冷轧厂含铬废水的产生源头及处理方法研究_林女玉.
节能环保冷轧机含铬废水来源及处理方法研究（中冶赛迪工程技术有限公司动力设计部 重庆姚） 鉴于六价铬的毒性较大，冷轧厂含铬废水的处理正在进行中。 研究过程中，通过了解含铬废水的来源和铬离子的分布情况，系统介绍了含铬废水的特点和处理方法。 同时推出了处理效果稳定、投资少、操作可行的还原沉淀工艺。 此外，还指出了镀锌钢板涂装钝化液研究的重要性以及污染源头控制的必要性。 [关键词] 含铬废水减量沉淀处理工艺 铬是生物体和微生物所必需的微量金属元素之一，但铬超过一定量会给人类和环境带来很大压力，造成严重危害。 一般认为金属铬和二价铬无毒，三价铬毒性很小。 其中危害最大的是六价铬化合物[1]。 含铬废水因其危害高、来源多样复杂而备受业界学者的关注。 鉴于铬的危害性，世界各国都对铬的排放形式和数量进行了严格限制。 例如，泰国总铬含量上限为0.5mg/L，日本为2mg/L，加拿大为2.5mg/L[2]。 国内铬排放标准为：六价铬离子浓度上限为0.5毫克/升，总铬含量不得超过1.5毫克/升。 冷轧生产线废水中含铬形态及分布[J]. 冷轧含铬废水来源多、成分复杂、类型多样，处理难度较大。 属于钢铁企业最难处理的废水类别。
冷轧含铬废水因生产线不同，其成分和含量略有不同。 主要包括不锈钢生产线、硅钢生产线、镀锌/镀铝锌生产线、镀锡生产线、彩涂板生产线。 针对目前国内常见的镀锌生产线，重点对镀锌线冷轧废水的产生来源、含铬形态及分布情况进行研究。 钝化液系统是带钢镀锌生产线中产生含铬废水的主要单元。 为了实现废钝化液的零排放，喷雾钝化技术已基本淘汰，改用反向辊涂法。 滚涂法的工作原理是将钝化液添加到料盘中。 当送料辊旋转时，它吸收料盘中的钝化液，并随着辊的旋转转移到涂布辊的表面。 然后涂覆辊将钝化液施加到电镀表面。 镀锌板表面。 避免了喷雾钝化时频繁排放老化钝化液的困境，大大减少了含铬废水的排放。 但根据生产计划，钝化液系统并未运行，因此需要对料盘进行清洗。 总体来说，由于工艺先进，环保，镀锌生产线含铬废水量已大大减少。 最早的钝化液的主要成分是铬酐CrO3的水溶液。 考虑到产品的美观要求，在第二代钝化剂中添加了三价铬。 目前，六价无铬钝化工艺越来越受到人们的关注，但始终存在一些问题，因此一直没有得到正常使用[3]。 因此，三价铬和六价铬是含铬废水的主要形式。 六价铬在水溶液中可以以五种形式存在：HCrO4-、CrO42-、-和-。
这五种形态很容易相互转化，存在如下平衡关系： -HCrO4-CrO42-----通过以上四种平衡关系表达式可以发现，当外界环境发生变化时，各形态会相互转化，最终达到平衡。 而且，六价铬在酸性介质中主要以HCrO4-和-的形式存在，在碱性介质中主要以CrO42-的形式存在[4]。 含铬废水处理方法的研究按作用机理分类。 含铬废水的处理方法大致可分为物理法、化学法、生物法。 2.1 物理方法膜分离法。 膜分离法采用选择渗透膜作为分离介质。 当膜两侧存在一定的驱动力（如压力差、浓度差、电位差等）时，原料侧组分选择性透过膜，达到分离去除有害组分的目的。 目前工业应用比较成熟的工艺有电渗析、反渗透、超滤、液膜等。 膜分离法的优点是能量转化率高、装置简单、易操作、易控制、分离效率高。 缺点是能耗大、膜质量差。 有待完善，初期投资和运维成本较高。 对于暂时无法处理的有毒废物，水泥基固化法可以利用固化技术将有害的有害物质转化为无害物质。 这样可以避免废渣中的有毒离子在自然条件下重新进入水体或土壤，造成二次污染。 当然，经过这样处理的水泥凝固块中的六价铬含量必须控制在一定的范围内，并且必须保证浸出率很低。
