河钢股份有限公司承德分公司钒钛事业部 河北省承德市 067000
摘要：沉钒废水处理的现状和相关技术进行了综述。指出目前虽然实现了酸性沉钒废水的“零排放”,但废水中钒铬分离与回收利用技术以及降低废水氨氮技术还巫待进一步研究,为彻底解决钒产业发展面临的环保问题,实现钒产业可持续发展提供了一定的技术思路。
关键词：沉钒废水；技术；环境保护；
一、国内外沉钒废水处理现状
1.德国G F E公司沉钒废水处理.该公司曾采用S02:还原--NaOH中和的处理方法,废水排放标准为Cr6+<0.5mg/L、V5+<2mg/L。
2.锦州铁合金厂沉钒废水处理。该厂沉钒废水曾采用SO2:还原一碱液中和处理方法,其工艺流程与C F E基本相似,该厂是采用本厂铜精矿焙烧尾气来还原V 5+和Cr6+是以废治废。
3.四川峨眉铁合金厂废水处理.该厂有2套废水处理方法,旧系统为铁屑还原-石灰中和法。新系统为离子交换法。采用D 201阴离子交换树脂,废水经交换后,含Cr6+<0.5 mg/L,V5+<1mg/L。树脂法吸附饱和后,用N aO H溶液淋洗,洗脱液加酸沉钒,沉钒上清液蒸发浓缩后为铬酸醉,外卖。离子交换法回收了钒和铬,操作简单,处理效果稳定,但存在的问题是设备复杂,一次性投资较高。
4.攀钢钒制品厂沉钒废水处理。随着国家环保政策的日益严格,提出了实施废水排放总量限制的新要求,正在制订的《钒工业污染物排放标准》的最终目标是:已建企业排放量10 m3 tV2 O 5以下,新建企业3 m 3/t V 2O 5以下。该厂在面临关闭危险的情况下,针对废水处理量大、处理费用高等问题,开展了废水专项冶理工作,并于20 06年6月通过四川省环保局验收,主要冶理途径如下:建设了废水蒸发浓缩处理工程,开展了节水型沉钒工艺研究,达到了节水18%的良好效果。因还原中和后废水需经蒸发浓缩系统处理,C a(0 H)2中和将使废水中C a2+过高,导致蒸发管道结垢堵塞严重而停运,为此开发了G B S新型废水处理剂和较佳的处理工艺。实施了将蒸发浓缩后的冷凝水用于浸出焙烧熟料和洗涤A P V的技术思路,现场使用表明:冷凝水可直接用于浸出焙烧熟料,对浸出收率、浸出液质量基本不影响。将冷凝水p H值调至6一7时可用于洗涤A PV,冷凝水用于设备冷却时优于生产水。
二、沉钒废水处理技术研发的新方向
1.降低沉钒废水氨氮研究。（1）亚铁还原一石灰中和沉淀及深度脱氮降低氨氮研究张丽杰进行了二步法中和沉淀及深度脱氮研究,即中和沉淀和脱氮分步进行,根据Cr(o H)3:沉淀物在p H值为6一10时溶解度最低的性质,将还原阶段的p H值控制在8左右,用FeS O4、将废水中Cr2 O72-或(C rO42-)形态存在的Cr6+还原为C r3+,再用石灰乳中和游离酸,使C r3+和F e3+以C r(O H)3和F e(O H)3形态沉淀。脱氮阶段保持pH>l 1的强碱性环境,以利氨气的吹脱。研究结果可使出水Cr6+和N H 3-N浓度达标(出水氨氮<l 5m g/L)原水中所需的硫酸亚铁最低用量为15一18g,每吨水的处理费用增额不超过3.50元。该法将去除的N H 3--N以(N H 4)2S04的形式予以回收,但只能得到稀释的稀硫酸钱溶液。（2）催化氧化法处理废水降氨氮研究。攀钢钒制品厂进行了规模为1 t/h的催化氧化法处理废水试验研究。在实验室处理后的废水N H 3--N含量可达到15mg/L。但因现场废水盐度大,现场小试时还原性离子在催化氧化过程中淤积于电极板上,降低了催化氧化作用,N H3--N含量最低只能降至300 mg/L。（3）废水中氨氮的利用研究.陈曦进行了废水氨氮的利用研究,主要流程是将酸性废水采用SO2还原一N a0 H中和、过滤一加碱蒸铁,蒸按后的废水按2一10mg/L加人化学组合物形成含按肥料。该方法使废水氨氮降至15mg/L以下,有效利用了废水中的氨氮,但缺点是用S02还原易造成新的环境污染,未阐明钒铬渣和硫钱溶液的利用情况,同时工序较复杂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（4）高度分散原理脱除氨氮研究.武汉科梦公司采用特殊的分散器和分散剂,将含氨废水进行高度分散,使单位体积废水的总表面积大幅增加,由此,氨由液相向气相迁移的机率和总量大幅度增加,采用少量的空气将氨移离体系,用化学法回收氨。主要用于冶理高氨氮废水。
