[发明专利]不锈钢加工工艺废水分级沉淀回收回用处理方法

说明书

技术领域

本发明属于环保和化工技术领域，涉及不锈钢加工工艺废水处理及资源回收的方法，具 体是将不锈钢加工工艺废水处理达标并回收废水中镍铬等重金属离子的工艺。

背景技术

不锈钢由于不易腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损，且具有强度高的特点，而被广泛地应用。含 铬不锈钢还集机械强度和高延展性于一身，在工业生产中占有很大的市场份额，但其生产加 工污染严重。加工中采用硝酸和氢氟酸的混合酸进行酸洗，会产生大量的高酸度废水，该废 水含有F^-、Fe²⁺和镍铬等重金属离子。此外，该类废水的COD_Cr(COD_Cr≤300mg/L)主要来 源于水中的Fe²⁺，只要去除大部分Fe²⁺即可实现COD_Cr的去除，无需特别的生化处理。其水 质一般为H⁺浓度1×10^-4～5mol/L，F^-浓度≥50mg/L，以镍、铬为主的重金属浓度≥200mg/L， 以及Fe²⁺浓度≥50mg/L。

针对不锈钢加工废水中的不同污染物，目前的处理方法有：

(1)酸性废水的处理

一般酸性废水的处理方法包括碱性废水中和与药剂(NaOH、Na₂CO₃、Ca(OH)₂或CaCO₃) 中和。一种酸性废水处理工艺方法(CN 1456517A)采用电熔镁粉做中和剂，缓冲性能好、 污泥产量低，但没能解决沉淀和金属颗粒对系统的堵塞问题。

(2)F^-的去除

水中除氟方法大致分为沉淀法和吸附法。此外，还有冷冻法、离子交换树脂法、超滤法、 电渗析法等，因成本高、除氟率低，少有实际应用。一种高效除氟剂及其制备方法和应用(CN 200610086619.4)等诸多除氟专利都着重在制备高效除氟剂上，一种地下水除氟方法及装置 (CN 01110085.0)叙述了一种包括加药装置、管式静态混合器、斜板澄清器、多孔布水器、 过滤装置等的设备。然而在实际应用中，没有考虑沉淀物与吸附剂的分离，严重影响了吸附 材料的利用率。

(3)镍、铬等重金属离子的处理

不锈钢污泥中镍铬回收方法(CN 200710156829.0)阐述了一种不锈钢废水处理产生的污 泥中的镍、铬回收利用的方法。该发明是把污泥中的镍、铬通过盐的方式与其它钙、铁等不 同离子有效分离，通过设置多个反应池，在每个反应池中加入一定量的酸或碱，控制pH值， 根据无机化合物的不同pH条件下的溶解度差异来有效分离各物质，把第二个反应池中出来 的滤饼再进行循环回收利用。该发明通过离子交换的方法回收镍、铬盐还有难度，且仅针对 污泥中镍、铬的回收，并没有完善整个废水处理工艺。许多文献(如：硫精矿处理电镀铬、 镍废水，化学世界，2008，(8)：510～511；电镀污泥中铜、镍、铬、锌的回收利用研究，化 学工程与装备，2008，(6)：138～142)报导的方法离实际的应用还有很大的距离。而本专利 适用于不锈钢废水和将其它污泥溶解后含重金属废水的处理。

发明内容

本发明针对目前不锈钢加工废水(酸洗槽排放的酸洗残液和清洗废水)“三高一低”的特 点：酸度高(H⁺浓度1×10^-4～5mol/L)、含氟高(≥50mg/L)、重金属浓度高(≥200mg/L)、COD_Cr低(≤300mg/L)，提出一套低成本、易控制、高效的废水处理工艺，通过分级沉淀，不仅能 使水达标排放并回用，而且能将废水中的镍、铬回收。

本发明不锈钢废水处理及镍铬回收工艺思路为：(1)碳酸钙滤床中和酸并除F^-——氧化 沉淀除Fe³⁺——分级沉淀Ni²⁺，Cr³⁺——出水深度处理达到回用标准；(2)镍、铬沉淀的进一 步精制和回收。