一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法
【专利摘要】本发明属于废水与固废处理技术领域，具体涉及一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法。本发明是向钒工业废水中加入镁法脱硫废弃物并进行搅拌，用酸调节pH=1.0?3.0，控制氧化还原电位≥270mv，反应10?30min，反应过程中将高价态的钒和铬还原为低价态，向还原后的废水中加入易溶性镁盐并继续搅拌，待易溶性镁盐全部溶解后，持续搅拌并加入适量磷源，用碱调节pH=9.0?10.0，反应时间10?30min，使废水中的钒、铬及氨氮共同沉淀，静置0.5?3.0h，得到的沉淀物经压滤脱水，得到的滤液及上清液作为出水。本工艺处理效果好，流程短，处理速度快，成本低廉，以现有设备便可应用，无需增加基建费用。
【专利说明】
一种采用镆法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法
技术领域 [0001] 本发明属于废水与固废处理技术领域，具体涉及一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业 废水的方法。
【背景技术】
[0002] 钒有金属"维生素"之称，广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂及有机化工 的催化剂等。目前，其主要产品五氧化二钒的生产工艺多为钠化焙烧工艺，该工艺主要流程 为:钒渣破碎-钠化焙烧-水浸提钒-浸出液净化-酸性铵盐钒-熔化分解，最终得到片状五氧 化二钒。该工艺产生大量高污染酸性废水，其特点为盐度高、排放量大、重金属含量较高，对 环境危害极大，根据《GB 26452-2011钒工业污染物排放标准》要求，该废水中总铬、六价铬、 总钒及氨氮严重超标（CTCr=3500-4500mg/L，C Cr6+=3300-3800mg/L，Cv5+=50-200mg/L，C nh3-N= 2800-4000mg/L)。目前，该类废水常见的处理方法有蒸发浓缩法结晶法、还原中和沉淀法、 电解还原沉淀法、离子交换法、吸附处理法和液膜分离法等。这些方法虽有一定的效果，但 普遍存在着处理成本高、处理效率低、易产生二次污染和不能完全达标排放等问题。目前应 用较广的方法为还原中和沉淀法，该方法通常以大量亚铁盐或亚硫酸盐作为还原剂，该方 法技术成熟，处理量大，效果较好，但用药量较大，成本较高。
[0003] 镁法烟气脱硫工艺是将氧化镁加水后经一段时间的熟化从而制成一定浓度的氢 氧化镁吸收浆液，该浆液在吸收塔中与烟气接触并吸收脱除其中的二氧化硫，主要特点是 脱硫效率高，基建费用低，不结垢，无二次污染。其最终脱硫产物常用的处理方式有两种:一 种是将吸收饱和的浆液强制氧化直接排放，或结晶制备硫酸镁，该方法需增加氧化设备，增 加基建费用，且制备的硫酸镁品质不佳;另一种方法是将脱硫产物脱水后加热分解，可重新 得到氧化镁和二氧化硫，前者作为脱硫剂可循环使用，后者可生产硫磺或硫酸，该方法操作 复杂，且脱硫阶段需投加除氧剂以降低脱硫产物热解温度，投资较大。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水 的方法，目的是通过将废水治理和烟气治理相结合，实现自产自销、以废治废，从而产生明 显的经济效益、社会效益及环境效益。
[0005] 实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行： (1) 将钒工业废水引入还原反应池，向钒工业废水中加入镁法脱硫废弃物并进行搅拌， 用酸调节pH=l .〇-3.0，控制氧化还原电位(01^)彡27〇1]1￥，反应1〇-3〇111；[11，反应过程中将高价 态的钒和铬还原为低价态； (2) 将还原后的废水引入沉淀池，向还原后的废水中加入易溶性镁盐并继续搅拌，待易 溶性镁盐全部溶解后，持续搅拌并加入磷源，用碱调节pH=9.0-10.0，反应时间10-30min，使 废水中的钒、铬及氨氮共同沉淀，静置0.5-3.0h，得到的沉淀物经压滤脱水，得到的滤液及 上清液作为出水，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，所述的钒工业废水为V2O5及其盐类生产废水，水量为500-900t/d，pH=l-3为 强酸性，出水温度50-100°C，其中的主要污染物指标：(：1=3500-450011^/1 ;(^6+=3300-3800mg/L; Cv5+=50-200mg/L，Cnh3-N=2800-4000mg/L。
[0007] 所述的镁法脱硫废弃物是湿式氧化镁的脱硫废弃物，其加入量为钒工业废水中 Cr6+和V5+总质量的5-10倍。
[0008] 所述的调pH的酸是硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。