2.废水中钒铬分离研究。（1）化学法两步分离沉淀处理钒铬废水中钒和铬刘名扬进行了化学法两步分离钒铬研究,并申请了专利。分离原理是先沉淀分离钒,后还原沉淀铬,在弱酸性条件下Fe3+与V O33-结合形成Fe(V 0 3)3沉淀。（2）离子交换法回收废水中钒铬研究.攀钢用离子交换法进行了处理量为2m3/h的废水钒铬回收研究,原水样中钒平均含量为115mg/L,铬含量为98 0 mg/L,交换树脂饱和经解析得到含钒量为8.5g/L的钒解析液,含铬量为23.8 7g/L的铬解析液,设备运行一周期可处理废水128 m3,钒回收率为87.4%,铬回收率为91.2%。实现了钒铬的部分分离,未能实现钒铬的完全分离。（3）用提钒尾渣中和处理沉钒废水陈亮阎等提出了用提钒尾渣中和处理沉钒废水,尾渣中碱性物质与废水中酸发生中和作用,使尾渣中部分可溶性钒进人废水,尾渣中部分碱性条件下难溶的钒酸钙在酸性条件下溶解进人废水,由此利用尾渣中和了酸性钱盐废水,同时回收了尾渣中的钒。
3.提高废水处理能力的研究。（1）Na2S2O5还原一石灰中和法提高废水处理能力付自碧等问用Na2S2O5还原一石灰中和法进行了提高废水处理能力的研究,产生的固体渣量仅为硫酸亚铁还原一石灰中和法的50%。在不增加设备的情况下,其处理能力是硫酸亚铁还原一石灰中和法的2倍以上。（2）用GBS新型废水处理剂提高废水处理能力攀钢钒制品厂成功开发了GBS新型废水处理剂,克服了原亚铁还原一石灰中和处理废水产渣量大等缺点。BS对Cr6+的去除率达99.99%,是较好的除铬药剂,对V的去除率为98%以上。产渣量少,平均产渣率为16.2 kg/(m3废水),处理能力大,优于原硫酸亚铁除钒铬工艺,使用该药剂处理废水,板框压滤机能满足要求。
4.微生物法处理沉钒废水。利用微生物絮凝剂处理工业废水是上世纪80年代在全世界开始大规模研究的新课题,已有成功应用的实例,如将其应用在皮革、造纸等污水的脱色及COD的去除。BM菌是微生物絮凝剂中的一部分,由于BM菌是一种功能菌,菌体外壳带有一定的负电荷,易吸附带正电荷的金属离子。此外,菌体本身还有较强的生物絮凝作用,所以微生物功能菌通过吸附、絮凝、络合和鳌合作用,将废水中的金属离子富集于功能菌的表面并使其沉降、从而达到金属离子与水分离使废水净化达标排放的目的。官纯用微生物法进行了沉钒废水处理的实验室研究,试验表明:采用微生物法处理攀钢含钒废水中的重金属离子,技术上是完全可行的,处理后废水中的重金属基本去除。当温度小于50℃、p H<4、菌液比为l:10、反应时间90 min,复合功能菌对V5+,Cr6+的去除率>9.9%;处理后出水中的Cr6+只占T Cr的3.13%,其余的C r以低价态形式存在,对Cr6+有很好的还原效果。
5.废水还原净化工艺研究。攀钢钒制品厂与成都新环能公司进行了废水还原净化工艺研究。研究筛选的絮凝剂对还原废水悬浮物有较好的处理效果,但净化工艺需将废水加热至7 0℃以上,而现场的废水温度在40℃左右,加热现有废水需要蒸汽约2 t/h。
6.膜技术处理废水研究。攀钢钒制品厂与大连理工大学进行了试验规模为I t/h的膜技术处理废水中试研究。通过进行纤维膜脱氨、纳滤一反渗透脱盐等相关试验表明:当废水含盐量在8.8%、压力7MPa时系统能够稳定出水,淡水含盐量小于100mg/L,水回收率达35%。但因工艺变化,现场废水含盐量为11%一13%,系统无法实现稳定出水。为降低废水盐份,进行了离子膜脱钠的实验室试验,可将废水盐分降低至8%以下。
目前在废水的循环利用、实现“零排放”方面取得了显著的进展。但在有价资源的二次回收,特别是钒铬的分离与回收利用以及降低废水中氨氮方面还巫待加强,而新技术新工艺的研发将有助于系统彻底的解决钒产业发展的环保问题。
参考文献：
[1]陆清明,文南山,徐明,等.含钒废水的处理现状及发展趋势.科技情报开发与经济,2015.
[2]张杰,郝建,杨靖,等.三氧化二钒废水的处理研究,昆明理工大学学报,2013.
[3]吴曦,一种处理酸性沉钒废水的工艺:中国专利，2015.
论文作者:李玲
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第11期
论文发表时间:2017/12/13
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