专利名称：：用钢渣吸附处理含铬废水的方法
技术领域：
：本发明属于工业废水处理及资源化利用领域，涉及一种用炼钢废弃物一钢渣对含铬废水的吸附处理技术。
背景技术：
：近年来，随着工业化进程中各种材料和工艺的引入，工业排水中铬急剧增加，主要以Cr(VI)和Cr(III)两种形式存在，对人类健康和生态环境的危害严重，污水处理厂污染物排放标准规定总铬的最高允许排放浓度为0.lmg/L。在含铬废水处理中，吸附法由于所需采用的工艺操作简单，应用十分广泛，传统的活性炭吸附剂成本高且再生困难，本发明采用钢渣作为吸附剂可以大幅度的降低处理成本。钢渣是炼钢生产中仅次于高炉渣的第二大固体副产品，约占粗钢产量的12%15%，主要的化学成分有Ca0、Si02、Al203、Fe0、Fe203、Mg0等，场发射扫描电镜显示，其表面是粗糙且边缘不齐的层叠状结构，粗糙表面可增大钢渣与溶液中污染物质的接触面积，有利于钢渣吸附去除污染物质，具有良好的吸附性能。对钢渣浸出液进行浸出毒性测定，结果表明各项指标均未超过限定范围，不会造成环境生态风险。
发明内容本发明的目的是提供一种效果好、成本低的含铬废水吸附处理方法，并可以在吸附柱中连续稳定运行，处理后的出水可以达到污水处理厂污染物排放标准，吸附柱中处理过含铬废水的钢渣吸附剂不需要运用洗脱剂解吸再生，可直接进入工业废弃物处理处置系统，用作建筑材料，不会存在生态风险造成二次污染。本发明的目的是按照以下技术方案解决的利用钢渣表面粗糙且边缘不齐呈层叠状结构的特点，本发明采用钢渣吸附处理含铬废水，由于钢渣含有大量金属元素，反应后的溶液能够缓冲至碱性范围，Cr(III)能够通过沉淀吸附去除，Cr(VI)可通过加入Fe(II)形成钢渣/Fe(11)体系还原成Cr(III)后去除，具体方法步骤如下，按以下步骤顺序进行1.将钢渣研磨、筛选，称取一定质量钢渣置于反应瓶中；2.量取含铬废水加入反应瓶中；3.将反应瓶置于振荡器中充分混合；4.固液分离，分离出废钢渣，得到处理出水。步骤1中，粒径的大小是处理效果的关键，钢渣研磨后，其粒径以小于30目为佳，若粒径过大处理效果将受到影响，若条件允许，粒径越小处理效果越好；步骤2中若处理含Cr(VI)废水还需加入含Fe(II)溶液，可选用FeCl2、FeS04等；步骤3中，钢渣与污染物质的质量比是应该控制的处理条件，使系统中钢渣/铬质量比不小于25:1，若选取较大的钢渣/污染物质质量比可以縮短反应时间，若选取的钢渣/污染物质质量比较大，将会影响处理效果；该步骤中的反应温度不需调节，在室温下进行即可；该步骤中的PH值不需调节。；步骤4中，固液分离的方法可选范围很多，可采用沉淀分离或离心，并将废钢渣按照常规方法脱水，进行回收。在产业上应用，可以通过增大钢渣与铬浓度比、减小钢渣粒径等来提高吸附效果，只要满足前面所述的条件(比例)即可。本发明有益效果是(1)钢渣对Cr(III)的去除效果很好，去除率均可达99.0%以上，出水浓度均在0.lmg/L以下。当体系中存在还原剂Fe(II)时，Cr(VI)可以先被还原为Cr(III)而被钢渣去除。(2)整个处理过程不需人为调节废水pH值，处理效果稳定。(3)取吸附铬后的钢渣进行XRF半定量及XRD物相分析，Cr主要以铬氧化物Cr(^、Cr03以及与Ca、Fe形成的复杂金属氧化物形式存在。这种结合相当的紧密，在pH值分别为5、7、9的条件下分别对已达到吸附饱和的钢渣进行解吸附实验，均未能检测到Cr(III)溶出，不会对环境造成二次污染，处理过含铬废水的钢渣同样可以用作建筑材料。(4)本技术既能回用工业废弃物钢渣，又能降低含铬废水处理成本，达到了"以废治废"的效果。具体实施例方式结合以下具体实施例，对本发明进行进一步说明。实施例1称取30目钢渣于250mL聚丙烯锥形瓶中，再量取100mL不同浓度的含铬溶液，钢渣投加量5g/L，转速为180rpm，反应温度为28±2°C。回旋振荡反应一定时间后取样，在3500rpm条件下离心lOmin，过O.45ym纤维素膜后测定滤液中铬浓度。铬浓度用原子吸收分光光度法测定，波长357.87nm，空气流量10.00L/min，乙炔流量3.30L/min。测试前加入NH4C1，以增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，并抑制Fe、Al、Mg等干扰。表1钢渣对不同浓度价态的含铬溶液处理效果编号铬价态进水浓度(mg/L)出水浓度Cmg/L)钢渣/铬质量比反应时间(min;i1III500.04100:1602III1000.0850:1903III1500.0733:13004III2000.0925:19005VI画0.0750:1%实施例2称取不同粒径钢渣于250mL聚丙烯锥形瓶中，再量取100mL浓度为100mg/L的含铬溶液，钢渣投加量5g/L，转速为180rpm，反应温度为28士2t:，钢渣/铬质量比为50:1。回旋振荡反应120min后取样测，在3500rpm条件下离心10min，过0.45ym纤维素膜后测定滤液中铬浓度。铬浓度用原子吸收分光光度法测定，波长357.87nm，空气流量10.00L/min，乙炔流量3.30L/min。测试前加入NH4C1，以增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，并抑制Fe、Al、Mg等干扰。