專利名稱：熱鍍鋅酸性廢液資源化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型熱鍍鋅酸性廢液資源化技術(shù)，屬于環(huán)境技術(shù)和水處理 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱鍍鋅生產(chǎn)過程中要先對(duì)鍍件進(jìn)行表面處理，使用大量的鹽酸，去除表面 的油污和氧化鐵皮。隨著使用時(shí)間的增加，鹽酸溶液中金屬離子(主要為鐵和 鋅)含量也會(huì)隨之增加，當(dāng)金屬離子高于一定濃度則需要報(bào)廢處理。這些排放 的含有金屬雜質(zhì)的酸性廢液是工業(yè)廢水污染中的最主要因素，嚴(yán)重污染環(huán)境， 危害公共衛(wèi)生健康。同時(shí)酸性廢液的大量排放也嚴(yán)重浪費(fèi)資源，增大企業(yè)的生 產(chǎn)成本。目前熱鍍鋅廢液的處理一般采用加堿中和的方法， 一方面需要消耗大量的 堿，另一方面會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，而污泥處置費(fèi)用也非常昂貴。在能源日益緊 張，環(huán)境保護(hù)呼聲日益高漲的今天，如果能對(duì)這部分酸性廢液進(jìn)行有效的資源 化回收利用，具有可觀的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱鍍鋅酸性廢液資源化方法，節(jié)約 熱鍍鋅酸性廢液的處理成本。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種熱鍍鋅酸性廢 液資源化方法，用以對(duì)熱鍍鋅廢液進(jìn)行處理，該熱鍍鋅廢液至少包含鐵離子、 鋅離子、鹽酸，該方法包括以下步驟利用擴(kuò)散滲析方法對(duì)該熱鍍鋅廢液進(jìn)行 處理，并分別獲得含有鹽酸和少量鋅離子及其絡(luò)合物的回收液以及含有鹽酸、 鐵離子、鋅離子的殘余液；以及將該殘余液作為水處理藥劑使用。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法還包括將所述回收液補(bǔ)充鹽酸后回收使用。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，將該殘余液作為水處理藥劑使用的步驟包括，.將 該殘余液直接用于廢水處理。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，將該殘余液作為水處理藥劑使用的步驟包括將 該殘余液制成固態(tài)水處理混凝劑。本發(fā)明將熱鍍鋅酸性廢液經(jīng)擴(kuò)散滲析處理后，殘余液可以作為水處理藥 劑，而回收液可以通過補(bǔ)充少量新酸的方式回用到生產(chǎn)，基本上可以將熱鍍鋅 酸性廢液全部回用。
一方面節(jié)約了加堿和污泥處置費(fèi)用，另一方面，殘余液可以直接出售獲取效益或作為企業(yè)處理其他廢水的混凝劑節(jié)約成本，可謂一舉兩 得，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明方法的基本的擴(kuò)散滲析器示意圖。 圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
經(jīng)對(duì)熱鍍鋅酸性廢液檢測(cè)分析，主要含有兩種金屬離子，其中鐵離子(主要為Fe2、也包含F(xiàn)^+)濃度大約為150g/L左右，而鋅離子(Zi^+)濃度大約為5g/L 左右，同時(shí)還殘余3mol/L左右的鹽酸(HCl)。一般熱鍍鋅酸性廢液都通過加堿中和的方法進(jìn)行處理，按將酸性廢液中的 金屬離子全部沉淀計(jì)算，1噸酸性廢液的加堿量，按NaOH計(jì)需堿400kg，按 Ca(OH)2計(jì)需堿410 kg，而且在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，由于金屬離子過高的原 因，加堿效果并不十分理想，產(chǎn)生的沉淀容易覆蓋在堿表明，堿利用率不高。 同時(shí)加堿產(chǎn)生的大量污泥也帶來了巨大的處置費(fèi)用。