一种含钒废水深度净化处理及回收钒铬的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种含钒废水深度净化处理及回收钒铬的工艺，属于污水处理领域。含钒废水深度净化处理工艺是将含钒废水的pH值调整至4‑6，依次采用树脂A和树脂B作为吸附介质对含钒废水进行吸附，树脂A为螯合型离子交换树脂；树脂B为带有多胺基的大孔弱碱性阴离子交换树脂；含钒废水经吸附后的尾液即可达标排放。该含钒废水的处理工艺为新型、高效、低成本的重金属废水治理技术，可同时实现含钒废水无害化与资源化（有价重金属回收）与水循环回用二点要求，也属于环保减排与资源回收新技术，可提高钒冶金、钒应用行业实施“清洁生产”标准，有明显的经济效益与社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含钒废水深度净化处理及回收钒铬的工艺，属于污水处理领域。
技术介绍
钒属于稀有金属，也是国家重要的战略资源之一。目前，中国主要从石煤、钒渣等提取钒产品，大多采用钠化焙烧及钙化焙烧与湿法联合提取工艺，因原料中含有许多有毒伴生元素，如石煤矿中伴生有铬、砷、汞、铅、镉等，这些有毒物质最终随冶炼工艺进入废水中，如不加以处理，将对周围水体环境构成较大威胁。同时，含钒废水主要以V(V)的形式存在，而在各种价态的钒离子中，V(V)的毒性最大，且易溶于水，若得不到有效控制，易造成水体污染。人体通过食物链的富集作用，如果吸收过多的钒，呼吸道、代谢、消化系统和神经系统等都会受到影响，还可能对皮肤、心脏和肾脏造成损害。国家在2011年制订了《钒工业污染物排放标准》(GB26452-2011)，并在2013年1月1日起，现有企业和新建企业都严格遵照一个标准执行：水污染物中总钒排放限值为1.0mg/L单位产品(V2O5或V2O3)基准排水量为3m3/t；要求严格控制含钒废水的排放，处理后的废水也必须尽量回用，因此实现含钒废水无害化与资源化是钒企业急需深度处理钒废水的迫切要求。含钒废水因其来源不同，复杂特性：其治理的技术难点是废水高盐度、高氨氮和钒、铬和镉、锌等多种重金属复合污染的治理。目前，国内外治理含钒废水的方法有：化学沉淀法、离子交换法、萃取法、电解法、吸附法及生物法。下面是含钒废水现有主要处理技术比较及主要优缺点表。>表1：含钒废水现有主要处理技术比较及主要优缺点国内有关含钒废水处理申请主要专利技术有：化学沉淀法：国家知识产权局2003年4月2日公开“一种处理酸性沉钒废水的工艺”(公开号：CN1406882A)在酸性条件下将Cr6+还原成Cr3+，加碱中和钒铬沉淀回收，过滤后清液采取蒸铵，处理后废水达到国家排污标准；还原中和沉淀法：国家知识产权局2012年11月28日公开“一种酸性沉钒废水的处理方法”(公开号：CN102795721A)采用焦亚硫酸钠第一次还原Cr6+，再用硫酸亚铁或氯化亚铁辅助还原，再中和沉淀，压滤后出水达标排放；氧化中和沉淀法：国家知识产权局2007年10月10日公开“一种含铜、钒废水的处理方法”(公开号：CN101050014A)，通过补加铜离子，低价钒氧化然后中和沉淀，过滤后达标工业废水排放标准。(2)离子交换法：国家知识产权局2012年7月18日公开“一种去除提钒废水中重金属离子的方法(公开号：CN102583822A)主要是采用两种不同类型的大孔型离子螯合树脂联合吸附废水中的钒、铬及其他重金属离子，然后通过投加化学药剂使树脂解吸再生重复使用，树脂再生率可达95％以上。本专利技术的处理方法主要包括废水沉淀、树脂吸附、解析与再生等步骤。该工艺具有运行周期长、再生工艺简单、再生废液量小、处理效果好等特点。其特征在于，先采用D706树脂作为吸附介质吸附废水中的钒、铬重金属离子，然后采用D708树脂吸附废水中的其他重金属离子；但此专利技术未提到分离回收钒废水中钒与铬等有价重金属资源；国家知识产权局2013年2月3日公开“一种从含钒、铬的溶液中选择性分离和提取钒与铬的方法”(公开号：CN102925686A)(1)加入NaHSO3使V(V)和Cr(VI)还原为V(IV)与Cr(III)；(2)加入H2O2将V(IV)氧化成V(V)；(3)由离子交换柱选择性吸附含钒阴离子，收集贯穿前流出液；(4)将离子交换柱内的铬洗涤下来，并加入贯穿前的流出液以提铬；(5)用NaOH洗脱负载钒的树脂，得到含钒洗脱液；(6)洗脱液制得偏钒酸铵，煅烧得到V2O5；(7)调节铬溶液pH使铬以Cr(OH)3·nH2O的形式析出，煅烧即得Cr2O3粉末。能实现钒和铬的高效分离及其高纯度提取，总回收率分别可达82～90％和94％～99％，终产品纯度分别可达96～99％和94～97％。