專利名稱：含鉻廢液的全部資源化零排放處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含鉻廢液的全部資源化零排 放處理方法。
背景技術(shù)：
電鍍工業(yè)是我國重要的加工行業(yè)，目前以鍍鋅、鍍銅、鍍鎳和鍍鉻為主， 集中分布在機器制造、輕工、電子、航空航天及儀器儀表等工業(yè)領(lǐng)域中。據(jù)
不完全統(tǒng)計，全國電鍍行業(yè)每年排放含重金屬的廢水大約4億噸，導(dǎo)致江河 湖海的嚴(yán)重污染。電鍍含鉻酸廢液中含鉻化合物屬國家一級危險廢物，加上各 電鍍企業(yè)簡單處理時沒有專業(yè)技術(shù)和專用設(shè)備，導(dǎo)致處理不徹底，流失性大， 二次污染危害高。
在電鍍廢水凈化處理中較為常用的方法有化學(xué)法、高壓脈沖電解法、離 子交換法和生物法等，其中離子交換法是通過陰樹脂將六價鉻酸進行交換吸 附，然后用氫氧化鈉洗脫陰樹脂，將被吸附的六價鉻洗脫下來，形成濃度很 高的絡(luò)酸鈉溶液，然后用還原劑硫酸亞鐵，硫化鈉、亞硫酸氫鈉等還原劑之 一種將六價鉻還原成三價鉻，用堿將氫氧化鉻沉淀下來進行固液分離，此法 沒有做到資源化處理，運行成本很高，達標(biāo)排放難度大，始終是一個難題。
實際上，這些重金屬廢水的處理方法都是一種污染轉(zhuǎn)移，將廢水中溶解 的重金屬轉(zhuǎn)化成沉淀或是更加易于處理的形式，對這些物質(zhì)最終的處置，通 常是進行填埋。因此，重金屬對環(huán)境的危害依然長期存在，常常造成對地下 水和地表水的污染，對這種污染的治理常常需要付出更加昂貴的代價。因此， 急需尋求更加安全和經(jīng)濟的方法來處理重金屬廢水，實現(xiàn)電鍍廢鉻液全部資 源化和零排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題提供了一含鉻廢液的全部資源化零排放處理 方法，使之全部資源化而不再產(chǎn)生二次污染。
為此，本發(fā)明公開了一種含鉻廢液的全部資源化零排放處理方法，包括 如下步驟
a) 將含鉻廢液同重量百分比濃度為15%-20%的氨水進行反應(yīng)，形成鉻 酸銨結(jié)晶沉淀，固液分離出鉻酸銨結(jié)晶沉淀A和母液A;脫水的鉻酸銨干燥 后即成品；
b) 上述母液采用硫酸液調(diào)pH為1-3，然后加10%-30%的石灰乳液進行 中和反應(yīng)，至pH值6-8,生成鉻酸鈣和硫酸鈣的共結(jié)晶沉淀，固液分離出液 體部分B和沉淀部分B;沉淀部分干燥脫水后即成鉻酸轉(zhuǎn)和硫酸鈣的共混物， 商品為稱為鉻黃；
c) 步驟b)中所述液體部分B加重量百分比濃度為5%-30%的硫酸亞鐵 反應(yīng)，硫酸亞鐵以干基計，加量為鉻離子的10倍-20倍，并控制溶液的pH 值1-3，反應(yīng)溫度為50°C-90°C,反應(yīng)時間為1分鐘-20分鐘；先將六價鉻還
原成三價鉻，然后用通壓縮空氣氧化，部分二價鐵氧化成三價鐵，ra值控制
在8-9，反應(yīng)時間為20分鐘-2小時，形成鐵氧體；固液分離出液體部分C
和沉淀部分C;沉淀部分C即為鐵氧體；
d) 步驟c)中的液體部分C經(jīng)絮凝反應(yīng)槽，加聚丙烯酰胺10mg/L-50mg/L， 再經(jīng)機械過濾，反滲透膜過濾濃縮，透過水可回收，濃縮液再經(jīng)真空蒸發(fā)濃 縮，不同溫度的冷卻結(jié)晶分別生成硫酸鈉、硫酸銨結(jié)晶，然后固液分離分離 出液體部分D和沉淀部分D;沉淀部分D干燥脫水，回收硫酸銨和硫酸鈉； 液體部分D和反滲透膜過濾前的液體部分混和，進行循環(huán)處理。
在一些實施例中，步驟a)中，所述氨水的加入量按反應(yīng)液pH為6-8加 以控制。
在一些實施例中，所述固液分離方式可為板框壓濾，帶式壓濾、真空吸 濾和離心分離方法中之一；其中離心分離方法，離心機轉(zhuǎn)數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分 -6000轉(zhuǎn)/分；在一些實施例中，所述干燥脫水可用廂式干燥、氣流式干燥、流化床干 燥、發(fā)言帶式干燥、圓盤式干燥、管速式干燥中的一種或二種串聯(lián)，其中干
