[发明专利]一种钢铁表面钝化工序产生的含铬废水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废水的处理方法，具体的说是一种钢铁行业钢铁表面钝化工序产生的含铬废水的处理方法。

背景技术

铬在水中以Cr(III)和Cr(VI)的形态存在，其中Cr(VI)毒性最大，是公认的环境致癌物之一。铬液常用于钢铁行业的钢材表面钝化处理，如武钢集团公司的硅钢表面钝化就是使用铬液喷涂进行，在钢材表面钝化处理过程中，喷涂溅出的部分铬酸溶液和冲洗地面泡沫过程会产生大量的含铬废水。

处理电镀铬废水的传统工艺是将废水中六价铬变成三价铬排放，使用最多的是铁氧体法或亚硫酸盐还原法或电解还原法，该类方法只是把毒性大的六价铬变成毒性较小的三价铬，再通过沉淀造渣的方法将其从水体中分离，从而会产生大量的铬泥，堆放的铬泥没有从根本上消除铬对环境的污染，必须对其实施进一步回收处理，如采用铬酸盐沉淀法在碱性条件下投加沉淀剂氯化钡溶液，使CrO₄^2-与Ba²⁺形成难溶的BaCrO₄沉淀(BaCrO₄的K_sp＝1×10^-10)，该方法的优点是处理后的水清澈透明，引入了Ba²⁺会造成新的污染。并且，铬泥的回收处理进一步增加了工艺步骤，且设备投资和运行成本也相应增加。

另外，现有的吸附法、离子交换法和电渗析法都是基于吸附或物理分离的方法都能达到不同程度铬的去除，该类方法在废水净化上具有较好的效果，但是仍然需要进行废水排放且不存在对铬的回收利用。

专利CN97119845提到一种含铬废水处理方法，先用碱液调整镀铬废水或废渣调浆后的液体的pH值至12-14，再用氧化剂将其中的三价铬氧化成六价铬，然后加入氯化钡溶液或醋酸铅和氯化钡溶液与六价铬反应生成铬酸钡沉淀。该方法仍然存在沉渣回收处理的问题，且方法中仅公开了氧化氢作为氧化剂，氧化反应后产物同样存在二次污染的问题。

上述介绍的方法中均有废水排放，无论是否达标，其废水中仍含有一定量的铬，铬的存在仍然会对环境造成一定伤害。另外，无论哪种方法，对于铬的回收均为沉渣后固液分离，即回收固体状态的铬。上述方法或者工艺复杂、运行管理不便、或存在工艺投资大，运行成本高或存在排放不稳定、易造成二次环境污染等各种问题。因而，针对硅钢表面钝化产生的含铬废水，急待开发一种有效的处理技术，使能够同时达到废水的治理和铬的资源化利用，达到真正意义上的节能减排目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决下述技术问题，提供一种工艺极为简单、运行成本低、工艺投资小、同时实现铬回收和废水零排放，不会造成环境污染的钢铁表面钝化工序产生的含铬废水处理方法。

技术方案包括采用以下方法处理：

(1)预处理：调节含铬废水pH值为6-8，搅拌均衡水质；

(2)O₃氧化反应：根据测得的含铬废水中三价铬的浓度向调节pH后的含铬废水中通入强氧化剂O₃，使三价铬氧化为六价铬，反应式为2Cr³⁺+O₃+4H₂O＝Cr₂O₇^2-+8H⁺；

(3)药剂复配：将经氧化处理后的含铬废水过滤去除少量沉渣，然后比对钝化液成分，加入相应药剂调节含铬废水中六价铬含量25-30g/L，pH值为1.5-2.5，进行复配，得到复配的钝化液并重新送回钝化工序中作为钝化液使用。

所述步骤(1)中，使用氢氧化钠调节pH值。

所述步骤(2)中，含铬废水中强氧化剂O₃通入量为20-100mg/L，反应时间为1-3小时。

所述步骤(3)中，通过加入铬酐调节含铬废水中六价铬含量，加入硫酸调节pH值，形成铬酸。

所述步骤(3)中，每升含铬废水中加入铬酐50-55g、硫酸20-25g进行复配。

所述步骤(3)中，每升含铬废水中还加入氧化锌0.8-1.5g、硼酸0.5-1.0g。

含铬废水pH一般在2左右，研究表明，六价铬的氧化能力随pH的提高而降低，而后续O₃的氧化能力在中性和弱碱性条件系更强，因此在预处理步骤中控制含铬废水pH值为6-8，不可过高或过低，优选采用氢氧化钠进行调节。同时，在调节pH的过程中，该pH值环境下对含铬废水中的一些少量杂质重金属离子，如铁离子等，还可以起到中和沉淀去除的效果。