钢铁行业含铬废水处理方法：工艺简单、成本低、零排放

钢铁行业含铬废水处理方法：工艺简单、成本低、零排放

申请日期：2009.02.23

公佈（公告）日期：2009.07.15

IPC分类编号 C02F1/62; /16; C02F1/66; C02F1/78; C02F9/04

概括

本发明涉及一种钢铁行业钢材表面钝化工序产生的含铬废水的处理方法，解决了现有含铬废水处理工艺复杂，操作管理不便，或工艺投资大，运行费用高，或排放不稳定，易造成二次环境污染等问题。技术方案包括对含铬废水进行预处理，采用臭氧氧化，然后配制成复配钝化液，返回铬钝化工序作为钝化液使用。本发明工艺极其简单，运行费用低，工艺投资少，同时实现了铬的回收和废水零排放，不造成环境污染。

索赔

1.一种钢铁表面钝化过程中产生的含铬废水的处理方法，其特征在于：所述废水采用如下方法处理：

（1）预处理：调节含铬废水pH值至6～8，搅拌，使水质平衡；

（2）O3氧化反应：根据测定的含铬废水中三价铬浓度，在调节pH值后向含铬废水中通入强氧化剂O3，将三价铬氧化为六价铬，反应式为2Cr3++O3+4H2O=-+8H+；

(3)药剂配制：将氧化处理后的含铬废水过滤，除去少量沉淀物，然后对比钝化液组分，加入相应药剂，调节含铬废水中六价铬含量为25～30g/L，pH值为1.5～2.5进行配制，得到配制好的钝化液，作为钝化液返回钝化工序使用。

2.根据权利要求1所述的钢铁表面钝化工艺产生的含铬废水的处理方法，其特征在于：步骤（1）中采用氢氧化钠调节pH值。

3.根据权利要求1所述的钢铁表面钝化工艺产生的含铬废水的处理方法，其特征在于：步骤（2）中通入含铬废水的强氧化剂O3的量为20～100mg/L，反应时间为1～3小时。

4.根据权利要求1所述的钢铁表面钝化过程中产生的含铬废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中，加入铬酐调节含铬废水中六价铬含量，加入硫酸调节pH值，生成铬酸。

5.根据权利要求1或4所述的钢铁表面钝化工艺产生的含铬废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中每升含铬废水加入铬酐50-55克、硫酸20-25克进行配制。

6.根据权利要求4或5所述的钢铁表面钝化工艺产生的含铬废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中每升含铬废水加入0.8-1.5g氧化锌和0.5-1.0g硼酸。

手动的

一种钢铁表面钝化过程中含铬废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种工业废水的处理方法，具体涉及一种钢铁行业中钢材表面钝化工序产生的含铬废水的处理方法。

背景技术

铬在水中以Cr(III)和Cr(VI)的形式存在，其中Cr(VI)的毒性最大，是公认的环境致癌物之一。钢铁行业经常使用铬液进行钢铁表面钝化处理，如硅钢表面钝化就是采用喷淋铬液的方式进行的。在钢铁表面钝化处理过程中，喷淋溅出的部分铬酸溶液以及地面泡沫冲洗过程会产生大量的含铬废水。

处理电镀铬废水的传统工艺是将废水中的六价铬转化为三价铬排放，最常用的方法是铁酸盐法、亚硫酸盐还原法或电解还原法。这种方法只是将毒性很大的六价铬转化为毒性较小的三价铬，再通过沉淀造渣的方法将其从水体中分离出来，这样会产生大量的铬泥。堆积的铬泥并不能从根本上消除铬对环境的污染，必须进一步回收处理。例如采用铬酸盐沉淀法，在碱性条件下加入沉淀剂氯化钡溶液，使CrO42-和Ba2+生成不溶性沉淀（Ksp=1×10-10）。这种方法的优点是处理后的水清澈透明，而Ba2+的引入将造成新的污染。 此外，铬泥的回收利用进一步增加了工艺步骤，设备投资和运行费用也相应增加。

此外，现有的吸附法、离子交换法、电渗析法等都是基于吸附或物理分离的方法，可以实现不同程度的铬的去除，该类方法对废水净化效果较好，但仍需要废水排放，且没有铬的回收利用。

该专利中提到一种处理含铬废水的方法，首先用碱溶液调节镀铬废水或废渣打浆后的液体pH值至12-14，然后使用氧化剂将三价铬氧化为六价铬，再加入氯化钡溶液或醋酸铅和氯化钡溶液与六价铬反应生成铬酸钡沉淀。该方法仍然存在沉淀物回收处理的问题，且该方法仅公开了双氧水作为氧化剂，氧化反应后的产物也存在二次污染的问题。

