[发明专利]一种不锈钢酸洗废水处理及同步合成次生铁矿物的方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢酸洗废水处理及同步合成次生铁矿物的方法，属于污水处理领域。具体工艺为化学矿化结合碱中和处理，详细处理步骤为：首先对酸洗废水进行预处理，预处理后的液相加入氧化剂进行化学矿化处理，收集生成的次生铁矿物沉淀后，溶液部分进行碱中和处理，提升pH至中性。本发明可实现不锈钢酸洗废水的高效处理，工艺能显著降低碱用量、减少生成有毒中和沉渣量，同时回收具备优异吸附性能的羟基硫酸铁矿物，是一种经济、高效的处理不锈钢酸洗废水技术。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种不锈钢酸洗废水的处理工艺。

背景技术

不锈钢因其优良的耐腐蚀性被广泛应用。近年来，随着不锈钢消费量的迅猛增长，我国不锈钢产量增长迅速，2006年起稳居世界第一，2009年高达1160万吨。不锈钢的生产，要经过退火、正火、淬火、焊接等加工过程，表面会形成黑色的氧化皮。氧化皮不仅影响外观质量，也会对产品的后续加工产生不利影响，因此，常在后续加工处理前采用酸洗、抛光等表面处理方法将其除去。不锈钢酸洗工艺，一般是用硫酸预清洗除去表面的氧化铁皮，然后用90～160g/L硝酸和50～60g/L氢氟酸的混酸进行二次清洗。产生的酸洗废水酸度高(pH1.5)，并含有高浓度的Fe、Ni、Cr、F等有毒有害物质。这类废水的主要危害是侵蚀废水管道和钢筋混凝土等，并且所含的重金属离子严重污染水体，毒害生物，危害人类健康。随着其产生量逐渐增大(约1.15m³/t)，酸洗废水的处理处置成为不锈钢清洗领域亟待解决的环境难题。

目前，国内外处理不锈钢酸洗废水的主流方法是碱中和技术，是指向废水中投加碱性药剂(片碱、生石灰等)，提升溶液的pH值，并同时将金属离子如Fe、Cr、Ni等通过形成沉淀的方式去除。中和沉淀法运行条件简单，效果明显。从理论上分析，通过投加石灰或片碱提升废水pH，可将废水中各种金属离子以沉淀形式去除，达到排放标准。然而，该技术在实际应用过程存在药剂投加量大，处理效率低，处理费用高的问题；且生成的中和沉渣量大，含大量有毒金属元素，金属品味低，难以有效提取利用。

中国专利申请号为200710067749.8公开的技术方案提出用氢氧化钠代替石灰作为中和剂，对废水中的重金属单独沉淀，然后再加入石灰除氟，实现金属离子和氟化钙的分离，且重金属污泥具有回炉条件，但是成分不稳定，不利于确定需要补充的镍铬量，不利于不锈钢生产的稳定运行。除此之外，此方法所需的氢氧化钠量较大，导致处理成本高。中国专利申请号为201910555141.2公开的技术方案提出一种用电渗析装置处理不锈钢酸洗废水的方法，通过膜片和隔板的弯折提高电渗析装置的电流效率，实现不锈钢酸洗废水的高效处理。但是其在第一步向酸洗废水中投加碱调节pH至8.0～8.4，沉淀后再进行过滤，其过程中会生成大量富含重金属的中和沉渣，难以处置，且易对环境造成二次污染。公布号为CN105060566A的中国专利，公开了一种钢铁酸洗废水的处理方法，该方法将氢氧化钠、生石灰依次加入到废水中调节pH，通入空气后固液分离，最后向上清液中加入石英砂。该方法具有良好的清除钢铁酸洗废水中的污染物的作用，但不可避免地导致污泥量增大。

化学矿化法是通过投加氧化剂促使溶液中的亚铁离子氧化、沉淀形成次生铁矿物，同时络合去除溶液中的其它金属离子。发明人前期申请的公开的号为CN111620444A的中国专利，提出了一种生物矿化耦联石灰中和处理酸性矿山废水的方法，通过生物矿化-还原循环处理矿山废水提高其铁沉淀量，后续连接石灰中和处理，实现矿山废水的完全达标。循环处理可大幅度降低酸性矿山废水中金属离子和硫酸根含量，能明显降低后续石灰中和处理负担。

不锈钢酸洗废水处理过程中，大量中和试剂的需求和大量含有重金属中和沉渣的产生始终是不锈钢酸洗废水处理领域难以克服的难题。为此，本发明提出了将化学矿化与片碱中和相结合处理不锈钢酸洗废水的技术。该技术不仅可以取得良好的处理效果，同时也可极大地降低片碱用量和中和沉渣的生成量，该方法处理过程中生成的次生羟基硫酸铁矿物，是一种环境友好型修复材料，具有一定的经济效益，能一定程度补偿处理成本。

发明内容

1.要解决的问题