[发明专利]电解锰行业钝化废液回收再生装置及其处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种电解锰行业钝化废液回收再生装置及其处理方法。

背景技术

我国约有213个锰矿区、保有储量达5.6亿吨，占世界第二位，分布于全国21个省、市、自治区，主要集中在桂西南地区、湘-黔-川三角地区、贵州遵义地区、辽宁朝阳地区、滇东南地区、湘中地区、湖南永州-道县地区和陕西汉中-大巴山地区，这8个地区的锰矿保有储量合计4.63亿吨，占全国总保有储量的82％，是我国当前和今后锰矿业的重要原料基地。随着电解金属锰产品的延伸，如四氧化三锰、金属锰锭、锰铝合金等深加工产品的发展，电解金属锰产品的市场需求不断扩大，前景广阔。

电解锰行业钝化废液主要来源于生产流程末端的钝化工序，钝化液经过一段时间使用后，其悬浮物和溶解性杂质增加，钝化液的氧化性下降，无法满足生产要求，需重新配置钝化液。原有的钝化液变成废液，需经过处理后才能达到排放标准。钝化的有效成分为铬酸（H₂CrO₄）和重铬酸（H₂Cr₂O₇），钝化的目的是为了让产品锰表面形成致密的氧化层，避免锰与外部环境接触而被氧化。

钝化废液中含有浓度较高的铬化合物（Cr⁶⁺）、铁化合物（Fe²⁺/Fe³⁺）。Cr⁶⁺很容易被人体吸收，可通过消化道、呼吸道、皮肤及粘膜进入人体，引起呕吐、腹疼、声音沙哑、鼻粘膜萎缩、皮炎和湿疹等，长期接触有致癌道的危险。Cr⁶⁺有很强的氧化性，主要积聚在人体的肝、肾、肺部和内分泌系统，影响人体内的物质氧化、还原和水解过程，与核酸、核蛋白结合影响组织中的磷含量。铬化合物具有致癌作用，多以蒸汽和粉尘的方式进入人体组织中，其代谢和被清除的速度缓慢，会引起鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物可引起愈合极慢的“铬疮”。我国已把Cr⁶⁺规定为实施总量控制的指标之一，并规定工业排放的废水中Cr⁶⁺最高浓度为0.5mg／L，总铬的最高浓度为1.5mg／L，且不得用稀释法代替必要的处理；生活饮用水中铬含量不得超过0.05mg／L。虽然铁对人和动物毒性很小，但水体中铁化合物的浓度为0.1～0.3毫克／升时，会影响水的色、嗅、味等感官性状。

目前，国内处理钝化废液的主要方法有吸附法、混凝沉淀法、蒸发回收法和萃取回收法。吸附法通常使用活性炭或硅藻土等多孔性物质作为吸附原料，废液中大量的金属离子能被吸附。但吸附饱和后活性炭和硅藻土再生或处置时，再生液的金属浓度非常高且再生过程清洗水中也含有Cr⁶⁺，无法直接排放。混凝沉淀法是目前最为常用的处理方法，但随着国家对工业废水排放标准的不断提高，混凝沉淀法已很难满足新标准的处理要求。首先，沉淀池耐冲击能力较差，当温度、pH值、流速等条件发生变化时排放容易超标；其次，处理时需要投加大量的药剂，成本昂贵，并且无法回收废液中的铬酸和重铬酸，造成浪费。采用蒸发回收法需要消耗较高能源，蒸发过程中会有铬酸雾挥发，需进行处理，否则严重污染环境。萃取回收法需要加大量萃取剂进行萃取，但萃取并不完全，萃取剂也可能造成二次污染。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电解锰行业钝化废液回收再生装置。该装置以微滤膜元件代替传统的板框压滤机，并将微滤膜元件与离子交换罐连接起来，改善了过滤以及树脂吸附的效果，整个装置形成循环回路，可以连续运行。

本发明的另一目的在于提供运用上述电解锰行业钝化废液回收再生装置处理钝化废液的处理方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种电解锰行业钝化废液回收再生装置，包括钝化废液存储罐、离心泵、微滤膜元件和离子交换系统；所述钝化废液存储罐、离心泵和微滤膜元件依次连接构成循环回路，所述微滤膜元件和离子交换系统连接；

所述离子交换系统包括依次连接的离子交换罐A和离子交换罐B，离子交换罐A与所述微滤膜元件连接；离子交换罐A和离子交换罐B优选为装填C107强酸型苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸基（-SO₃H）的阳离子交换树脂的离子交换罐，主要作用是除去钝化废液中的Mn²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Cr³⁺；