钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用方法
申请日期
公开（公告）日期
IPC分类编号 C02F9/06; /18; /14; /22; /16
概括
本发明涉及一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用方法，将轧钢过程产生的含铬废水送至废水调节池进行预处理，在废水调节池中加入絮凝剂进行沉淀，沉淀物从废水调节池排出送至电絮凝减量池进行减量无害化处理；将废水调节池中的上清废水进行过滤、脱盐，脱盐水回用于循环水系统替代新水或软水，反渗透浓水送至电絮凝减量池进行减量无害化处理； 还原后的废水送至中和池，调节溶液pH为7.5～9，再加入PAM+PAC絮凝剂、混凝剂，对絮凝后的矾花沉淀铬泥进行压滤脱水，铬泥送烧结进行无害化或资源化处理，废水返回废水调节池。有益效果是：实现铬废水零排放，大大减少钢铁行业铬泥危废处置量，降低企业运营成本，提高环境效益，降低环境风险。
索赔
1.一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于包括以下步骤：
S100、将轧钢过程产生的含铬废水送至废水调节池进行预处理，在废水调节池中添加絮凝剂进行沉淀，沉淀物从废水调节池排出并送至电絮凝减量池进行减量无害化处理；
S200、废水调节池中的上清废水经过过滤后进行脱盐处理，脱盐水回用于循环水系统替代新水或软水，反渗透浓水送至S100中的电絮凝减量池进行减量无害化处理；
S300、将电絮凝还原池中的还原废水送至中和池，调节溶液pH为7.5～9，然后加入PAM+PAC絮凝剂及混凝剂，对絮凝后的矾花絮体沉淀的铬泥进行过滤脱水，铬泥送去烧结进行无害化或资源化处理，废水返回废水调节池。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：步骤S100中絮凝剂为PAC和PAM；混凝条件为：搅拌速度50r/min，PAC、PAM投加量分别为5mg/L~10mg/L、0.5mg/L~1mg/L，水力停留时间为30min~60min；PAC的质量百分比为3wt%；PAM的质量分数为2‰。
3.根据权利要求1所述的一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：在步骤S200中，过滤处理依次采用多介质过滤器、保安过滤器、微滤膜组件；脱盐采用反渗透膜组件。
4.根据权利要求3所述的一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：
多介质过滤器去除废水中大于15μm的悬浮物、胶体、细菌、微生物和病毒；
保安过滤器去除废水中大于5μm的悬浮物和胶体；
微滤膜组件去除废水中0.1μm～15μm的不溶物及悬浮颗粒。
5.根据权利要求1所述的钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用方法，其特征在于：电絮凝还原池内pH为2～3。
6.根据权利要求5所述的一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：所述电絮凝还原池中的pH值采用焦炉烟气净化副产的稀硫酸调节，其质量浓度为5％～15％。
7.根据权利要求6所述的一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：电絮凝还原池所采用的阳极板为铁板或金属丝网，阴极板为铁板或不锈钢板，电极板连接稳压直流电源，电压范围为5V～15V，水力停留时间HRT为60min~，控制溶液中氧化还原电位ORP在200mV～300mV。
8.根据权利要求 1所述的一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：所述中和池中的 pH 值调节采用 NaOH 溶液或石灰乳。
9.根据权利要求1所述的钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：步骤S300中PAC投加量为35mg/L～50mg/L，质量百分比为1wt％～3wt％；PAM投加量为3mg/L～5mg/L，质量分数为2‰。
10.根据权利要求1所述的一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，其特征在于：步骤S300中压滤脱水采用板框压滤机/离心机。
手动的
一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法
技术领域
本发明涉及含铬废水处理技术领域，具体涉及一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法。
背景技术
轧钢工序（冷轧、硅钢）产生的含铬废水主要来源于用高价铬化合物（如铬酸）钝化液对钢板表面进行钝化时溅起的高价铬溶液以及冲洗地面产生的废水。废水中含有的可溶于水的Cr6+具有剧毒，是一种致癌物质，常以CrO42-和-的形式存在，处理处置比较困难。
目前常规处理技术有物理法（吸附、膜法、离子交换法）、化学法（沉淀、还原）、物理化学法（电渗析）和生物法及其相关组合工艺。这些方法均能达到不同程度的铬去除效果，对六价铬解毒效果良好，但存在铬元素后续回用问题，且运行费用较高，在工程化上不具优势。
