[发明专利]利用烧结烟气处理含铬废水的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及废水净化处理技术，具体地指一种利用烧结烟气处理含铬废水的方法及其设备。

背景技术

在钢铁工业生产镀锌板、彩涂板产品的后处理工序中，大多采用成熟的铬酸盐钝化工艺，该工艺会产生一定量的含铬废水，且废水中的铬主要以六价铬形式存在，六价铬具有很大的毒性，属第一类污染物，能在环境及人体中长期积累并对人体产生长远的不利影响，摄入过量的铬或长期接触含铬废水对人体有致癌作用。鉴于含铬废水的危害性，钢铁行业历来都非常重视含铬废水的处理。在工业废水中，国家规定六价铬排放浓度要小于0.5mg/L，总铬含量不超过1.5mg/L。

国内外常用的含铬废水处理方法很多，按其作用原理可分为物理方法、化学方法、物理化学方法以及生物方法四类，其中以物理化学和化学方法为主。化学方法因其处理效果好、初期投资少、运行管理方便、耐冲击负荷大等特点而成为含铬废水处理最实用有效的方法，也是目前应用最为广泛的方法。钢铁厂含铬废水的传统化学还原法是在酸性条件下利用还原剂将毒性较高的六价铬还原为毒性较小的三价铬，然后再加入石灰或NaOH，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀。常用的还原剂主要是Na₂SO₃、NaHSO₃、FeSO₄等，在还原法现有的处理流程中，需要一到两级反应池进行还原反应，还需要中和池、沉淀池等，其反应流程较长，设备占地较大，且在反应过程中需要额外投加大量的还原剂，为了提高六价铬的还原率，还需要外加调节溶液pH值的H₂SO₄，药剂成本较高。

为了解决上述问题，公开号为CN102399037A的中国发明专利申请公开说明书介绍了一种在酸性环境下用硫酸亚铁作还原剂将六价铬还原成三价铬、然后加入碱性物质调整pH值在7~8之间进行中和处理，最后沉淀去除铬的方法。但该方法在反应过程中需投加大量的硫酸和硫酸亚铁，药剂成本高；而且在碱性条件下沉淀过滤时，三价铬沉淀容易被重新氧化成六价铬，造成出水不达标；另外该方法涉及调节池、处理池和沉淀池等多个池体，具有运行成本高和占地面积大的缺点。

公开号为CN101481165A的中国发明专利申请公开说明书介绍了一种处理含铬废水的方法，其利用工业废硫酸溶液调节酸碱度，然后用液态的氯化亚铁进行二级还原，将六价铬还原成三价铬，最后加入碱调节pH值在6~8之间，沉淀去除铬。该方法同样需用到调节池、两个还原池、中和池，和沉淀池等多个池体，且涉及两级还原反应，存在反应流程长、运行成本高及管理难度大等问题。

另一方面，在钢铁工业的烧结工艺中，铁矿石、煤及焦粉等原料中的硫在高温条件下氧化生成二氧化硫并通过烟气排放至大气环境中，造成对大气环境的污染。2008年我国重点统计的钢铁工业排放二氧化硫110万吨，其中烧结工序排放80万吨，约占全国二氧化硫排放总量的5%，烧结烟气中SO₂浓度由于其工序中使用的原燃料的产地、品种变化而发生变化，从数百mg/m³到大于5000mg/m³，但大多数情况下能维持在1000~2000mg/m³的范围内。在实际运行时，烧结烟气需要先经过静电除尘或布袋除尘，再进行干法或湿法脱硫，达标后才能向外排放，这也增大了烧结工艺的运行成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种利用烧结烟气处理含铬废水的方法及其设备。采用该方法及其设备能有效去除钢铁工业废水中的六价铬，不仅工艺简单、操作容易、去除效率高，而且以废治废、运行成本低、不会产生二次污染。

为实现上述目的，本发明通过钢铁工业烧结工序产生的烧结烟气，利用烧结烟气中SO₂具有易溶于水和强还原性的特点，将含铬废水中的六价铬还原为三价铬，为了避免烧结烟气中粉尘对反应装置的影响，该烧结烟气须经过除尘处理，并通过在还原反应后的出水中加入碱改变三价铬的存在形式，使以离子形态存在的三价铬转化为Cr(OH)₃沉淀。该方法具体包括如下步骤：

1）以常规预除尘后的烧结烟气作为还原剂，将其通入到流动的含铬废水中，强迫两者发生充分的气液两相接触，使烧结烟气中易溶于水的SO₂与含铬废水中的六价铬发生化学反应，最终还原生成三价铬；