一种半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法技术

一种半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法，按以下步骤进行：（1）将钒工业废水加入半干法烟气脱硫灰；（2）加入无机酸调节pH值并搅拌；（3）静置分离出上清液和沉淀物，沉淀物经压滤得到硫酸钙，滤液和上清液混合；（4）加入氢氧化钠并搅拌，然后加入絮凝剂继续搅拌；（5）静置分离出上清液和沉淀物，沉淀物经压滤形成含铬绿泥，滤液和上清液混合；（6）引入氨氮沉淀池，搅拌并加入镁盐和磷酸盐，调节pH值然后搅拌；（7）静置分离出上清液和沉淀物。本发明专利技术实现了半干法脱硫固体废弃物的资源化利用，降低了废水处理成本，也解决了半干法脱硫灰的二次污染及占地问题，具有较高的环境效益、经济效益及社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法
本专利技术属于废水与固废处理
，具体涉及一种半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法。
技术介绍
钒有金属“维生素”之称，广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂及有机化工的催化剂等；目前，其主要产品五氧化二钒生产工艺多为钠化焙烧工艺，该工艺主要流程为：钒渣破碎-钠化焙烧-水浸提钒-浸出液净化-酸性铵盐钒-熔化；该工艺产生大量高污染酸性废水，其特点为盐度高、排放量大、重金属含量较高，根据《GB26452-2011钒工业污染物排放标准》要求，该废水中总铬、六价铬、总钒及氨氮严重超标（CTCr=3500-4500mg/L；CCr6+=3300-3800mg/L；CV5+=50-200mg/L；CNH3-N=2800-4000mg/L）；目前，该类废水常见的处理方法有蒸发浓缩法结晶法、还原中和沉淀法、离子交换法、电解还原法、吸附处理法、液膜分离法等。这些方法虽有一定的效果，但普遍存在着处理成本高、处理效率低、易产生二次污染和不能完全达标排放等问题。
技术实现思路
针对现有钒工业废水处理技术存在的上述问题，本专利技术提供一种半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法，采用石灰粉消化制成的氢氧化钙浆液作为脱硫剂，与烟气中的二氧化硫发生反应，利用烟气显热蒸发浆液中的水分，生成干粉状的脱硫副产物。本专利技术的方法按以下步骤进行：1、将钒工业废水引入还原反应池，搅拌并加入半干法烟气脱硫灰；半干法烟气脱硫灰的加入量为钒工业废水中钒和铬总质量的5~10倍；2、加入无机酸调节还原反应池中全部物料的pH=1.0~3.0，然后在搅拌条件下反应10~30min，将高价态的钒和铬还原为低价态；3、反应完成后静置沉淀至少0.5h，分离出一次上清液和一次沉淀物，一次沉淀物经一次压滤脱水得到还原副产物硫酸钙，一次压滤脱水获得的一次滤液和一次上清液混合形成一次混合液；4、将一次混合液引入中和沉淀池，加入氢氧化钠调节pH=6.5~9.0，搅拌反应10~30min，然后加入絮凝剂，在中和沉淀池内形成矾花，继续搅拌5~10min；所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝或聚合硫酸铁，加入量按絮凝剂在一次混合液中的浓度为10~100ppm；5、静置沉淀0.5~3h，分离出二次上清液和二次沉淀物，二次沉淀物经二次压滤脱水形成含铬绿泥，二次压滤脱水获得的二次滤液和二次上清液混合形成二次混合液；6、将二次混合液引入氨氮沉淀池，搅拌并加入镁盐，待镁盐全部溶解后，搅拌并加入磷酸盐，再加入氢氧化钠调节pH=9.0~10.0，然后搅拌反应10~30min，使二次混合液中的氨氮形成磷酸铵镁沉淀；所述的镁盐为氯化镁、硫酸镁或氧化镁，加入量按镁的摩尔量为氨氮摩尔量的1.0~1.5倍；所述的磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠或磷酸三钠，加入量按磷的摩尔量为氨氮摩尔量的0.9~1.4倍；7、静置20~50min，分离出三次上清液和三次沉淀物，三次沉淀物经三次压滤脱水获得磷酸铵镁；三次压滤脱水获得的三次滤液和三次上清液作为处理后废水。