上述方法均有废水排放，而且无论达标与否，废水中仍含有一定量的铬，铬的存在对环境还是会造成一定的危害。另外，无论采用哪种方法，铬的回收都是经过沉降后的固液分离，也就是以固态回收铬。上述方法要么工艺复杂，操作管理不便，要么存在工艺投资大、运行费用高，要么排放不稳定等各种问题，容易造成二次环境污染。因此，针对硅钢表面钝化产生的含铬废水，亟待开发一种有效的处理技术，能够同时实现废水的处理和铬的资源化利用，达到真正意义上的节能减排的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决以下技术问题，提供一种钢铁表面钝化过程中产生的含铬废水的处理方法，其工艺极其简单，运行费用低，工艺投资小，可实现铬的回收和废水零排放，不造成环境污染。

该技术方案包括如下方法：

（1）预处理：调节含铬废水pH值至6～8，搅拌，使水质平衡；

（2）O3氧化反应：根据测定的含铬废水中三价铬浓度，在调节pH值后向含铬废水中通入强氧化剂O3，将三价铬氧化为六价铬，反应式为2Cr3++O3+4H2O=-+8H+；

(3)药剂配制：将氧化处理后的含铬废水过滤，除去少量沉淀物，然后对比钝化液组分，加入相应药剂，调节含铬废水中六价铬含量为25～30g/L，pH值为1.5～2.5，将配制好的钝化液返回钝化工序作为钝化液使用。

步骤(1)中，采用氢氧化钠调节pH值。

步骤（2）中通入含铬废水的强氧化剂O3的量为20～100mg/L，反应时间为1～3小时。

步骤（3）中，加入铬酐调节含铬废水中六价铬含量，加入硫酸调节pH值，形成铬酸。

步骤（3）中每升含铬废水加入铬酐50～55克、硫酸20～25克进行配制。

步骤(3)中每升含铬废水添加氧化锌0.8～1.5g、硼酸0.5～1.0g。

含铬废水pH值一般在2左右。研究表明，六价铬的氧化能力随pH值的升高而下降，而后续O3的氧化能力在中性和弱碱性条件下更强。因此，在预处理步骤中，控制含铬废水pH值在6-8之间，不宜过高或过低，最好采用氢氧化钠进行调节。同时，在调节pH值的过程中，pH值环境还能对含铬废水中的一些微量杂质重金属离子，如铁离子起到中和、沉淀去除的作用。

本发明人在研究了各种将三价铬氧化为六价铬的氧化剂后，特地选择了O3作为氧化剂，O3是一种强氧化性的绿色药剂，对大多数有机物和低价金属离子均有氧化能力，反应后产物本身转化为O2，不会造成二次污染。本技术方案将强氧化剂O3经调节pH后通入含铬废水中，使其中的三价铬氧化为六价铬，反应式为2Cr3++O3+4H2O=-+8H+，使含铬废水中的少量有机杂质得到降解。 本领域技术人员可以测定含铬废水中的三价铬浓度，按照反应式通入强氧化剂O3进行氧化反应，使三价铬全部氧化为六价铬，优选的O3通入量为20-100mg/L，氧化处理时间控制在1-3小时。

含铬废水经O3氧化处理后，铬全部以六价铬形式存在，其中的杂质被有效去除，部分成分含量（如氧化处理后的铬废水中六价铬含量比钝化液中少）或pH值会发生变化。因此，通过对比钝化液与原铬钝化工艺中的组成，再加入相应的试剂进行配制，即可得到与钝化液相同的组成和pH值，即可重复用于钢板铬钝化处理工艺中的钝化液。对比钝化液中主要成分含量，六价铬含量应为25-30g/L，pH值为1.5-2.5。 优选每升氧化处理后的含铬废水添加50-55g铬酐、20-25g硫酸，使铬酐在酸性环境下反应生成铬酸，进一步可根据需要每升废水添加0.8-1.5g氧化锌、0.5-1.0g硼酸，使含铬废水作为钝化液具有良好的成膜性，配制后的钝化液在钝化工艺中重复使用。

本发明工艺简单，设备投资少，除极少量杂质沉淀外，含铬废水几乎全部被回收利用。采用臭氧作为氧化剂，反应产物为O2，不产生二次污染。回收工艺极其简单，不需要固液分离，不存在大量铬泥堆放污染环境，不存在废水排放问题。可同时实现铬的资源化利用和含铬废水的零排放，大大降低了对环境的危害。回收的含铬废水经本方法处理后作为钝化液重新利用，减少了原有钝化液的使用量，大大降低了成本。 例如每年可减少铬钝化液使用量1万吨，年减少铬排放量50吨，年减少含铬废水排放量50万吨，对促进企业节能减排、可持续发展具有重要意义。