一种去除冷轧含铬废水中总铬和六价铬的方法与流程

本发明属于水处理，具体涉及一种去除冷轧含铬废水中总铬和六价铬的方法。

背景技术：

1、冷轧含铬钝化等工序之后需要用纯水对带钢表面进行冲洗，冲洗带钢后的废水由于还有三价铬离子和六价铬离子，大多排放至废水站，作为冷轧含铬废水处理。该部分废水主要成分是cr3+和cr6+。

2、目前含铬废水主要采用的处理工艺主要为采用“两级还原+两级中和+沉淀”的常规工艺，还原剂为亚硫酸氢钠，中和剂为石灰或氢氧化钠。

3、化学还原沉淀法是国内外应用最早也是最广泛的一种含铬废水处理方法。该处理技术一般首先用硫酸将废水的ph值调节到2～3的酸性条件下，之后使用化学还原剂，将溶液中的六价铬还原成三价铬，然后用氢氧化钠或石灰乳调节ph值到7-9，使其生成难溶的三价铬沉淀从水体中分离出来，达到除铬的目的。申请号为cn104030478a的发明专利公开了含铬废水处理方法。包括以下步骤：(1)将含铬废水加酸，ph调节至2-3之间；(2)向酸性含铬废水中加入还原剂，将六价铬离子还原成三价铬离子；(3)将b步骤处理后的溶液加碱，ph调节至8-9之间，将三价铬离子转化成氢氧化铬沉淀。

4、新颁布的《钢铁工业污染物排放标准》(gb13456-2012)规定，冷轧排放水cr6+低于0.05mg/l，总铬低于0.1mg/l。采用目前的“两级还原中和工艺”方案，出水总铬低于1.5mg/l，cr6+低于0.5mg/l，可是这个指标难以达到排放标准。

5、因此需要开发新的工艺方案进行含铬废水的深度处理。然而到目前为止，还没专利去除冷轧含铬废水中六价铬和总铬的处理方法和工艺，处理后水质指标满足《钢铁工业污染物排放标准》(gb13456-2012)要求，cr6+低于0.05mg/l，总铬低于0.1mg/l。

6、本发明的目的就是根据冷轧含铬废水的水质水量情况，开发出经济、高效的污染物处理工艺，以循环利用节能减排为主要任务，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。

技术实现思路

1、鉴于以上，本发明提出了本发明首次提出了完整的去除冷轧含铬废水中总铬和六价铬技术方案。因此本发明属于钢铁绿色环保生产工艺系统。

2、为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种去除冷轧含铬废水中总铬和六价铬的方法，所述冷轧含铬废水水质：总铬为0.7～2.0mg/l，cr6+为0.2～0.6mg/l；包括如下步骤：

4、(1)所述冷轧含铬废水进入有机改性稻壳生物炭过滤塔，有机改性稻壳生物炭过滤塔内部装有有机改性稻壳生物炭催化剂；冷轧含铬废水从有机改性稻壳生物炭过滤塔的底部进入塔内，自下而上流出；整个有机改性稻壳生物炭过滤塔中有机改性稻壳生物炭催化剂占整个有机改性稻壳生物炭过滤塔体积的85～95％，冷轧含铬废水在有机改性稻壳生物炭过滤塔中的停留时间为17～29min；

5、(2)经过有机改性稻壳生物炭过滤塔后，所述冷轧含铬废水通过加压提升泵进入管式微滤膜；管式微滤膜膜孔径为0.2～0.3μm，压差为35～55psi；

6、(3)冷轧含铬废水经过管式微滤膜后通过排水泵达标排放。

7、进一步，经过有机改性稻壳生物炭过滤塔后，总铬为0.06～0.08mg/l，cr6+为0.02～0.04mg/l。

8、进一步，所述有机改性稻壳生物炭催化剂由以下步骤制备而成：1)将生物炭炭化：将生物炭原料烘干后马弗炉焙烧炭化，研磨；2)有机改性稻壳生物炭：配制甲醇和3-巯丙基三甲氧基硅烷的混合溶液，将稻壳炭化料浸渍其中后，清洗，烘干，得到有机改性稻壳生物炭。