本發(fā)明所提出的熱鍍鋅酸性廢液資源化方法提出一種新的思路解決回收問 題，該方法的目的之一是從廢液中獲得水處理混凝劑。但是此部分廢液無法直接作為水處理的混凝劑，原因在于首先Fe離子4和Zn離子濃度約為30: 1，當(dāng)鐵離子濃度投加為100mg/L左右時(shí)，Zn離子濃 度就有3.33mg/L左右，會(huì)有混凝后出水Zn離子濃度超標(biāo)的危險(xiǎn)；其次，殘余 2mol/L左右的鹽酸，按鐵離子投加100mg/L計(jì)算時(shí)，會(huì)有2mmol/L鹽酸濃度， 這部分鹽酸會(huì)使廢水的pH值顯著降低，造成后期加堿沉淀時(shí)費(fèi)用的增加。 參照?qǐng)D2所示，其示出本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程圖。首先，步驟10利用擴(kuò)散滲析方法對(duì)該熱鍍鋅廢液進(jìn)行處理，并分別獲得 含有鹽酸和少量鋅離子及其絡(luò)合物([ZnClnf—,容后敘述)的回收液以及含有鐵 離子、鋅離子的殘余液；其次，步驟20將主要含有鹽酸的回收液補(bǔ)充鹽酸后回到生產(chǎn)流程中重復(fù) 使用；再者，步驟30是將含有鐵離子、鋅離子的殘余液作為水處理藥劑使用； 其中，作為水處理藥劑的步驟可以是，直接使用作為殘余液用于企業(yè)內(nèi)部 的其他廢水處理，或者可以是，進(jìn)一步制備成固體混凝劑后再投入使用。擴(kuò)散滲析作為一種新型膜分離技術(shù)，具有節(jié)能、低耗、無污染、設(shè)備簡(jiǎn)單、 操作方便等特點(diǎn)，在工業(yè)酸性廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用并顯示了廣闊的發(fā)展 前景。圖1示出根據(jù)本發(fā)明方法的基本的擴(kuò)散滲析器示意圖。擴(kuò)散滲析器100的 基本結(jié)構(gòu)是用陰離子交換膜103將系統(tǒng)分隔為酸室101和水室102。熱鍍鋅廢 酸液110自下而上通入酸室101，水120自上而下進(jìn)入水室，利用陰離子交換 膜103兩側(cè)的濃差，廢酸側(cè)的陰離子(cr)被吸引而順利地透過膜孔道進(jìn)入水 的一側(cè)。同時(shí)根據(jù)電中性要求，也會(huì)夾帶帶正電荷的離子，由于H+的水化半徑 比較小，電荷較少，而金屬鹽的水化離子半徑較大，又是高價(jià)的，因此H+會(huì)優(yōu) 先通過膜，這樣廢液中的酸就會(huì)被分離出來。 一般地來講廢酸回收率可以達(dá)到 80%左右，金屬離子的截留率可以達(dá)到90°/。左右。同時(shí)"鹽酸-鋅體系"中，鋅離子會(huì)與氯離子絡(luò)合成[zncin:r， 一部分[zncin:r會(huì)以陰離子的形式通過滲透膜，使得殘液中的鋅離子濃度降低。經(jīng)擴(kuò)散滲析處理后，殘余液140中的鐵離子濃度在135g/L左右，鋅離子 濃度為2g/L左右，鹽酸殘余量為0.5mol/L。鐵離子濃度和鋅離子濃度大于50:1。 此時(shí)按投加鐵離子濃度100mg/L左右計(jì)算，鋅離子的濃度不到2mg/L，低于排 放標(biāo)準(zhǔn)；而且加堿沉淀時(shí)，鋅離子的濃度還會(huì)相應(yīng)降低。同時(shí)鹽酸被大部分回收，濃度降低，按投加鐵離子濃度100mg/L左右計(jì)算，鹽酸濃度僅為 0.33mmol/L，相比未經(jīng)擴(kuò)散滲析前，可以節(jié)約80%以上的耗堿量。因此經(jīng)過酸 分離后此部分殘余液140完全適合作為水處理的混凝劑。另外，含有鹽酸和少量金屬離子的回收液130補(bǔ)充少量新酸后即可回用到 生產(chǎn)過程中，如酸洗中的酸槽。經(jīng)上述處理后，可以實(shí)現(xiàn)熱鍍鋅酸性廢液的全 部回用。為了證明使用上述方法制備的混凝劑在水處理中的應(yīng)用效果，下面使用生 活污水作為混凝的處理對(duì)象，來比較殘余液與其他混凝劑鐵鹽和鋁鹽的混凝效 果。生活污水的PH: 7.14;電導(dǎo)率126(His/cm;濁度76.2 NTU; COD: 168mg/L。當(dāng)鐵鹽、鋁鹽與依據(jù)上述方法獲得的殘余液的投加量分別為40ppm (鐵 鹽、殘液以氧化鐵計(jì)、鋁鹽以氧化鋁計(jì))時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表l所示。 