[0009] 所述的易溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁、氧化镁中的一种或几种，其加入量为还原后 废水的氨氮摩尔量的〇. 5-1.5倍。
[0010] 所述的磷源为磷酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种或几种，其加入 量为还原后废水的氨氮摩尔量的0.5-1.5倍。
[0011] 所述的调pH的碱是氢氧化钠。
[0012] 所述的出水与生活污水混合进行后续处理。
[0013] 与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是： 本发明的技术方案是将钒工业废水中的主要污染物钒、总铬、六价铬、氨氮及磷同步去 除，大大简化了现有的钒工业废水处理流程和处理时间，处理后的废水澄清透明，其中钒、 总铬、六价铬均达到国家标准GB 26452-2011，氨氮及磷显著降低，出水的CNH3-N<150mg/L、 CTP<15mg/L，可与生活污水混合处理。
[0014] 本发明实现了脱硫固体废弃物的资源化利用，既降低了废水处理成本，也解决了 镁法脱硫废弃物的污染及占地问题，对于钢铁冶炼企业更是可以将废水治理和烟气治理相 结合，实现自产自销，以废治废，具有较高的环境效益、经济效益及社会效益。
[0015] 与现有工艺相比，本工艺处理效果好，流程短，处理速度快，成本低廉，以现有设备 便可应用，无需增加基建费用。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的工艺流程图； 图2为本发明实施例中采用的镁法脱硫废弃物XRD谱图。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过实例对本发明所述的方法和技术加以说明，实际应用中，不限于此。
[0018] 本发明实施例中采用的镁法脱硫废弃物XRD谱图如图2所示，是湿式氧化镁的脱硫 废弃物，其主要元素成分表如表1所示。
[0019] 实施例1 本实施例的采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，如图1所示，按照以下步骤进 行： (1) 将河北某厂的钒工业废水引入还原反应池，向钒工业废水中加入镁法脱硫废弃物 并进行搅拌，镁法脱硫废弃物加入量为钒工业废水中Cr 6+和V5+总质量的10倍，用硫酸调节 pH=3.0，控制0RP300mv，反应30min，反应过程中将高价态的钒和铬还原为低价态； (2) 将还原后的废水引入沉淀池，向还原后的废水中加入易溶性镁盐氯化镁并继续搅 拌，氯化镁的还原后废水的氨氮摩尔量的〇. 5-1.5倍，待氯化镁全部溶解后，持续搅拌并加 入磷酸三钠，磷酸三钠加入量为还原后废水的氨氮摩尔量的0.5倍，用氢氧化钠调节pH= 9.0,反应时间30min，使废水中的钒、铬及氨氮共同沉淀，静置0.5h，得到的沉淀物经压滤脱 水，得到的滤液及上清液作为出水，出水中CTCr =0 · 3lmg/L、Ccr6+=O · 07lmg/L、Cv5+=O · 065mg/ L、Cnh3-ν=120· 40mg/L、CTp=9 · 5mg/L，可与生活污水混合处理。
[0020] 其中，所述的钒工业废水为V2O5生产废水，工厂水量为800t/d，pH=l-3为强酸性， 出水温度 50-100°C，其中的主要污染物指标:CTCr =4500mg/L;CCr6+=3350mg/L;Cv 5+=174mg/ L，Cnh3-n=305 lmg/L。
[0021] 实施例2 本实施例的采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，如图I所示，按照以下步骤进 行： (1) 将黑龙江某厂的钒工业废水引入还原反应池，向钒工业废水中加入镁法脱硫废弃 物并进行搅拌，镁法脱硫废弃物加入量为钒工业废水中Cr 6+和V5+总质量的8倍，用盐酸调节 pH=2.5,控制0RP270mv，反应lOmin，反应过程中将高价态的钒和铬还原为低价态； (2) 将还原后的废水引入沉淀池，向还原后的废水中加入硫酸镁并继续搅拌，待硫酸镁 全部溶解后，持续搅拌并加入磷酸，磷酸加入量为还原后废水的氨氮摩尔量的1.5倍，用氢 氧化钠调节pH=9.5,反应时间lOmin，使废水中的钒、铬及氨氮共同沉淀，静置2h，得到的沉 淀物经压滤脱水，得到的滤液及上清液作为出水，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，可与生活污水混合处理。
[0022] 所述的钒工业废水为钒盐类生产废水，水量为900t/d，pH=l_3为强酸性，出水温 度50-100 °C，其中的主要污染物指标:CTCr =4432mg/L; Ccr6+=3309mg/L; Cv5+=168mg/L，CNH3-N= 3950mg/L〇