燥溫度為100°C-300°C，含水量控制在3%-8%。
在一些實施例中，步驟b)中，所述酸液為重量百分比濃度為20%的硫 酸，所述堿液為重量百分比濃度為20-30%的石灰乳。
在一些實施例中，所述步驟c)中，壓縮空氣氧化時，氣液體積比為4-8:
在一些實施例中，所述步驟d)中，絮凝反應(yīng)藥劑為聚丙烯酰胺，配成 濃度為10mg/L50mg/L，反應(yīng)時間為20分鐘-1小時，再經(jīng)機械過濾包括粗濾 和微孔過濾，所述粗濾，其過濾介質(zhì)為石英砂或纖維棉中的一種，濾速為l 米/小時-20米/小時，溫度為常溫(20°C)去除懸浮物，然后進行微孔過濾， 去除細小的懸浮物和膠體，透過量為10L/m2-50L/m2，溫度為常溫(20°C) -60°C，壓力為0.2Mpa-0.8Mpa。機械過濾反沖洗為常規(guī)做法，反沖洗水為透 過水的3%-5%，加氣為空壓機，氣水比為l-2: 1，反沖洗水經(jīng)沉淀后，沉渣 棄去，清液再過濾，微孔膜濾渣棄去，反沖洗常規(guī)做法。最后進入反滲透膜 過濾和濃縮硫酸銨和硫酸鈉，透過液為純水可回收利用。濃縮倍數(shù)為3-5倍， 溫度為常溫(20°C) —60。C，透過量為10L/m2-50L/m2，操作壓力為 0.2Mpa-1.0Mpa。將濃縮3-5倍的硫酸銨和硫酸鈉溶液真空加熱至60°C-90°C， 負壓0.2Mpa-0.8Mpa，使硫酸鈉濃縮到重量百分比濃度為20%-60%時，冷卻 至常溫結(jié)晶，條件同前所述。未結(jié)晶部分繼續(xù)用上述二種方法濃縮到重量百 分比濃度為20%-60%條件如前時，冷卻至常溫結(jié)晶，然后固液分離，干燥脫 水，回收硫酸銨結(jié)晶體。未結(jié)晶液體部分送到反滲透膜前，同微孔濾膜水混 和再生循環(huán)過濾，條件如前所述。
本發(fā)明不僅工藝通用性強，適合處理各種常規(guī)含鉻廢液，而且工藝條件 容易控制，設(shè)備簡單，容易實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，減少處理成本，是一種減量化、 無害化和資源化處理含鉻費液技術(shù)。本發(fā)明不僅取得明顯的社會效益和生態(tài) 環(huán)境效益，而且取得明顯的經(jīng)濟效益?；厥盏你t酸銨、硫酸鈣、鉻酸鈣混和 物即鉻黃顏料、鐵氧體、硫酸銨、硫酸鈉，能取得很好的經(jīng)濟效益，其產(chǎn)品的銷售收入不僅回收了處理成本，還能取得明顯的利潤。


圖l.本發(fā)明一實施例中的工藝流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于 說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實 驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件，除非特別說明。
結(jié)合附圖的工藝流程說明實施例。
含鉻廢液自儲槽泵送到反應(yīng)罐，同時自氨水儲罐將重量百分比濃度為15% 的氨水泵送至反應(yīng)罐，用自動調(diào)pH值控制儀調(diào)pH為7，控制氨水加量，常 溫(20°C)反應(yīng)1小時后，形成鉻酸銨結(jié)晶沉淀，用離心機進行固液分離， 離心機轉(zhuǎn)數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分，脫水的鉻酸銨晶體進流化床干燥機進行干燥，溫 度控制在150°C，含水量控制3%成即成品。
水經(jīng)石灰調(diào)節(jié)槽，調(diào)成重量百分比濃度為20%的石灰乳。將重量百分比 濃度為20%的石灰乳泵入反應(yīng)罐，同時將離心分離的液體部分也就是未結(jié)晶 的母液同時泵送至反應(yīng)罐，反應(yīng)溫度控制在IO(TC,反應(yīng)時間1.5小時，形 成鉻酸鈣、硫酸鈣的共結(jié)晶沉淀，然后一起進入固液儲槽，再經(jīng)離心機進行 固液分離，轉(zhuǎn)數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分，固體結(jié)晶部分進流化床干燥機進行干燥脫水， 溫度控制在150°C，含水量控制在3%時即成成品鉻黃。