9、更进一步，上述步骤1)中生物炭原料为稻壳，将稻壳先放置105℃烘箱中1～1.5h，自然冷却，稻壳放入马弗炉中，以3～5℃/min升温至515～555℃，恒温34～52min，自然冷却，最后将稻壳炭化料放入研磨机研磨成细粉，筛选100～200目的稻壳炭化料。

10、更进一步，上述步骤2)中配制甲醇和3-巯丙基三甲氧基硅烷的混合溶液为在每升甲醇溶液中加入2.1～3.4ml的3-巯丙基三甲氧基硅烷，超声10～12min。

11、更进一步，上述步骤2)中浸渍为在甲醇混合溶液中按照液固比体积比(2～3):1的比例浸置稻壳炭化料，室温下震荡时间为12～14h，过滤，用石油醚清洗3～5次，用清水清洗3～5次。

12、更进一步，上述步骤2)中浸渍清洗后的稻壳生物炭放入加热炉中，升温至67～72℃，恒温145～215min，自然冷却。

13、进一步，所述有机改性稻壳生物炭催化剂比表面积为26.3～28.5m2/g。

14、发明详述：

15、所述冷轧含铬废水为经过“两级还原+两级中和+沉淀”的出水。工艺中还原剂为亚硫酸氢钠，中和剂为石灰或氢氧化钠。本发明处理的含铬废水水质特征：总铬为0.7～2.0mg/l，cr6+为0.2～0.6mg/l。

16、一种去除冷轧含铬废水中总铬和六价铬的深度处理系统，包括进水泵、有机改性稻壳生物炭过滤塔、有机改性稻壳生物炭、提升泵、管式微滤膜、排水泵。

17、所述冷轧含铬废水通过进水泵打入有机改性稻壳生物炭过滤塔，有机改性稻壳生物炭过滤塔内部装有有机改性稻壳生物炭催化剂。冷轧含铬废水从有机改性稻壳生物炭过滤塔的底部进入塔内，自下而上流出。整个有机改性稻壳生物炭过滤塔中有机改性稻壳生物炭占整个有机改性稻壳生物炭过滤塔体积的85～95％，冷轧含铬废水在有机改性稻壳生物炭过滤塔中的停留时间为17～29min。有机改性稻壳生物炭催化剂具有很强的吸附的功能，可以降低含铬废水中的总铬和六价铬。经过有机改性稻壳生物炭过滤塔后，总铬为0.06～0.08mg/l，cr6+为0.02～0.04mg/l。

18、本发明针对含铬废水的水质特性，开发制备了有机改性稻壳生物炭催化剂。有机改性稻壳生物炭催化剂的制备：1)生物炭炭化：以稻壳为生物炭原料，先放置105℃烘箱中1～1.5h，自然冷却，稻壳放入马弗炉中，以3～5℃/min升温至515～555℃，恒温34～52min，自然冷却，然后将稻壳炭化料放入研磨机研磨成细粉，筛选100～200目的稻壳炭化料。2)有机改性稻壳生物炭：在每升甲醇溶液中加入2.1～3.4ml的3-巯丙基三甲氧基硅烷，超声10～12min，形成甲醇混合溶液，在甲醇混合溶液中按照液固比(体积比)(2～3):1的比例浸置稻壳炭化料，室温下震荡时间为12～14h，过滤，用石油醚清洗3～5次，用清水清洗3～5次，放入加热炉中，升温至67～72℃，恒温145～215min，自然冷却，形成有机改性稻壳生物炭。有机改性稻壳生物炭催化剂比表面积为26.3～28.5m2/g，对冷轧含铬废水中的总铬和六价铬有很强的吸附能力。

19、随后，所述冷轧含铬废水通过加压提升泵进入管式微滤膜。管式微滤膜膜孔径为0.2～0.3μm，压差为35～55psi。

20、冷轧含铬废水经过管式微滤膜后通过排水泵达标排放。

21、经过本发明发明的处理工艺后，冷轧含铬废水总铬为0.05～0.07mg/l，cr6+为0.01～0.03mg/l。

22、本发明有益的技术效果：

23、本发明提出了同时去除冷轧含铬废水中总铬和六价铬的深度处理技术方案，此技术方案有效解决了冷轧含铬废水的重金属污染环境的问题，而且应用生物炭技术，降低了二氧化碳排放量。因此本发明属于钢铁绿色环保生产工艺，具有良好的社会效益和环境效益。