实际工业中最常见的处理工艺是采用亚硫酸钠（亚硫酸氢钠）还原法分两段将Cr(VI)还原为Cr(III)，再加碱（氢氧化钠、石灰及絮凝剂等）沉淀，生成含Cr(III)的污泥，出水Cr(VI)达到《钢铁工业水污染排放标准》（-2012）后排放。含铬污泥委托有资质的危废处理公司处置，一般采用无害化固化、填埋处理。但在目前土地资源匮乏、填埋容量有限的情况下，该方法的局限性日益凸显。这种常规处理方法存在占地大、处理成本高、污泥量大、偶有六价铬超标、危废处置管理困难等问题，环境风险较大。 因此寻找一种占地小、处理成本低、铬泥处置量少、不产生二次污染、能将有价元素和废水回用的处理冷轧及硅钢含铬废水的工艺和装置是解决上述问题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢铁行业含铬废水零排放及铬泥综合利用的方法，通过技术实施提高钢铁行业轧钢工序清洁生产水平。一方面实现铬废水零排放，另一方面大大减少钢铁行业铬泥危废处置量，从而降低企业运营成本，提高环保效益，降低环境风险。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种钢铁行业含铬废水处理及铬泥综合利用的方法，包括以下步骤：
S100、将轧钢过程产生的含铬废水送至废水调节池进行预处理，在废水调节池中添加絮凝剂进行沉淀，沉淀物从废水调节池排出并送至电絮凝减量池进行减量无害化处理；
S200、废水调节池中的上清废水经过过滤后进行脱盐处理，脱盐水回用于循环水系统替代新水或软水，反渗透浓水送至S100中的电絮凝减量池进行减量无害化处理；
S300、将电絮凝还原池中的还原废水送至中和池，调节溶液pH为7.5～9，然后加入PAM+PAC絮凝剂及混凝剂，对絮凝后的矾花絮体沉淀的铬泥进行过滤脱水，铬泥送去烧结进行无害化或资源化处理，废水返回废水调节池。
进一步的，在步骤S100中，絮凝剂为PAC和PAM；混凝条件为：搅拌速度50r/min，PAC和PAM的投加量分别为5mg/L～10mg/L和0.5mg/L～1mg/L，水力停留时间为30min～60min；PAC的质量百分比为3wt％；PAM的质量分数为2‰。
进一步的，在步骤S200中，过滤处理依次采用多介质过滤器、保安过滤器、微滤膜组件；除盐采用反渗透膜组件，经反渗透膜组件除盐后的产水65％～75％回用于循环水系统替代新水或软水，含有大量铬盐、硫酸盐、氯化物盐等的反渗透浓水送至电凝聚还原池进行还原解毒。
同时多介质过滤器去除废水中大于15μm的悬浮物、胶体、细菌、微生物及病毒等，减少后续保安过滤器的膜生物污染，多介质过滤器反冲洗水送至废水调节池；
保安过滤器去除废水中大于5μm的悬浮物及胶体，降低后续微滤膜组件的跨膜压差和膜生物污染，保安过滤器反洗水送至废水调节池，产水送至微滤膜组件；
微滤膜组件去除废水中0.1μm～15μm的不溶物及悬浮颗粒，产水送至反渗透膜组件进行脱盐处理，微滤膜组件反洗水返回废水调节池。
进一步的，所述电凝聚还原池内的pH值为2～3。
进一步的，所述电絮凝还原槽中的pH值采用焦炉烟气净化副产的稀硫酸调节，其质量浓度为5%～15%。
进一步地，所述电絮凝还原槽所采用的阳极板为铁板或金属丝网，阴极板为铁板或不锈钢板，阳极板与阴极板面积相同，板接稳压直流电源，电压范围为5V～15V，水力停留时间HRT为60min～，溶液中氧化还原电位ORP控制在200mV～300mV，六价铬还原率大于99％。反应式如下：
Fe-2e→Fe2+；
CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O；
-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O。
进一步用NaOH溶液或石灰乳调节中和池的pH值，水中的Cr3+生成Cr(OH)3沉淀。
进一步的，在步骤S300中，PAC的投加量为35mg/L～50mg/L，质量百分比为1wt％～3wt％；PAM的投加量为3mg/L～5mg/L，质量分数为2‰。
进一步的，在步骤S300中，采用板框压滤机/离心机进行压滤脱水。
与传统含铬废水处理方法及外包铬泥处置相比，具有占地面积小、成本低、系统运行稳定、环境风险可控等优势；具体体现在以下几个方面：
1）由于采用了膜深度处理及回用系统，约70%的废水在系统内回用，解决了传统轧钢废水占地大、污泥量大、六价铬超标等问题，实现了废水零排放；
2）本方法通过电凝聚还原池对30%左右浓水能有效将溶液中的Cr6+还原为Cr3+，体系中的Fe2+不断促进Cr6+的还原，在较高的OH-浓度下，Cr3+与Fe3+生成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀，达到固液分离的目的。分离后的固体沉淀物经板框压滤机过滤后与烧结回矿等其他原料烧结后进行无害化处置，大大减少了钢铁行业铬泥危废处置量，降低了企业运行成本，提高了环境效益，降低了环境风险；
3）本方案通过净化焦炉烟气生产稀硫酸，实现焦炉烟气副产稀硫酸的资源化利用；铬泥中的Cr(OH)3与烧结矿原料中的CaO、MgO、FeO等物质发生反应，生成铬尖晶石、铬铁矿、铬酸钙等稳定化合物。（发明人张磊；舒春；王丽娜；刘普；刘尚超；余勤；付本权；陆利军）