溶液部分進鐵氧體反應(yīng)罐，加重量百分比濃度為20%的硫酸亞鐵溶液， 加量為鉻離子量的15倍(硫酸亞鐵以干基計)，pH值調(diào)到3，反應(yīng)時間IO 分鐘，溫度為70°C,然后加重量百分比濃度為20%的氫氧化鈉，調(diào)pH值為8， 用空壓機鼓空氣進行氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)時氣液比為4: 1,反應(yīng)時間為 30分鐘，形成褐黑色具有尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體。經(jīng)離心機分離鐵氧體，分離 機轉(zhuǎn)數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分，再經(jīng)流化床干燥機干燥脫水，熱空氣溫度控制在150'C，脫水后水份控制在3%，分離液進儲槽，先經(jīng)絮凝反應(yīng)槽加聚丙烯酰銨， 絮凝劑10mg/L，反應(yīng)時間30分鐘后進機械過濾器，濾料為石英砂，濾層厚 1.5米，濾料粒徑2-3毫米，濾速為10米/小時，反沖洗周期為12小時，反 沖洗水量占濾后水量的3%，這屬于常規(guī)已知技術(shù)。機械過濾主要水控制懸浮 物和膠體。透過量控制在20L/m2，機械過濾器反沖洗濾渣和微孔膜濾渣一起 棄去制建材。懸浮物去掉后，溶液中可溶性無機物為硫酸鈉和硫酸銨，經(jīng)反 滲透膜過濾，濃縮溶數(shù)控制在4倍，透過量控制在15 L/m2，水溫控制在30 。C，透過液為無離子水可回用。濃縮液經(jīng)真空薄膜蒸發(fā)濃縮硫酸鈉濃度為 40%，真空度負壓O. 4Mpa，溫度為一效80。C， 二效7(TC,冷卻至常溫(20。C)， 硫酸鈉結(jié)晶析出，利用離心分離結(jié)晶體，離心機轉(zhuǎn)數(shù)為3000轉(zhuǎn)，硫酸鈉結(jié)晶 體經(jīng)流化床干燥脫水溫度控制在150°C，水分控制在5%，清洗時采用水加洗 滌劑清洗這是已知公開技術(shù)。硫酸鈉結(jié)晶析出后，分離水繼續(xù)用反濾透膜和 真空蒸發(fā)濃縮到60翻寸，條件同前，降至常溫(20°C)硫酸銨結(jié)晶析出，經(jīng) 流化床干燥機干燥脫水，熱空氣溫度控制在150°C，含水量控制在5%以內(nèi)， 生成硫酸銨成品。分離液再回到反濾透膜前同微孔膜出水混和后再循環(huán)處理。 達到廢絡(luò)液所有成份全部資源化再生回收，水回用，達到零排放。
本發(fā)明的范圍不受所述具體實施方案的限制，所述實施方案只欲作為闡 明本發(fā)明各個方面的單個例子，本發(fā)明范圍內(nèi)還包括功能等同的方法和組分。 實際上，除了本文所述的內(nèi)容外，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照上文的描述和附圖可 以容易地掌握對本發(fā)明的多種改進。所述改進也落入所附權(quán)利要求書的范圍 之內(nèi)。上文提及的每篇參考文獻皆全文列入本文作為參考。
權(quán)利要求
1.一種含鉻費液的全部資源化零排放處理方法，包括如下步驟a)將含鉻廢液同重量百分比濃度為15％-20％的氨水進行反應(yīng)，形成鉻酸銨結(jié)晶沉淀，固液分離出鉻酸銨結(jié)晶沉淀A和母液A；脫水的鉻酸銨干燥后即成品；b)上述母液采用酸液調(diào)pH為1-3，然后加堿液進行中和反應(yīng)，至pH值6-8，生成鉻酸鈣和硫酸鈣的共結(jié)晶沉淀，固液分離出液體部分B和沉淀部分B；沉淀部分干燥脫水后即成成品鉻黃；c)步驟b)中所述液體部分B加重量百分比濃度為5％-30％的硫酸亞鐵反應(yīng)，硫酸亞鐵以干基計，加量為鉻離子的10倍-20倍，并控制溶液的pH值1-3，反應(yīng)溫度為50℃-90℃，反應(yīng)時間為1分鐘-20分鐘；然后用通壓縮空氣氧化，反應(yīng)時間為20分鐘-2小時，形成鐵氧體；固液分離出液體部分C和沉淀部分C；沉淀部分C即為鐵氧體；d)步驟c)中的液體部分C先經(jīng)絮凝反應(yīng)再經(jīng)機械過濾，反滲透膜過濾濃縮，透過水可回收，濃縮液再經(jīng)真空蒸發(fā)濃縮，不同溫度的冷卻結(jié)晶分別生成硫酸鈉、硫酸銨結(jié)晶，然后固液分離分離出液體部分D和沉淀部分D；沉淀部分D干燥脫水，回收硫酸銨和硫酸鈉；液體部分D和反滲透膜過濾前的液體部分混和，進行循環(huán)處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，在步 驟a)中，所述氨水的加入量按反應(yīng)液pH為6-8加以控制。