表1投加量相同時(shí)混凝劑與殘余液對(duì)生活污水絮凝效果的比較硫酸鐵硫酸鋁殘余液濁度(NTU)2.663.033.65COD (mg/L)47.250.9357.01COD去除率(％)71.969.766.1電導(dǎo)率(ps/cm)126012701260由表1可見，殘余液做混凝劑時(shí)，出水的濁度、電導(dǎo)率、COD去除率分別 為3.65NTU、 1260ps/cm、 66.1%，與鋁鹽的處理效果相當(dāng)。且出水COD為 57.01mg/L，完全達(dá)到國家COD排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)還對(duì)殘余液做混凝劑時(shí)出水中鋅離子濃度進(jìn)行了檢測(cè)，在殘余液投加 量分別為10、 20、 50、 100、 200ppm時(shí)，出水中鋅離子濃度如表2所示。表2殘余液做混凝劑時(shí)出水中鋅離子濃度殘液投加量(mg/L) 102050100200出水鋅離子濃度(mg/L) 0.0120.0140.0940.1260.348由表2可見，出水中鋅離子濃度隨殘液投加量的增加而增加，當(dāng)殘液的投 加量為200ppm時(shí)，出水中鋅離子濃度為0.348mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污水綜合排放標(biāo)6準(zhǔn)——GB8978-1996中規(guī)定的鋅的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)2mg/L。由此可見，用擴(kuò)散滲析后的殘液做為混凝劑，以廢治廢，不僅減少了環(huán)境 污染，還大大節(jié)省了水處理費(fèi)用，具有可觀的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明是將熱鍍鋅酸性廢液首先經(jīng)過擴(kuò)散滲析回收酸，然后擴(kuò)散滲析出來 的殘液經(jīng)過簡(jiǎn)單預(yù)處理后，直接作為水處理混凝劑用于普通廢水處理中，達(dá)到 以廢制廢的目的。 一方面節(jié)約了大量的熱鍍鋅廢液處理成本，另一方面制備的 混凝劑可以直接出售獲取效益或作為企業(yè)內(nèi)部處理其他廢水的混凝劑節(jié)約成 本，可謂是一舉兩得。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種熱鍍鋅酸性廢液資源化方法，用以對(duì)熱鍍鋅廢液進(jìn)行回收處理，該熱鍍鋅廢液至少包含鐵離子、鋅離子、鹽酸，該方法包括以下步驟利用擴(kuò)散滲析方法對(duì)該熱鍍鋅廢液進(jìn)行處理，并分別獲得含有鹽酸和鋅離子絡(luò)合物的回收液以及含有鹽酸、鐵離子、鋅離子的殘余液；以及將該殘余液作為水處理藥劑使用。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱鍍鋅酸性廢液資源化方法，其特征在于，還包 括將所述回收液補(bǔ)充鹽酸后回收使用。
3. 如權(quán)利要求1所述的熱鍍鋅酸性廢液資源化方法，其特征在于，將該 殘余液作為水處理藥劑使用的步驟包括將該殘余液直接用于廢水處理。
4. 如權(quán)利要求1所述的熱鍍鋅酸性廢液資源化方法，其特征在于，將該殘余液作為水處理藥劑使用的步驟包括將該殘余液制成固態(tài)水處理混凝劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱鍍鋅酸性廢液資源化方法，用以對(duì)熱鍍鋅廢液進(jìn)行回收處理，該熱鍍鋅廢液至少包含鐵離子、鋅離子、鹽酸，該方法包括以下步驟利用擴(kuò)散滲析方法對(duì)該熱鍍鋅廢液進(jìn)行處理，并分別獲得含有鹽酸和少量鋅離子及其絡(luò)合物的回收液以及含有鐵離子、鋅離子的殘余液；以及將該殘余液作為水處理藥劑使用。
文檔編號(hào)C02F1/44GK101654293SQ20081004179
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者丹 付, 傅堅(jiān)亮, 靜 徐 申請(qǐng)人:上海輕工業(yè)研究所有限公司