全站搜索
混凝-砂滤-活性炭过滤-微滤-反渗透集成技术处理钒冶炼废水
作者:管理员    发布于:2016-04-27 16:27:55    文字:【】【】【

  钒是一种非常重要的合金元素,主要作为材料的添加剂用于钢铁生产中。矿石生产的钒产品主要以V2O5的形式存在,V2O5呈粉状或片状在冶金、化工等方面具有广泛用途。提炼V2O5的生产技术归纳起来主要有4种:高钠焙烧水浸制钒工艺、无钠焙烧酸浸制钒工艺、低钠焙烧水浸制钒工艺、钙化焙烧酸浸制钒工艺。湖南某钒冶炼厂采用的是“低钠焙烧水浸取偏钒酸钠H离子交换树脂提纯氯化铵沉钒”工艺,用此工艺生产钒的主要钒冶炼废水为离子交换树脂吸附提纯后的浸钒水和清基金项目:国家自然科学基金资助项目(51278464,50778066);高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20090161110010);湖南省环保厅环保科技课题研究项收稿曰期:2013洗离子交换树脂的水(后统称为钒冶炼废水>,废水中氯离子浓度非常高,总铬、六价铬、总钒等重金属离子的浓度也比较高,还含有一部分的COD、悬浮物等,而用氯化铵沉钒后的沉钒废水的水量很小且可以在工艺内循环。

  目前,国内外钒冶炼废水的处理方法可分为四大基本类型,即物理法、化学法、物理化学法和生物法。由于钒冶炼废水具有高盐度,可生化性差等特点,使得以上处理工艺的处理效果有限,很难达到排放乃至回用的要求。

  膜技术具有其的优点,随着膜装置性价比的不断提高膜技术在废水处理及回用等领域发挥着越来越大的作用。采用“混凝砂滤-活性炭滤微滤-反渗透”集成技术处理钒冶炼废水,现场试验效果良好,已经运行1年,出水稳定,满足各生产阶段的用水水质要求具有较好的应用前景PAC投加浓度对C0D、悬浮物和浊度去除率的影响从中可以看出>AC投加量在600mg/L以下时浊度和悬浮物的去除率随着投加量的增加而快速上升,当投加量到达600mg/L,去除率都达到85以上,再增加投加量时,去除率趋于平缓。而PAC投加量在600mg/L以下时,COD去除率随投加量的增加而上升,PAC投加量在600mg/L以上时,COD去除率随投加量的增加而下降。综合以上分析,针对该废水PAC的佳投加量为600mg/L.3.2pH值对混凝效果的影响在投加絮凝剂前先将水样pH调节到指定值,即采用前控法。

  由可以看出,pH值对COD去除的效果影响不大;但在酸性条件和碱性条件下,总铬、总钒和六价铬的去除率相差很大。酸性条件下,总铬和总钒的去除率不到30,六价铬去除率也不超过40;碱性条件下,去除率都急剧上升,当pH为9时去除率都达到80左右,且上升趋于平缓。对于酸碱条件下处理效果的差异大的原因是:提高pH值增大了水中OH-的浓度可以使钒和铬产生氨氧化物的沉淀,同时利用絮凝剂剂的吸附絮凝作用使氨氧化物沉淀附着在絮凝剂形成的絮体上加以去除。综合考虑水样的pH值和成本迭择佳pH值为9. 3.3膜的运行效果与压力的关系膜的运行效果由膜的水通量和脱盐率共同决定,它们是反渗透过程中关键的运行参数。考察在不同压力下,膜运行稳定后膜的水通量和脱盐率(氯离子的去除率)结果如所示。

  显示,运行压力升高使膜的水通量增大,且基本呈现线性关系而除盐率(氯离子的去除率)随压力的升高急剧增大,当压力达到3MPa时去除率已经达到99.4随后再升高压力去除率没有明显的增大可能的原因是:一定压力条件下,压力升高并不影响盐透过量在盐透过量不变的情况下,水通量增大时透过水的含盐量下降,脱盐率提高;而当压力升高到一定程度时,尤其是超过膜其运行的大压力时,膜界面中含盐量增大,此层与给水本体的浓度形成很大的浓度差,这种现象称为膜的浓差极化。由于膜两侧的浓度差增大,使产品水盐透过量增大,反而影响除盐率。膜处理系统中要尽可能避免浓差极化现象的产生,因此不能长时间超过大压力下运行。本。

  由可知膜在刚开始运行时,由于运行不够稳定水通量较大除盐率(氯离子去除率)也较低箱膜系统运行稳定后冰通量和除盐率都比较稳定,运行时间对水通量和除盐率的影响不大。系统刚开始运行水通量和盐透过率都较高的原因可能是:刚开始膜的结构比较疏松,溶质和溶剂都容易透过膜,因此膜的水通量较大,除盐率也较低。当运行时间延长后膜逐渐被压实膜的有效孔径减少冰通量减小,除盐率也逐渐升高后趋于稳定。

  3.5膜的运行效果与pH值的关系为了了解pH值对膜的运行效果的影响,在工作压力为3MPa温度及其他条件均不变的情况下,调节不同的进水pH值,待系统稳定运行后测定反渗透膜的水通量和脱盐率。结果如所示。

  由可知,进水的pH值对膜的水通量影响不大,但是过低或过高的进水pH值都会使脱盐率降低随着pH值的升高,除盐率先升高后降低,pH值在8~9之间除盐率达到大值这正好与混凝沉淀的佳pH值符合,就可以省去进入反渗透膜之前调节pH的步骤。过低和过高的pH值使得脱盐率降低的原因可能是过高或过低的pH值使得反渗透膜的结构受到不可恢复性的损伤。

  3.6各处理过程中的水质分析及资源回用各处理过程的出水水质和相关标准如表1所示。

  表i各处理过程中水质主要指标表1中的水质指标都是工业生产指标,原水水样是指离子交换树脂吸附提纯后的浸钒水和清洗离子交换树脂的水充分混合后废水排除口的水样,絮凝上清液是指添加药剂絮凝沉淀半小时后的上清液反渗透出水是指废水经过反渗透系统后清水口的水样。由表2可知,反渗透的出水芫全满足循环冷却水回用标准,此反渗透出水能回用与大部分钒冶炼生产过程中,有效地节约了水资源。而且某钒厂循环利用反渗透出水后发现钒的纯度从98升高到了99以上,提高了钒的价格具有可观的经济效益;浓缩液一部分用于成球工艺,能够减少成球时的用盐量的同时对成球和焙烧的设音未产生不良影响;另一部分作为矿石焙烧的烟气处理的补充水,虽然会增加烟气处理废水的盐等污染物的含量,但是该工程已实际运行一年多,对烟气处理废水的处理未增加难度对整个处理过程无明显的影响实现了钒冶炼废水的零排放。

  4结论采用混凝砂滤-活性炭过滤微滤-反渗透集成技术处理钒冶炼废水,PAC投加量为600mg/L,H为9时,混凝效果较好;在反渗透处理阶段,膜的佳操作压力为3MPa,佳pH值为8~9,这与混凝时的佳pH接近,省去了进反渗透系统前调解pH的步骤。反渗透出水的COD为20. 176mg/L,电导率为387S/cm,除盐率达到99以上。本工艺大的优势是反渗透出水能回用于大部分生产工序且能提高钒的纯度,使水资源得到循环利用;浓缩液也能回用于成球工艺和烟气处理段,能够减少成球时的用盐量的同时对成球和焙烧的设音未产生不良影响,对烟气处理废水的处理未增加难度实现了钒冶炼废水的零排放。具有十分广阔的应用前景。

访问统计
51客服