冷轧含铬等重金属废水处理与资源回用技术

冷轧含铬等重金属废水处理与资源回用技术冷轧系统含铬等废水主要来自热镀锌机组、电镀锌、电镀锡、电工钢等机组。随着高层建筑、深层地下和海洋设施、大跨度高载重桥梁、军用舰艇、飞船、航空航天器材的发展，生产高强度合金架构钢、不锈高强耐蚀钢、超高强耐热钢、各种工具钢、轴承钢的生产，以及各种镀层产生的废水如镀铬、镀铅、镀镍、镀锌、镀铜等重金属废水将日益剧增。我国目前高附加值涂镀板材仅占总产量的2％左右，几年后将增加到10％，并向工业化国家25％靠近。因此，今后几年冷轧涂镀板材将逐年翻番增长。因此，这些重金属废水对人身健康与环境危害，必须引起高度重视。重金属废水的处理方法可分为两大类：第一类，使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶的重金属化合物，经沉淀和浮上法从废水中除去。具体方法有中和法、硫化法、还原法、氧化法、离子交换法、离子浮上法、活性碳法、铁氧化法、电解法和隔膜电解等。第二类，将废水中的重金属在不改变其他化学形态的条件下进行浓缩和分离，具体方法有反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法等。通常大都采用第一类方法，在特殊情况下才采用第二类方法。从重金属回收的角度看，第二类处理方法比第一类处理方法优越，因为后者是重金属以原状浓缩直接回用于生产工艺中，比前者需要使重金属经过多次化学形态的转化才能回用要简单得多。但是，第二类方法比第一类方法处理废水耗资较大，有些方法目前还不适用于处理大流量工业废水，如量大浓度低的废水。通常是根据废水的水质、水量等情况，选用一种或几种处理方法组合使用。重金属废水处理基本方法中和沉淀法处理重金属的实践与发展向重金属废水投加碱性中和剂，使金属离子与羟基反应，生成难溶的金属氢氧化物沉淀，从而予以分离。用该方法处理时，应知道各种重金属形成氢氧化物沉淀的最佳PH值及其处理后溶液中剩余的重金属浓度。中和凝聚法凝聚沉淀是有效去除废水中重金属的方法。在碱性溶液中铝盐和铁盐等能生成吸附能力很强的胶团，它们不仅能吸附废水中重金属离子，而且还能捕集和裹着废水中的重金属一起沉淀。含多种重金属废水的处理在废水处理时，常有多种重金属离子共存于同一废水中，在采用中和处理时，须注意共存离子的影响、共沉淀现象或络合离子的生成。某些溶解度大的络合物离子对重金属离子在水中生成氢氧化物沉淀干扰很大。CNˉ离子对于一般重金属干扰很大。氨和氮离子过剩时，也干扰氢氧化物的生成。因此，在选用中和处理时，应对这些离子进行必要的预处理。另外，在有几种重金属共存时，虽然低于理论PH值，有时也会生成氢氧化物沉淀，这是因为在高PH值沉淀的重金属与在低PH值下生成的重金属沉淀物产生共沉淀现象。硫化物沉淀法处理重金属废水的实践与发展向废水中投加硫化钠或硫化氢等硫化物，使重金属离子与硫离子反应，生成难溶的金属硫化物沉淀的方法称作硫化物沉淀法。由于重金属离子与硫离子[S2ˉ]有很强的亲和力，能生成溶度极小的硫化物，因此，用硫化物除去废水中溶解性的重金属离子是一种有效的处理方法。铁氧体法处理重金属废水的实践与发展日本电气公司(NEC)研究出一种从废水中除去重金属离子的新工艺。该公司根据制作通讯用高级磁性材料——“超级铁氧体”的原理和工艺，用于除去废水中重金属离子。它的做法是：在含重金属离子的废水中加入铁盐，利用共沉淀法从废水中制取铁氧体粉末。膜分离法处理重金属废水与资源回用技术膜分离法包括扩散渗析、电渗析、隔膜电解、反渗透和超滤等方法。这些方法能有效地从重金属废水中回收重金属，或使生产废液再回收。膜分离法在重金属废水处理中起到了越来越重要的作用。冷轧酸洗废液与低浓度酸碱废水处理与回用技术酸洗是冷轧厂不可缺少的工序。由于冷轧钢材需采用酸洗去除表面氧化铁皮，随之而产生酸洗废液和酸性漂洗水。酸洗废液因酸性强度大，应再生回用，酸性漂洗废水，常采用中和处理排放。酸洗废液与酸性漂洗水的酸性物质随酸洗液的成分而异，有硫酸、盐酸、硝酸或硝酸与氢氟酸混合配置的酸洗液，故其酸洗废液和酸性漂洗废水，含有相应的酸与金属盐类和少量油类。冷轧酸碱性废水处理技术中和处理是工业废水化学法治理中最常采用的一种方法，也是冷轧废水处理时必不可少的一道工序。中和治理的目的大致为：使废水达到排放标准的要求，对大多数水生物和农作物而言，其正常生产的PH值范围为5.8～8.6，这也是排放标准规定的基本范围；作为生物处理或混凝沉淀处理的预处理；有时，为了去除废水中的某些金属离子或重金属离子，使之生成不溶于水的氢氧化物沉淀，再通过混凝沉底而分离。对冷轧废水，因为含有大量的二价铁盐，在中和处理生成Fe（OH）3沉淀的同时，也能去除约50％的COD。冷轧酸洗废液资源化处理与回用技术A冷轧酸洗废液资源化处理技术现状钢铁酸洗废液中一般含有0.05～5g／L的H和60～250g／L的Fe，已被各国作为危险废物进行管理，如美国将其列入《资源保护与再生法案》，我国将PH≤2的废酸列入《国家危险废物名录》。在其排放量正随着钢材产量和质量的提高而增加，我国每年排放量大约为近百万立方米。传统上亦不敢采用石灰、电石渣或Ca（OH）2对其进行中和处理，产生的泥渣再处理困难，占用大量土地并造成二次污染，同时造成资源浪费。为了保护环境，节约及合理利用资源，国内外学者进行了大量的研究和探索，提出了多种处理和回收方法及技术，取得了较好的应用效果。B回收铁盐法废酸液浓缩后可析出相应的铁盐。C制备铁磁体法用铁盐合成Fe3O4超微粒子是目前制备铁磁流体最廉价的方法，其中铁盐成本占总成本的一半以上。用盐酸废液制备水基铁磁流体使合成成本降低35％以上D制备无机高分子絮凝剂用硫酸酸洗废液制备聚合硫酸体已能达到正规方法制备的质量指标。E制备颜料用废酸液生产氧化铁系颜料的技术已在世界范围内广泛应用。F制备超细金属磁粉用废酸液制备针状超细金属磁粉是一种高附加值技术。G焙烧回收法直接焙烧法利用FeCl2在高温条件下、有充足水蒸气和适量氧气的气氛中定量水解的特性，在焙烧炉中直接将FeCl2转化为盐酸和Fe2O3，是一种最彻底、最直接处理酸洗废液的方法。