[发明专利]一种沉钒废水和炉窑烟气综合治理及利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沉钒废水和炉窑烟气综合治理及利用技术，属于环保技术领域。

背景技术

目前国内外氧化钒厂沿用废水和烟气分开治理的方式，一种工艺设备(或工序)配套建设专门的环保处理设施进行分散治理。沉钒废水传统处理技术存在钒铬不分离、废水中硫酸盐无法达标排放的难题，而蒸发浓缩工艺的能耗高、处理成本高，并且高含量活性硅酸根会致使装置堵塞或结垢。并且原来的《钒工业污染排放标准》中仅对回转窑和熔化炉烟气的颗粒物制定了明确的污染排放标准，对其中有毒有害气体没有明确要求。根据钒生产企业的实际调查，每生产一吨V₂O₅将产生20-53m³外排沉钒废水。废水和烟气中除含钒铬等有毒重金属离子外，还含大量氨氮、钠离子，硫酸根离子和有毒有害气体，既是危害极大的污染源又是具有一定价值的二次资源。因此，氧化钒厂环保治理缺乏系统整体规划设计，环保观念落后导致处理工艺、技术落后，与我国氧化钒生产工艺达到国际先进水平的现状和《钒工业污染物排放标准》(GB26452-2011)的要求不相适应。同时废水和烟气分散治理的方式投资大，占地多，能耗高，运行费用高，废水没有作为烟气治理的工艺水进行重复使用，烟气所含的低位热能和气源没有得到有效利用，回收的副产物不能有效利用形成新的污染源。

沉钒废水钒铬回收-烟气吹氨工艺技术是根据国内外钒厂环保治理的实践与探索，把沉钒废水和烟气作为共存富集的二次资源进行系统开发利用，全面治理钒厂废水和烟气，使之达到《钒工业污染物排放标准》(GB26452-2011)，实现了符合氧化钒厂实际的钒、铬、氨、水资源的零排放及资源综合利用的新模式，形成了切实可行的循环经济及清洁生产的环保治理工艺，使氧化钒厂实现环保效益、经济效益和社会效益的和谐统一。

发明内容

本技术发明的目的是改变氧化钒厂沿用的废水和烟气分开治理的思路，对沉钒废水中的钒和铬分别进行单独分离和回收治理，然后直接利用炉窑烟气的余热作为废水氨氮吹脱的气源和能源，吹氨尾气采用焦化生产的硫酸铵和硫酸配制氨气回收净化液制取硫酸铵沉钒剂；处理后废水用于烧结机烟气脱硫或炼铁厂高炉冲渣。

本技术发明的主要工序如下：(1)废水钒铬分别分离及回收治理；(2)废水固定铵盐分解和除硬度；(3)利用炉窑烟气进行废水氨氮吹脱及尾气治理制备硫酸铵沉钒剂；(4)处理达标水(含钠盐)综合回用于烟气脱硫或高炉冲渣；(5)钒、铬滤饼综合利用。

本技术发明具有以下特点：

(1)沉钒废水处理全面达到《钒工业污染物排放标准》(GB26452-2011)，单位产品基准排水量≤10m³/t(V₂O₅或V₂O₃)，对应的排放极限为Cr⁶⁺＜0.5mg/l，总钒＜1mg/l，总铬＜1.5mg/l。

(2)炉窑烟气中剧毒的钒尘、钒蒸汽、Cl₂、HCl、有害粉尘、SO₂/SO₃、NH₃、NO_X等有害气体，全面达到《钒工业污染物排放标准》(GB26452-2011)。在烟气吹氨的工艺过程中，首先对烟气进行脱硝降氯，在脱除氮氧化物(NO_X)的同时完成对烟气中氯气(Cl₂)的降解。

(3)充分利用炉窑烟气进行吹氨并回收氨气，同步实现焦化农用级硫酸铵制备铵盐沉钒剂。

(4)钒铬分开分离，滤渣中的钒酸铁资源再生利用于生产APV、初级氢氧化铬作为生产碱式硫酸铬的原料、硫酸钙做水泥添加剂。

(5)吹氨废水被用作炉窑烟气治理的全部工艺水，实现了沉钒废水在钒厂的一级复用；吹氨废水达标处理后全部用于烟气脱硫或炼铁冲渣，实现了废水的二级复用。

附图说明

图1是沉钒废水和炉窑烟气综合治理及利用工艺流程。

具体实施方式

(1)废水钒铬分离及回收

在pH＝2-6条件下之间加入硫酸铁，Fe³⁺与VO^3-、VO₄^3-结合形成Fe(VO₃)沉淀，反应式如下：3VO₃^-+Fe³⁺＝Fe(VO₃)↓