但此专利未提到用于含钒废水分离回收钒与铬。(3)物理化学沉淀法+膜处理技术：国家知识产权局2014年6月5日公开“一种钒冶炼废水的全循环技术该方法(公开号：CN103880218A)”是采用物理化学沉淀法与RO膜处理技术相结合的处理工艺，主要包括废水沉淀、pH调节、重金属离子还原、混凝沉淀、吸附除砷、机械过滤、活性炭过滤、机密过滤、RO反渗透膜处理及各废水回用至钒冶炼相关工艺阶段等步骤。该工艺具有运行周期长、处理效果好、钒冶炼废水零排放、节省NaCl和NaOH的用量等特点。另外还有有关文献报道其他处理技术：(4)吸附法：司士辉等利用硫酸亚铁改性沸石材料处理含钒废水，当pH值为2.64、吸附剂投加量为0.5g时，改性沸石对钒的平衡吸附效率可达92％以上。赵倩等系统研究了pH值、吸附剂投加量、废水浓度、温度等对改性沸石吸附钒离子性能的影响，发现在最佳条件下，钒的去除率可达98％。黄永炳等研究了天然锰矿对钒金属的吸附性能，发现呈网状结构的天然锰矿对水体胶粒具有良好的吸附架桥和网捕作用，天然锰矿对钒的最大吸附量为522μg/g。王天罡研究了镁铝水滑石对废水中的钒金属吸附性能，结果表明，在pH值为2时，吸附材料对钒离子的吸附效果最好。吸附法操作简单，成本低廉，适用于深度处理低浓度钒废水处理，但在处理高浓度钒废水方面效果一般并未能高效回收钒铬资源，也存在材料再生等问题。吸附法及吸附剂的制备是当前研究的热点，它具有操作较为简单、处理成本低等优点，但是在处理效果和吸附容量上还需要研究者们进一步突破。由于钒废水具有多种重金属污染、高盐度，可生化性差等复杂特点，使得以上处理工艺的处理效果有限，很难达彻底无害化与资源化乃至回用的要求。研究显示新型吸附法具有可循环再生性、选择性强、吸附容量大、废水处理成本较低、效率高、操作简单且不会造成二次污染等优点点，已成为国内外重金属废水无害化与资源化研究热点。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，针对钒冶金、工业应用等行业产生含钒废水，研发出“多级串联吸附高效分离回收钒与铬，该工艺既可实现有价重金属钒与铬99％的资源回收，高效回收高附加值的工业产品钒V2O5与铬产品Cr2O3(纯度可达到工业级99％)，同时出水钒、铬等重金属稳定达标排放实现水循环回用。该工艺简单，实用，成本低。本专利技术的技术方案是，提供一种含钒废水深度净化处理工艺，将含钒废水的pH值调整至4-6，依次采用树脂A和树脂B作为吸附介质对含钒废水进行吸附，所述树脂A为螯合型离子交换树脂，所述螯合型离子交换树脂含有如下官能团：所述树脂B为带有多胺基的大孔弱碱性阴离子交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钒废水深度净化处理工艺，其特征在于，将含钒废水的pH值调整至4‑6，依次采用树脂A和树脂B作为吸附介质对含钒废水进行吸附，所述树脂A为螯合型离子交换树脂，所述螯合型离子交换树脂含有如下官能团：所述树脂B为带有多胺基的大孔弱碱性阴离子交换树脂；含钒废水经吸附后的尾液即可达标排放。

【技术特征摘要】
1.一种含钒废水深度净化处理工艺，其特征在于，将含钒废水的pH值调整至4-6，依次采
用树脂A和树脂B作为吸附介质对含钒废水进行吸附，所述树脂A为螯合型离子交换树
脂，所述螯合型离子交换树脂含有如下官能团：
所述树脂B为带有多胺基的大孔弱碱性阴离子交换树脂；含钒废水经吸附后的尾液即可达
标排放。
2.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述树脂A为CH-90树脂。
3.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述树脂B为A-654树脂。
4.一种含钒废水中回收钒铬的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)含钒废水经权利要求1-3之一的处理工艺后，用质量分数为3-8％的NaOH溶液对树脂
B进行解吸，将解吸后的溶液pH值调节至6-8，得钒铬溶液；
(2a)若钒铬溶液中，钒的质量浓度是铬质量浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺前锋，赵建成，言海燕，宋乐山，陈亚利，姚咏歌，赵迪，阙雄杰，刘杰，蔡群欢，
申请(专利权)人：湖南永清环保研究院有限责任公司，湖南永清水务有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43