本發(fā)明涉及一種處理含鉻廢水的方法及裝置。
背景技術(shù)：
：鋼鐵企業(yè)冷軋廠通常采用鍍鉻工藝對板材表面進行處理來提高產(chǎn)品的附加值。這一工藝過程產(chǎn)生了大量含鉻廢水，其含Cr6+濃度高達1000～5000mg/L，六價鉻有劇毒，它的排放嚴重污染了生態(tài)環(huán)境。我國《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準GB13456-2012》規(guī)定排放的廢水中六價鉻含量不得超過0.5mg/L，總鉻含量不得超過1.5mg/L。目前，含鉻廢水的處理通常采用化學還原處理工藝，即在酸性條件下以亞硫酸鈉為還原劑，加石灰(或氫氧化鈉)沉淀處理含鉻廢水。這種工藝存在著以下不足：采用亞硫酸鈉做還原劑，消耗了大量亞硫酸鈉，成本高；在亞硫酸鈉還原解毒過程中，由于酸性環(huán)境，亞硫酸根很可能在酸性作用下放出SO2，對空氣造成污染；鉻渣中總鉻和六價鉻仍不能滿足國家新標準GB13456-2012的要求，產(chǎn)生的鉻渣量大，堆放貯存占用大量的空間?，F(xiàn)有的含鉻廢水處理方法如下：1、還原沉淀法。即在酸性條件下向廢水中加入還原劑，將Cr6+還原成Cr3+，然后再加入石灰或氫氧化鈉，使其在堿性條件下生成氫氧化鉻沉淀，從而去除鉻離子。但在采用此方法時，還原劑的選擇是至關(guān)重要的一個問題，不同的還原劑，處理效果差異明顯，且該裝置缺乏對酸、堿加入量的精確控制，使反應pH不穩(wěn)定，影響去除效果；如：《FeSO4/H2O2處理硅鋼廢水試驗研究》，張文藝，羅鑫，李秋艷等，鋼鐵，2010,45(11)：90-93。試驗采用FeSO4和H2O2為處理劑，利用Fe2+的還原性和在酸性條件下Fe2+與H2O2形成Fenton試劑的催化氧化特性，對廢水中的Cr6+和CODcr進行同步去除?？傻迷囼灲Y(jié)果，處理后Cr6+、CODcr去除率分別為99.99％和98.11％，達到了《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準》(GB13456-92)中的一級排放要求。但該方法需要消耗大量雙氧水，處理成本高，從經(jīng)濟的角度限制了其使用性。2、電解還原法。即鐵陽極在直流電作用下，不斷溶解產(chǎn)生亞鐵離子，在酸性條件下，亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子，Cr3+以氫氧化物沉淀析出，達到廢水凈化的目 的。但該方法鐵板消耗量較多，使得污泥中混有大量的氫氧化鐵，利用價值低，且該裝置需要消耗大量電能，運轉(zhuǎn)費用較高；如：《冷軋含鉻廢水微電解處理的中試研究》，嚴剛，張大華，工業(yè)安全與環(huán)保，2010,36(2)：9-10。研究了鐵/碳微電解還原工藝對鈍化液含鉻廢水的處理，經(jīng)濟效益分析表明，微電解技術(shù)有一定的成本優(yōu)勢。但由于該方法鐵碳填料易板結(jié)，導致處理不夠徹底，影響去除效率。3、吸附法。即采用吸附劑吸附處理廢水中的鉻，使鉻的濃度降低。但該方法處理成本較高，且該裝置需設反沖洗裝置，結(jié)構(gòu)較為復雜；如：彭榮華，曾文南，李曉湘。磺化泥炭吸附處理含鉻廢水的研究。煤炭學報，2007,32(8)：860-864。本研究以磺化泥炭為吸附劑，吸附處理含鉻廢水，討論了pH值、吸附溫度和吸附劑用量等因素對磺化泥炭吸附和還原Cr6+的影響。結(jié)果表明，pH值是影響還原、吸附Cr6+的主要因素，磺化泥炭吸附去除Cr6+效果較好，但吸附與解吸過程較繁瑣，限制了該方法的使用。4、離子交換法。即使用離子交換樹脂對廢水中六價鉻進行選擇性吸附。這種方法的缺點是操作和材料費用高，在經(jīng)濟上不適用，且該裝置操作管理復雜；如：專利《含六價鉻廢水的離子交換法處理工藝》，申請?zhí)枺?00810156910.3，除鉻柱設計成三柱或多柱，各離子交換柱之間設有可調(diào)節(jié)pH值的中間槽，在兩柱或多柱串聯(lián)工作時，中間過程可以調(diào)節(jié)pH值，使廢水處理效果更好。但這種工藝處理成本較高。