吸附法 近年来，膨润土、累托石及其改性产品已用于处理工业废水。 孙家寿等通过对累托石和膨润土结构的分析比较， 利用累托石及其改性产品对含铬废水进行了综合研究，得出改性累托石对含铬废水有显着影响的结论。 优化了吸附条件并取得了良好的吸附效果[5]。 此外，活性炭对六价铬还具有优异的吸附性能[6]。 武汉的李军[7]采用更简单的方法合成了光催化活性较低、吸附性能较好的纳米Fe2O3，研究了其对Cr的吸附行为并做了相应的比较。 结果表明，纳米金属氧化物Fe2O3经2.0mol/NaOH洗脱处理Cr纳米金属后可重复使用。 用于处理环境水样中的Cr，效果非常好。 2.2 化学还原沉淀法 目前应用较多的是还原沉淀法。 含铬废水处理方法。 基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂，将Cr6+还原为Cr3+，然后在碱性条件下加入石灰或氢氧化钠生成氢氧化铬沉淀，通过含铬沉淀器去除铬离子。 。 可以使用的还原剂有：SO2、FeSO4、、Fe等。还原沉淀法具有一次性投资小、运行成本低、处理效果好、操作管理简单等优点，因而被广泛应用。用过的。 然而，在使用该方法时，还原剂的选择是一个关键问题。
鉴于冷轧机废酸中含有Fe2+，使用这种含铁废酸不仅可以节省调节pH的酸液，而且可以利用二价铁的还原性[8]。 电解还原法电解还原法的主要原理是铁阳极在直流电作用下不断溶解产生亚铁离子，在酸性条件下将Cr6+还原为Cr3+。 随着废水中氢离子的不断减少，pH值会不断上升。 当pH值在7～10.5之间时，Cr3+与氢氧根离子结合，形成Cr(OH沉淀)，从而抑制pH值的上升，使废水中的铬元素分离出来。处理含铬废水的电解方法有效果稳定，操作管理方便，但耗电、耗钢，运行成本较高，因此该方法应用不是很广泛。在水中污染物的处理方面迅速发展，特别是利用半导体作为催化剂处理水中的有机污染物，已有很多报道，以半导体氧化物（ZnO/TiO2）为催化剂，利用太阳能光源处理电镀含铬废水，处理后经太阳光照射（1182.5W/m2）90分钟后，六价铬被还原为三价铬，然后三价铬以氢氧化铬的形式去除。 铬去除率为2.3。 生物方法。 生物法处理含铬废水。 国内国外近年来也已开始。 生物法是处理电镀废水的高科技生物技术。 适用于冷轧厂、电镀厂废水处理。 具有很大的实用价值，且易于推广。 国内外也从过去的单一菌种转变为如今的多菌种联合使用，使废水处理成为清洁无污染的处理途径。
研究表明，与活性污泥混合的生物处理方法可以去除Cr6+Cr3+并将NO3氧化为NO3-。 埃及轻型汽车公司采用的含铬废水处理取得了良好的效果[10]。 柴丽媛等. 文献[11]通过特定驯化，将好氧污泥制成以硫酸盐还原菌为主生长的厌氧活性污泥，并采用改良的活性污泥系统处理含铬废水。 研究了进水六价铬浓度、硫酸盐浓度、化学需氧量（COD浓度）、水力停留时间以及多种重金属共存等因素对系统处理含铬废水的影响。 以改性活性污泥为SRB载体，形成高效的SRB污泥系统处理含铬废水。 结果表明，具有良好的去除效果。 这为含铬废水的处理提供了一条可行的途径，也提供了厌氧方法。 污泥的新来源。 处理含铬废水的还原沉淀工艺。 国外研究人员在含铬废水生物处理的各个方面都取得了成果，包括新菌株的发现和分离，以及各种无痛废水处理的尝试。 通过近年来对含铬废水生物处理的研究成果可以看出，利用微生物除铬具有处理效率高、无污染等特点。二次污染。 然而，培养微生物通常需要苛刻的操作条件（例如温度、pH值、溶解氧的控制和防止细菌污染等），技术含量高，操作要求严格。 冷轧废水处理工艺流程介绍各种含铬废水的处理，每种方法都有各自的优缺点。 从投资、运行维护、系统稳定性等综合经济技术考虑，各冷轧厂的含铬废水处理工艺也有所不同。