所述的处理后废水中总铬浓度＜1.5mg/L、六价铬浓度＜0.5mg/L、五价钒浓度＜1.0mg/L、NH3-N浓度＜200mg/L、总磷浓度＜15mg/L。所述的钒工业废水的pH=1~3，总铬浓度3500~4500mg/L，六价铬浓度3300~3800mg/L，五价钒浓度50~200mg/L，氨氮（NH3-N）浓度2800~4000mg/L。所述的无机酸为硫酸、盐酸或硝酸。利用半干法烟气脱硫灰实现钒工业废水无害化处理，出水重金属污染物均达到国家标准GB26452-2011，且氨氮及磷显著降低（CNH3-N＜200mg/L、CTP＜15mg/L），能够与生活污水混合处理；其中还原反应池产生的沉渣经洗涤、压滤脱水后可得硫酸钙，中和沉淀池产生的沉渣经脱水后可得到初级氢氧化铬（干燥后铬含量以Cr2O3计约为54%），铬含量较高，可进一步资源化利用，变废为宝；氨氮沉淀池产生的沉渣经脱水后可得到主要成分为磷酸铵镁的白色沉淀，可作为生产缓释肥的原料，具有较高的经济价值。本专利技术实现了半干法脱硫固体废弃物的资源化利用，既降低了废水处理成本，也解决了半干法脱硫灰的二次污染及占地问题，对于钢铁冶炼企业更是可以将废水治理和烟气治理相结合，实现自产自销，以废治废，具有较高的环境效益、经济效益及社会效益；与现有工艺相比，本专利技术处理效果好，流程短，处理速度快，成本低廉，以现有设备便可应用，无需增加基建费用。附图说明图1为本专利技术的半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法流程示意图；图2为本专利技术实施例中采用的半干法烟气脱硫灰XRD图；图3为本专利技术实施例1获得的硫酸钙经过干燥后的XRD图；图4为本专利技术实施例1获得的磷酸铵镁经过干燥后的XRD图。具体实施方式本专利技术实施例中采用的钒工业废水（废水）出水温度50~100℃，产出量为500~900t/d。本专利技术实施例中采用的半干法烟气脱硫灰（半干法脱硫灰）为半干式钙法烟气脱硫灰。本专利技术实施例中的半干法脱硫灰按重量百分比含S14.2%，CaO46.09%，MgO1.46%，TFe0.24%，Cl1.50%，Al2O30.22%，SiO20.94%。本专利技术实施例中采用的硫酸、盐酸和硝酸为市购工业级产品。本专利技术实施例中采用的聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁为市购工业级产品。本专利技术实施例中采用的氯化镁、硫酸镁和氧化镁为市购工业级产品。本专利技术实施例中采用的磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和磷酸三钠为市购工业级产品。本专利技术的方法中，步骤2最佳pH值为2.0~3.0。本专利技术的方法中，步骤4最佳pH值为7.0~8.5。本专利技术的方法中，步骤6最佳pH值为8.5~10.0。以下为本专利技术较佳的具体实施案例，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本专利技术实施例中采用的钒工业废水为河北某厂或黑龙江某厂的钒工业废水。实施例1钒工业废水的pH=1，总铬浓度4500mg/L，六价铬浓度3800mg/L，五价钒浓度200mg/L，氨氮（NH3-N）浓度4000mg/L；将钒工业废水引入还原反应池，搅拌并加入半干法烟气脱硫灰；半干法烟气脱硫灰的加入量为钒工业废水中钒和铬总质量的10倍；半干法烟气脱硫灰XRD图如图2所示；加入无机酸调节还原反应池中全部物料的pH=1.0，然后在搅拌条件下还原反应30min，将高价态的钒和铬还原为低价态；所述的无机酸为硫酸；还原反应完成后静置沉淀2h，分离出一次上清液和一次沉淀物，一次沉淀物经一次压滤脱水得到还原副产物硫酸钙，一次压滤脱水获得的一次滤液和一次上清液混合形成一次混合液；硫酸钙经过干燥后的XRD图如图3所