5、生物法。即采用多菌種聯(lián)合處理含鉻廢水。但該方法不適宜處理高濃度的含鉻廢水，且該裝置在反應裝置前需設微生物培養(yǎng)裝置，增加了成本。如：《生物法處理寶鋼冷軋含鉻廢水的研究進展》周渝生，俞勇梅，白凌等，鋼鐵，2005,40(6)：76-79。實驗室培養(yǎng)適合處理含重金屬廢水的復合微生物菌，比傳統(tǒng)的化學法對冷軋含鉻廢水的處理效果更明顯，處理后水中總鉻低于1.5mg/L，六價鉻低于0.5mg/L。但這種方法培養(yǎng)微生物周期長，且抗沖擊負荷能力差，不適宜處理大量高濃度含鉻廢水。如：YuYongmei，ZhouYusheng.Pilotstudyonmicrobialtreatmentofhighconcentrationchromiumwastewaterfromcoldrollingmills[J].Environmentalprotection,2008，2(1)：46-50.本研究采用生物法處理含鉻廢水，對廢水中的Cr6+，T-Cr均有較好的去除效果(Cr6+<0.5mg/L，T-Cr<1.5mg/L)，但這種方法抗沖擊負荷能力差，不適宜處理高濃度含鉻廢水。綜上所述，現(xiàn)有的處理方法存在著處理成本高，抗沖擊負荷能力差，處理效果不達標 等不足之處；現(xiàn)有的處理裝置存在著反應條件難以精準控制，操作難等缺點。技術(shù)實現(xiàn)要素：為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種處理含鉻廢水的方法及裝置，易于操作，便于控制，提高處理效果，降低處理成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種處理含鉻廢水的方法，采用半干法煙氣脫硫產(chǎn)生的脫硫灰還原處理含鉻廢水，具體包括以下步驟：1)向含鉻廢水中加入硫酸，調(diào)節(jié)廢水pH在2～3之間；2)在酸性條件下，向含鉻廢水中加入脫硫灰，使液固比為30:1～32:1；3)攪拌1～2小時后停止攪拌，加入氫氧化鈉或石灰中和至pH＝7～8，使Cr3+生成Cr(OH)3沉淀；4)靜置沉淀30～40min，取上清液測定Cr6+含量。所述的脫硫灰包括CaSO3，占脫硫灰質(zhì)量百分比40％～45％。一種處理含鉻廢水的裝置，包括反應器、加料斗、電動攪拌裝置、pH檢測儀、酸式滴管、堿式滴管，加料斗設置在反應器的頂部，電動攪拌裝置設置在反應器中央位置液位以下，pH檢測儀設置在反應器中，酸式滴管、堿式滴管設置在反應器頂部。所述的加料斗上標有刻度。所述的酸、堿式滴管上均設有旋塞，用以控制酸或堿的加入量。所述的加料斗底部設有擋板，用以控制脫硫灰加入量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：半干法煙氣脫硫產(chǎn)生的脫硫灰中含有大量的亞硫酸根離子，具有較強的還原性，用其處理含鉻廢水，能快速有效的還原六價鉻離子，反應時間很短，處理效果好，實現(xiàn)了以廢治廢，降低了處理成本，通過酸、堿式滴管、加料斗實現(xiàn)了反應物的精確控制，同時通過PH檢測實現(xiàn)反應精準控制，整個反應過程中一直在攪拌實現(xiàn)了均勻完全反應，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1-反應器2-加料斗3-擋板4-電動攪拌裝置5-酸式滴管6-堿式滴管7-旋塞一8-旋塞二9-PH檢測儀。具體實施方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細地描述，但是應該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。見圖1，一種處理含鉻廢水的方法，采用半干法煙氣脫硫產(chǎn)生的脫硫灰還原處理含鉻廢水，具體包括以下步驟：1)向含鉻廢水中加入硫酸(采用濃硫酸)，調(diào)節(jié)廢水pH在2～3之間；2)在酸性條件下，向含鉻廢水中加入脫硫灰，使液固比為30:1～32:1；3)攪拌1～2小時后停止攪拌，加入氫氧化鈉或石灰中和至pH＝7～8，使Cr3+生成Cr(OH)3沉淀；4)靜置沉淀30～40min，取上清液測定Cr6+含量。