术领域，具体涉及一种利用铁水预处理脱硫渣处理含铬重金属废水的方法。

背景技术：

重金属污染已经成为当前危害最大的水污染问题之一，其中六价铬是毒性较大的一类污染元素。由于部分加工企业盲目排放超标含铬废水，已对区域水体和生态系统造成严重的环境污染且已经危害到了人类的生存和健康。

目前，含铬重金属废水的处理方法有化学还原法、电渗析法、吸附法、生物法、膜法、离子交换法等，其中化学还原法应用最为广泛，常用的还原剂主要有SO₂、FeSO₄ 、Na₂SO₃、NaHSO₃、Fe等，如何选择一种高效、价廉的还原剂是化学还原法的关键。

铁水预处理脱硫渣是在钢铁企业铁水预脱硫工序中产生的一类废渣，它的特点是含铁量很高，总铁含量在50%以上，且金属铁的含量可达20%-40%。

铁水预脱硫渣中的细粒铁含S量高，不适宜返回炼铁或炼钢使用，因此目前钢铁企业主要回收渣中5mm以上的金属铁，选铁后的尾渣废弃或堆存，渣中的细粒铁和其它有效成分没有得到充分利用。

选铁后的铁水预处理脱硫渣中的大量细铁粒，以及渣中含有的FeO、CaS、C等还原性物质，可以用于作为含铬重金属废水还原处理的还原剂。

另外，选铁尾渣中的碱性物质CaO、MgO和CaS，可以作为含铬重金属废水中三价铬及其它重金属离子的沉淀剂。

综上所述，铁水预处理脱硫渣可作为一种低成本的含铬重金属废水处理材料，实现“以废治废”。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用铁水预处理脱硫渣处理含铬重金属废水的方法，既可使铁水预处理脱硫渣得到充分利用，又可降低废水的处理成本。

一种利用铁水预处理脱硫渣处理含铬重金属废水的方法,包括如下步骤：

步骤1：干法弱磁选选出铁水预处理脱硫渣中的磁性铁，将选出的磁性铁进行筛分，大于5mm以上的返回炼钢厂使用，粒度小于5mm的磁性铁用于废水还原处理，选铁尾渣用作重金属沉淀剂；

步骤2：将步骤1所述的粒度小于5mm的磁性物与含铬重金属废水进行反应，然后用酸调节废水pH值为1~3，反应温度为常温，反应完全后，水中的Fe³⁺以Fe(OH)₃形式沉淀，通过沉淀处理，澄清后的废水进行下一步处理，沉淀污泥进行回收利用；

步骤3：步骤2澄清后废水进入中和反应池，使废水中其它重金属离子通过沉淀从废水中移除，在废水中加入步骤1所述的选铁尾渣，利用选铁尾渣调节废水的pH值为7~10，反应温度为常温，反应10~30min，最后进行固液分离，得到处理出水。

根据本发明实施例，步骤2所述的磁性物与含铬重金属废水进行反应所使用的反应器可以为固定床反应器或机械混合式反应器，当使用固定床反应器时，水力停留时间为2~12h，当使用机械混合式反应器时，机械混合时间为10~30min。

根据本发明实施例，步骤2所述的调节pH值的用酸可采用钢厂所产生的废酸。

根据本发明实施例，当使用固定床反应器时，步骤2所述的沉淀污泥进行回收利用方式是：将污泥脱水后制成氧化铁红。

根据本发明实施例，当使用机械混合式反应器时，步骤2所述的沉淀污泥进行回收利用方式是：在煅烧前通过湿法磁选先选出未反应完全的磁性铁并进行循环利用，然后将污泥脱水制成氧化铁红。

根据本发明实施例，步骤3所述的固液分离是沉淀或过滤。

本方法利用废渣还原沉淀处理含铬重金属废水中的重金属，因此当废水中还含有COD、BOD、氰化物等其它污染物时，可联合常规的絮凝沉淀、生物法、吸附法等处理方法处理，使出水水质达标。

本发明的有益效果是：（1）充分利用了铁水预处理脱硫渣的性质特点，将其用于含铬重金属废水的处理，既可以降低废水的处理成本，又实现了废渣的减量化，达到了“以废治废”的目的；（2）与铁屑法处理相比，铁水预处理脱硫渣中的磁性铁不需进行除油、除杂等预处理而可以直接使用，且其形状为块状，比碎屑状的铁屑更方便使用，另外其还含有少量S^2-，也可以起到还原作用，具有比铁屑更好的还原效果；（3）使用一种工业废弃物即可以实现同时对多种重金属的处理；（4）使用选铁后的铁水处理脱硫渣尾渣代替NaOH用于重金属离子的沉淀可少加或不加絮凝剂，因为渣中溶出的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等多价离子以及渣本身的吸附作用有利于胶体脱稳。

具体实施方式

下面详细描写本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

某厂含铬重金属废水水质为：pH=4.2，总铬浓度100mg/L，六价铬浓度60 mg/L，总铜20 mg/L。将从铁水预脱硫渣磁选选出的小于5mm的磁性物加入到废水中，加入量为3g/L，调节pH=1.5，在机械搅拌式反应池中使物料与废水混合均匀，10min后停止反应并通过沉淀池进行固液分离，澄清后的废水进入中和反应池，在中和反应池中加入铁水预脱硫选铁尾渣，调节废水pH=8.5，继续搅拌15min，最后进入沉淀池沉淀处理后出水。出水水质为：pH=7.5，总铬浓度1mg/L，六价铬浓度0.12 mg/L，总铜0.3mg/L，达到国家污水综合排放标准。

实施例2

某厂含铬重金属废水水质为：pH=4，总铬浓度20mg/L，六价铬浓度15 mg/L，COD=180 mg/L，SS=150 mg/L。用从铁水预脱硫渣磁选选出的小于5mm的磁性物置于固定床反应器中，反应器有效容量24m³，调节废水pH=2，废水连续注入反应器中，水力停留时间3h，出水通过沉淀池进行固液分离，在澄清后的废水中加入铁水预脱硫选铁尾渣，调节废水pH=8，继续搅拌15min后，进入沉淀池沉淀处理，沉淀池出水进一步通过絮凝沉淀处理。最终出水水质为：pH=7.0，六价铬浓度0.05mg/L，COD=30 mg/L，SS=50 mg/L，达到国家污水综合排放一级标准。

上述实施例的说明只是用于理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。