目前，由于冷轧厂的技术改进，生产线排放的含铬废水量和六价铬的含量越来越小。 大多数冷轧厂采用还原沉淀法，处理效果稳定，投资少，处理含铬废水可行。 还原沉淀法处理含铬废水的工艺流程如图1所示，可以看出，处理工艺布局紧凑，操作方便。 热镀锌装置产生的钝化废水含有六价铬和三价铬，输送至废水处理站含铬废水调节池，然后泵至还原池。 减量池分为两级。 利用冷轧机含Fe2+废酸调节pH值，同时减少还原剂用量，使用还原剂。 采用氧化还原电位器和pH计自动控制加药计量泵，精确控制两级铬还原。 pH控制在2.5，为铬还原反应提供最佳pH条件。 ORP是间接反映水中Cr6+的指标。 调节ORP可以通过调节计量泵来实现。 当还原反应完成后，废水流至一级中和池，一级中和池的出水流至二级中和池。 二级中和池出水流入含铬沉淀器。 污泥沉降后，被泵送到压滤机压成泥饼出口。 含铬除尘器的出水流至砂滤器，减少悬浮物后排入排放池。 调节pH后最终排入管网或用于废水站冲洗地面。 污染物排放控制需要从源头抓起，达到预防减排的目的。 管理方法的改进和完善所带来的减排远比通过改进技术手段降低排放浓度更加科学和科学。 更加经济和智能。
宝钢股份冷轧厂率先开展了废水源总量控制试点，通过管理方法减少和控制污染物排放，取得了一定效果[12]。 冷轧厂的含铬废水来自镀锌机组排放的钝化液。 六价铬的钝化效果很好，但其毒性始终是致命的缺陷。 现代工业对环保的要求越来越高，迫切需要无毒钝化剂来替代六价铬钝化。 因此，出现了全三价铬钝化剂、钼酸盐钝化剂、硅酸盐放电池。 砂滤器 镀锌含铬废水 冷轧厂含酸含铁废水 含铬废水 调节池泵 一级还原池 二级还原池 一级中和池 二级中和池 重力流含铬沉淀器 石灰乳 盐酸 硫酸氢钠回流但该领域的研究尚未取得突破性进展，完全取代六价铬钝化剂还需要一段时间。 对于冷轧厂含铬废水的处理，应始终重视钝化剂的研究，以便处理方法和工艺的改进和进步。 还原沉淀法自20世纪60年代问世以来，以其处理量大、设备简单、投资少、运行稳定等优点，在冷轧厂含铬废水处理中始终发挥着重要作用。 由于冷轧厂酸轧装置排放大量含Fe2+废酸，且含酸废水的处理也集中在废水站，将含Fe2+废酸添加到含铬废水中。 这样，减少了盐酸和氧化剂的添加量，减轻了酸性废水处理的负荷。
生物法是处理含铬废水的高科技生物技术。 适用于冷轧厂废水处理。 具有很大的实用价值，且易于推广。 国内外研究结果表明，生物法处理含铬废水取得了巨大成功，从过去的单一菌株发展到现在多种菌株的联合使用。 系统排出的水可用于培养活性污泥，在技术上完全可以实现废水零排放。 参考文献朱建华. 不同价态铬的毒性及其对人体的影响[J]. 环境与发展，1997，12等。 分解TiO2[J]． Bull Chem Soc Jpn. 1985，58：1015-1019。 带钢热镀锌技术问答[M]. 2007年，6期北京，化学工业出版社。 林青松、赵国梁对含铬废水处理的化学平衡计算。 环境化学, 1987, 6(6:30-35. 铝锆交联膨润土吸附废水中铬[J]. 武汉化工学院学报, 2002. 吸附胶体浮选法处理中的应用及评价等. 纳米Fe2O3在含铬废水处理中的应用[J]. 天津冶金, 2003, 1: 30-34.