3. 如權(quán)利要求1所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，所述 固液分離方式可為板框壓濾，帶式壓濾、真空吸濾和離心分離方法中之一。
4. 如權(quán)利要求3所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，所述 離心分離方法，離心機轉(zhuǎn)數(shù)為3000轉(zhuǎn)/分-6000轉(zhuǎn)/分。
5. 如權(quán)利要求1所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，所述 干燥脫水可用廂式干燥、氣流式干燥、流化床干燥、履帶式干燥、圓盤式干 燥、管束式干燥中的一種或二種串聯(lián)。
6. 如權(quán)利要求1所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，所述步驟b中，所述酸液為重量百分比濃度10%-30%的硫酸。
7. 如權(quán)利要求l所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，所述 堿液為重量百分比濃度為20-30%的石灰乳。
8. 如權(quán)利要求l所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，所述 步驟c)中，壓縮空氣氧化時，氣液體積比為4-8: 1。
9. 如權(quán)利要求1所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于，所述 步驟d)中，絮凝反應(yīng)加絮凝劑為聚丙烯酰胺，加量為10mg/L和50mg/L， 反應(yīng)時間20分鐘-l小時，溫度為常溫(20°C)，再經(jīng)機械過濾包括粗濾及 粗濾后的反沖洗和微孔過濾；所述粗濾，其過濾介質(zhì)為石英砂和纖維棉中的 一種，濾速為1米/小時-20米/小時；反沖洗水為濾后水，水量為濾后水的 3%-5%，加壓縮空氣，氣水比為l-2: 1，反沖同期為8-12小時，所述微孔過 濾，透過量為10L/m2-50L/m2，壓力為0.2Mpa-0.8Mpa。
10. 如權(quán)利要求1所述的全部資源化零排放處理方法，其特征在于所述 反滲透膜過濾濃縮的工藝條件為濃縮倍數(shù)為3-5倍，透過量10L/m2-50L/m2， 操作壓力為0.2Mpa-1.0Mpa。
全文摘要
一種含鉻廢液的全部資源化零排放處理方法。該方法是先將含鉻廢液同氨水反應(yīng)，形成鉻酸銨結(jié)晶沉淀，母液采用硫酸液調(diào)pH，然后加石灰乳堿液進行中和反應(yīng)，生成鉻酸鈣和硫酸鈣的共結(jié)晶沉淀，固液分離出液體部分和沉淀部分；沉淀部分干燥脫水后即成鉻黃；液體部分加硫酸亞鐵反應(yīng)后空氣氧化，固液分離，沉淀部分即為鐵氧體；液體部分經(jīng)過濾、濃縮、冷卻結(jié)晶分別生成硫酸鈉、硫酸銨結(jié)晶，然后固液分離分離；沉淀部分干燥脫水，回收硫酸銨和硫酸鈉；液體部分和反滲透膜過濾前的液體部分混和，進行循環(huán)處理。本發(fā)明不僅工藝通用性強，適合處理各種常規(guī)含鉻廢液，而且工藝條件容易控制，設(shè)備簡單，容易實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，減少處理成本，是一種減量化、無害化和資源化處理含鉻廢液技術(shù)。
文檔編號C02F1/62GK101618902SQ20081020220
公開日2010年1月6日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者劉文治, 薈 宋 申請人:劉文治;劉正華;薛生根