[0023] 实施例3 本实施例的采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，如图I所示，按照以下步骤进 行： (1) 将黑龙江某厂的钒工业废水引入还原反应池，向钒工业废水中加入镁法脱硫废弃 物并进行搅拌，镁法脱硫废弃物加入量为钒工业废水中Cr 6+和V5+总质量的5倍，用硝酸调节 pH=l. O，控制0RP350mv，反应20min，反应过程中将高价态的钒和铬还原为低价态； (2) 将还原后的废水引入沉淀池，向还原后的废水中加入氧化镁并继续搅拌，氧化镁加 入量为还原后废水的氨氮摩尔量的1倍，待氧化镁全部溶解后，持续搅拌并加入磷酸氢二 钠，磷酸氢二钠加入量为还原后废水的氨氮摩尔量的1倍，用碱调节pH=10.0，反应时间 20min，使废水中的钒、铬及氨氮共同沉淀，静置3.Oh，得到的沉淀物经压滤脱水，得到的滤 液及上清液作为出水，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，可与生活污水混合处理。
[0024] 所述的钒工业废水为钒盐类生产废水，水量为900t/d，pH=l_3为强酸性，出水温 度50-100 °C，其中的主要污染物指标:CTCr =4432mg/L; Ccr6+=3309mg/L; Cv5+=168mg/L，CNH3-N= 3950mg/L〇
[0025] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施案例，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于按照以下步骤进行： (1) 将钒工业废水引入还原反应池，向钒工业废水中加入镁法脱硫废弃物并进行搅拌， 用酸调节pH=l .〇-3.0，控制氧化还原电位彡27〇111￥，反应1〇-3〇111；[11，反应过程中将高价态的 隹凡和络还原为低价态； (2) 将还原后的废水引入沉淀池，向还原后的废水中加入易溶性镁盐并继续搅拌，待易 溶性镁盐全部溶解后，持续搅拌并加入磷源，用碱调节pH=9.0-10.0，反应时间10-30min，使 废水中的钒、铬及氨氮共同沉淀，静置0.5-3.0h，得到的沉淀物经压滤脱水，得到的滤液及 上清液作为出水，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. 根据权利要求1所述一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于 所述的钒工业废水为V2O 5及其盐类生产废水，水量为500-900t/d，pH=l-3为强酸性，出水温 度50-100°C，其中的主要污染物指标：&&=3500-450011^/1 ;(^6+=3300-380011^/1;(>5+=50-200mg/L，Cnh3-N=2800-4000mg/L。3. 根据权利要求1所述一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于 所述的镁法脱硫废弃物是湿式氧化镁的脱硫废弃物，其加入量为钒工业废水中Cr 6+和V5+总 质量的5-10倍。4. 根据权利要求1所述一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于 所述的调PH的酸是硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。5. 根据权利要求1所述一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于 所述的易溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁、氧化镁中的一种或几种，其加入量为还原后废水的氨 氮摩尔量的0.5-1.5倍。6. 根据权利要求1所述一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于 所述的磷源为磷酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种或几种，其加入量为还原 后废水的氨氮摩尔量的〇. 5-1.5倍。7. 根据权利要求1所述一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于 所述的调pH的碱是氢氧化钠。8. 根据权利要求1所述一种采用镁法脱硫废弃物处理钒工业废水的方法，其特征在于 所述的出水与生活污水混合进行后续处理。
【文档编号】C02F9/04GK105923835SQ201610438154
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】薛向欣, 方得安, 张学飞
【申请人】东北大学