示；将一次混合液引入中和沉淀池，加入氢氧化钠调节pH=6.5，搅拌反应30min，然后加入絮凝剂，在中和沉淀池内形成矾花，继续搅拌10min；所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺，加入量按絮凝剂在一次混合液中的浓度为100ppm；静置沉淀0.5h，分离出二次上清液和二次沉淀物，二次沉淀物经二次压滤脱水形成含铬绿泥，二次压滤脱水获得的二次滤液和二次上清液混合形成二次混合液；将二次混合液引入氨氮沉淀池，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）将钒工业废水引入还原反应池，搅拌并加入半干法烟气脱硫灰；半干法烟气脱硫灰的加入量为钒工业废水中钒和铬总质量的5~10倍；（2）加入无机酸调节还原反应池中全部物料的pH=1.0~3.0，然后在搅拌条件下反应10~30min，将高价态的钒和铬还原为低价态；（3）反应完成后静置沉淀至少0.5h，分离出一次上清液和一次沉淀物，一次沉淀物经一次压滤脱水得到还原副产物硫酸钙，一次压滤脱水获得的一次滤液和一次上清液混合形成一次混合液；（4）将一次混合液引入中和沉淀池，加入氢氧化钠调节pH=6.5~9.0，搅拌反应10~30min，然后加入絮凝剂，在中和沉淀池内形成矾花，继续搅拌5~10min；所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝或聚合硫酸铁，加入量按絮凝剂在一次混合液中的浓度为10~100ppm；（5）静置沉淀0.5~3h，分离出二次上清液和二次沉淀物，二次沉淀物经二次压滤脱水形成含铬绿泥，二次压滤脱水获得的二次滤液和二次上清液混合形成二次混合液；（6）将二次混合液引入氨氮沉淀池，搅拌并加入镁盐，待镁盐全部溶解后，搅拌并加入磷酸盐，再加入氢氧化钠调节pH=9.0~10.0，然后搅拌反应10~30min，使二次混合液中的氨氮形成磷酸铵镁沉淀；所述的镁盐为氯化镁、硫酸镁或氧化镁，加入量按镁的摩尔量为氨氮摩尔量的1.0~1.5倍；所述的磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠或磷酸三钠，加入量按磷的摩尔量为氨氮摩尔量的0.9~1.4倍；（7）静置20~50min，分离出三次上清液和三次沉淀物，三次沉淀物经三次压滤脱水获得磷酸铵镁；三次压滤脱水获得的三次滤液和三次上清液作为处理后废水。...

【技术特征摘要】
1.一种半干法烟气脱硫灰处理钒工业废水的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）将钒工业废水引入还原反应池，搅拌并加入半干法烟气脱硫灰；半干法烟气脱硫灰的加入量为钒工业废水中钒和铬总质量的5~10倍；（2）加入无机酸调节还原反应池中全部物料的pH=1.0~3.0，然后在搅拌条件下反应10~30min，将高价态的钒和铬还原为低价态；（3）反应完成后静置沉淀至少0.5h，分离出一次上清液和一次沉淀物，一次沉淀物经一次压滤脱水得到还原副产物硫酸钙，一次压滤脱水获得的一次滤液和一次上清液混合形成一次混合液；（4）将一次混合液引入中和沉淀池，加入氢氧化钠调节pH=6.5~9.0，搅拌反应10~30min，然后加入絮凝剂，在中和沉淀池内形成矾花，继续搅拌5~10min；所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铝或聚合硫酸铁，加入量按絮凝剂在一次混合液中的浓度为10~100ppm；（5）静置沉淀0.5~3h，分离出二次上清液和二次沉淀物，二次沉淀物经二次压滤脱水形成含铬绿泥，二次压滤脱水获得的二次滤液和二次上清液混合形成二次混合液；（6）将二次混合液引入氨氮沉淀池，搅拌并加入镁盐，待镁盐全部溶解后，搅拌并加入磷酸盐，再加入氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向欣，方得安，廖翔，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21