其中，脫硫灰包括CaSO3，占脫硫灰質(zhì)量百分比40％～45％。處理含鉻廢水的裝置，包括反應器1、加料斗2、電動攪拌裝置4、PH檢測儀9、酸式滴管5、堿式滴管6，加料斗2設置在反應器1的頂部，電動攪拌裝置4設置在反應器1中央位置液位以下，電動攪拌裝置4包括電機和攪拌棒，電機帶動攪拌棒進行旋轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，使得反應器1內(nèi)部的液固充分反應；酸式滴管5、堿式滴管6設置在反應器1頂部，用于向反應器1中滴加酸、堿；PH檢測儀9設置在反應器1中，在加酸，加堿后用于檢測反應液pH值。其中，加料斗2上標有刻度。酸、堿式滴管5、6上均設有旋塞，用以控制酸或堿的加入量。加料斗2底部設有擋板3，用以控制脫硫灰加入量。實施例1含鉻廢水的處理方法如下：到某鋼廠冷軋廠取含鉻廢水2000mL，通過加料斗2注入反應器1中，在電動攪拌裝置4攪拌條件下從酸式滴管5通過控制旋塞一7逐滴加入硫酸，觀察PH檢測儀9至pH為2時停止加酸，向加料斗2中加入脫硫灰(強制氧化前)66.7g，即液固比為30:1刻度線處，打開擋板3，使脫硫灰(還原劑)加入到反應液中，由電動攪拌裝置4攪拌反應1h后，從堿式滴管6通過控制旋塞二8向反應液中逐滴加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH為7時停止攪拌，靜置30min，待沉淀完全，取上清液測定總鉻及Cr6+含量。實施例2一種含鉻廢水的處理方法如下：到冷軋廠取含鉻廢水2000mL，通過加料斗2注入反應器1中，在電動攪拌裝置4攪拌條件下從酸式滴管5通過控制旋塞一7逐滴加入硫酸，觀察PH檢測儀9至pH為2.5時停止加酸，向加料斗2中加入脫硫灰(強制氧化前)64.5g，即液固比為31:1刻度線處，打開擋板3，使還原劑加入到反應液中，攪拌反應1.5h后，從堿式滴管6通過控制旋塞二8向反應液中逐滴加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH為7.5時停止攪拌，靜置30min，待沉淀完全，取上清液測定總鉻及Cr6+含量。實施例3一種含鉻廢水的處理方法如下：取含鉻廢水2000mL，通過加料斗2注入反應器1中，在電動攪拌裝置4攪拌條件下從酸式滴管5通過控制旋塞一7逐滴加入硫酸，觀察PH檢測儀9至pH為3時停止加酸，向加料斗2中加入脫硫灰(強制氧化前)62.5g，即液固比為32:1刻度線處，打開擋板3，使還原劑加入到反應液中，攪拌反應2h后，從堿式滴管6通過控制旋塞向反應液中逐滴加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH為8時停止攪拌，靜置30min，待沉淀完全，取上清液測定總鉻及Cr6+含量。實施例4一種含鉻廢水的處理方法如下：取含鉻廢水2000mL，通過加料斗2注入反應器1中，在電動攪拌裝置4攪拌條件下從酸式滴管5通過控制旋塞一7逐滴加入硫酸，觀察PH檢測儀9至pH為2時停止加酸，向加料斗2中加入脫硫灰(強制氧化前)66.7g，即液固比為30:1刻度線處，打開擋板3，使脫硫灰(還原劑)加入到反應液中，攪拌反應2h后，從堿式滴管6通過控制旋塞二8向反應液中逐滴加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH為7.5時停止攪拌，靜置30min，待沉淀完全，取上清液測定總鉻及Cr6+含量。上述測定結(jié)果如表1所示，結(jié)果表明該方法能夠有效的去除廢水中的總鉻及Cr6+，去除率均接近100％，達到了《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準GB13456-2012》的排放要求。表1各實施例對總鉻及Cr6+的去除效果實施例1實施例2實施例3實施例4原水中Cr6+濃度(mg/L)1233123312331233處理后Cr6+濃度(mg/L)0.150.090.120.04處理后總鉻濃度(mg/L)0.680.530.640.39當前第1頁1 2 3