表2不同粒径钢渣对含铬溶液处理效果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例3称取30目钢渣于250mL聚丙烯锥形瓶中，再量取100mL浓度为100mg/L的含铬溶液，钢渣投加量5g/L，反应温度为28士2t:，钢渣/铬质量比为50:1。不同转速下，回旋振荡反应120min后取样，在3500rpm条件下离心10min，过0.45ym纤维素膜后测定滤液中铬浓度。铬浓度用原子吸收分光光度法测定，波长357.87nm，空气流量10.00L/min，乙炔流量3.30L/min。测试前加入NH^1，以增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，并抑制Fe、Al、Mg等干扰。表3不同转速下钢渣对含铬溶液处理效果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例4称取30目钢渣于250mL聚丙烯锥形瓶中，再量取100mL浓度为100mg/L的含铬溶液，钢渣投加量5g/L，转速为180rpm，钢渣/铬质量比为50:1。不同反应温度下回旋振荡反应120min后取样，在3500rpm条件下离心10min，过0.45ym纤维素膜后测定滤液中铬浓度。铬浓度用原子吸收分光光度法测定，波长357.87nm，空气流量10.00L/min，乙炔流量3.30L/min。测试前加入NH^1，以增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，并抑制Fe、Al、Mg等干扰。表4不同温度下钢渣对含铬溶液处理效果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例5搭建动态吸附柱，吸附柱材质为有机玻璃，直径为1.4cm，柱高为55cm，其中钢渣填充高度为50cm，超高5cm。为了达到布水均匀，采用下进水上出水的模式，进水箱中为100mg/L的含铬废水，将废水用蠕动泵注入吸附柱内，取样口设置在吸附柱壁上。取样在3500rpm条件下离心10min，过0.45ym纤维素膜后测定滤液中铬浓度。铬浓度用原子吸收分光光度法测定，波长357.87nm，空气流量10.00L/min，乙炔流量3.30L/min。测试前加入NH4C1，以增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，并抑制Fe、Al、Mg等干扰。测定上清液中铬浓度均在O.lmg/L以下。运用钢渣处理浓度范围50200mg/L的含铬废水，振荡反应一定时间后固液分离，上清液铬浓度均在0.lmg/L以下，达到处理标准，废钢渣按照常规方法脱水，进行回收。本发明将钢渣作为吸附剂处理含铬废水，并填充于吸附柱中，可以达到相关排放标准，并且不会造成二次污染，可以继续用作建筑材料。上述对实施例的描述是为便于该
技术领域：
的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，例如增大钢渣与铬浓度比、减小钢渣粒径等，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。权利要求一种处理含铬废水的方法，其特征在于包括以下步骤(1).将钢渣研磨、筛选，并置于反应器中；(2).将含铬废水加入反应器中；(3).使钢渣与含铬废水充分混合；(4).固液分离，分离出废钢渣，得到处理出水。2.根据权利要求l所述的方法，其特征在于步骤(1)中，钢渣研磨后的粒径小于30目。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述含铬废水中包含Cr(VI)，还加入含Fe(II)溶液。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述含Fe(II)溶液包括FeClyFeS(V5.根据权利要求l所述的方法，其特征在于步骤(3)中，系统中钢渣与铬质量比不小于25:i。6.根据权利要求l所述的方法，其特征在于步骤(4)中，固液分离采用沉淀分离的方法或离心分离的方法。全文摘要一种用钢渣吸附处理含铬废水的方法，包括以下步骤将钢渣研磨、筛选，并置于反应器中；将含铬废水加入反应器中；使钢渣与含铬废水充分混合；固液分离，分离出废钢渣，得到处理出水。所述含铬废水中包含Cr(Ⅵ)，还加入含Fe(Ⅱ)溶液。本发明是将钢渣作为廉价吸附剂用于处理含铬废水至污水处理厂污染物排放标准规定0.1mg/L以下。利用钢渣表面粗糙且边缘不齐呈层叠状结构，吸附处理Cr(Ⅲ)的效果很好，Cr(Ⅵ)可以先被还原为Cr(Ⅲ)而被钢渣去除。整个处理过程不需要调节体系pH值，处理效果稳定。解吸试验未检测出铬，不会对环境造成二次污染。本技术既可以高效、简单、低成本的处理含铬废水，还能回用工业废弃物钢渣，达到“以废治废”的效果。文档编号C02F101/22GK101774671SQ20091004510公开日2010年7月14日申请日期2009年1月9日优先权日2009年1月9日发明者周琪,王帅,谢丽申请人:同济大学