前言

為了充分利(li)用釩(fan)資源，提高(gao)公司的(de)經(jing)濟效(xiao)益和(he)出口創匯能力，由我院承擔設(she)計的(de)攀鋼攀宏公司三氧化(hua)二釩(fan)及高(gao)釩(fan)鐵車間生產(chan)線，于1998年7月(yue)建成投產(chan)。設(she)計年產(chan)V2O32500t、高(gao)釩(fan)鐵2000t。在V2O3生產(chan)過程(cheng)中，產(chan)生大(da)量含釩(fan)含鉻酸性廢水。

1 廢水性質及成分

由V2O3車間沉淀工(gong)段(duan)排出的酸(suan)性廢(fei)水中(zhong)含有(you)V5+：100－120mg／L，Cr6+：100－250mg／L，Na2SO4：42－57g／L，廢(fei)水的PH值1.8－2.5，溫度(du)70－80℃，廢(fei)水最大流量約為35m3／h。

V2O3廢水(shui)(shui)處理排水(shui)(shui)水(shui)(shui)質執行國家《污水(shui)(shui)綜合排放標(biao)準(zhun)》（GB 8978-1996）中一級排放標(biao)準(zhun)。

2 廢水處理工藝

目(mu)前國(guo)內外對含(han)釩含(han)鉻(ge)酸性廢(fei)水的(de)(de)處(chu)理(li)[1－2]，一般采用(yong)(yong)以(yi)(yi)下(xia)兩種工藝：其(qi)一，主要以(yi)(yi)回收(shou)廢(fei)水中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)釩為目(mu)的(de)(de)的(de)(de)離子(zi)交換工藝，回收(shou)后(hou)的(de)(de)母(mu)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，含(han)有大(da)量的(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)硫(liu)酸鈉等(deng)成分，廢(fei)液(ye)需(xu)再次處(chu)理(li)石(shi)則廢(fei)液(ye)排放會(hui)對環境造成污染(ran)；其(qi)二(er)，以(yi)(yi)處(chu)理(li)達標排放為目(mu)的(de)(de)的(de)(de)還原、中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)工藝。對于還原、中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)工藝：德國(guo)魯(lu)奇公司采用(yong)(yong)硫(liu)酸亞(ya)鐵還原一氫氧化鈉中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)法，德國(guo)蒂森公司采用(yong)(yong)SO2還原-碳酸鈉中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)法，意(yi)大(da)利(li)艾姆科(ke)公司采用(yong)(yong)硫(liu)酸亞(ya)鐵還原-石(shi)灰中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)法。

結合攀鋼(gang)生產(chan)實際，經綜合分析比較，三(san)氧化(hua)二釩車間廢(fei)水處(chu)(chu)理系統(tong)采(cai)用硫酸亞(ya)鐵還(huan)原-石灰中(zhong)和(he)法。V2O3廢(fei)水處(chu)(chu)理站由調節池(chi)、廢(fei)水泵房、還(huan)原槽(cao)、中(zhong)和(he)槽(cao)、濃縮沉淀(dian)池(chi)、過濾器、壓濾間、化(hua)驗室、石灰乳(ru)制(zhi)備系統(tong)等部(bu)分組成(cheng)。廢(fei)水處(chu)(chu)理工(gong)藝流程見圖1。

2．1 廢水貯存

由車間(jian)沉淀工段排出的酸性廢水(shui)(shui)，其流(liu)量和水(shui)(shui)質是不均勻的，需經(jing)調(diao)節(jie)池(chi)（均化池(chi)）調(diao)節(jie)，廢水(shui)(shui)停留時間(jian)約15h。調(diao)節(jie)池(chi)總尺寸為16.5m×4.5m×2.5m，有效容積350m3，共分2格(ge)，采用鋼(gang)筋混凝土(tu)結構，池(chi)內壁作(zuo)玻璃鋼(gang)防腐處(chu)理。

2．2 廢水的還原

還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)2座(zuo)，并聯運行，還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)規格(ge)：Φ：1200mm、H：1500mm，鋼質(zhi)內襯氯丁橡(xiang)膠。廢(fei)水(shui)由調節池送入還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)進(jin)行還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)處理，還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)采(cai)用中心進(jin)水(shui)周邊(bian)出水(shui)，每座(zuo)還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)內廢(fei)水(shui)停(ting)留時間約(yue)30min。硫(liu)(liu)酸亞鐵經電動攪拌(ban)槽(cao)配制(zhi)成濃度為(wei)20％的溶(rong)液(ye)，重力投加到(dao)還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)，將V5+還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)小V4+，Cr6+還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)Cr3+。還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)設有PH值測量(liang)顯(xian)示器，通過(guo)流量(liang)調節閥自動控制(zhi)硫(liu)(liu)酸亞鐵溶(rong)液(ye)投加量(liang)，硫(liu)(liu)酸亞鐵用量(liang)約(yue)120kg/L。為(wei)使還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)反(fan)應(ying)充(chong)分進(jin)行，還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)槽(cao)出口廢(fei)水(shui)PH值應(ying)控制(zhi)在(zai)2.6－3.1之間，該還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)過(guo)程的主(zhu)要反(fan)應(ying)為(wei)：

VO2++Fe2++＋2H+→VO2++Fe3++H2O
VO2++2Fe2++4H+→V3++2Fe3++2H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

2．3 廢水的中和

中(zhong)(zhong)和(he)槽2座(zuo)，串聯(lian)運行(xing)，每(mei)座(zuo)中(zhong)(zhong)和(he)槽內(nei)廢水停留時間(jian)約15min。中(zhong)(zhong)和(he)糟規格：Φ：2600mm，H：2500mm，鋼質內(nei)襯氯(lv)丁橡膠。為(wei)防止懸浮物沉淀(dian)，每(mei)座(zuo)中(zhong)(zhong)和(he)槽均設有電動攪拌(ban)機。經還(huan)原后的(de)廢水重力流(liu)入1號(hao)和(he)2號(hao)中(zhong)(zhong)和(he)槽，在兩個中(zhong)(zhong)和(he)槽中(zhong)(zhong)投(tou)加(jia)(jia)濃(nong)度為(wei)10％的(de)石灰乳進行(xing)中(zhong)(zhong)和(he)反應，使廢水中(zhong)(zhong)的(de)Cr3+生(sheng)成氫氧化鉻沉淀(dian)，釩生(sheng)成難溶性鈣(gai)鹽沉淀(dian)，中(zhong)(zhong)和(he)槽設有pH值測量(liang)(liang)(liang)顯示器，通(tong)過流(liu)量(liang)(liang)(liang)調(diao)節閥自動控制石灰乳投(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)(liang)。1號(hao)中(zhong)(zhong)和(he)糟石灰乳投(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)(liang)約為(wei)1600－2500kg/h上，2號(hao)中(zhong)(zhong)和(he)槽石灰乳投(tou)加(jia)(jia)量(liang)(liang)(liang)約為(wei)400－500kg／h。

為(wei)使廢水(shui)(shui)中的Cr6+、V5+能充分去(qu)除，保證廢水(shui)(shui)達標排放，借鑒德(de)國有關(guan)廢水(shui)(shui)處理(li)經驗(yan)，V2O3廢水(shui)(shui)處理(li)采(cai)用石灰乳兩段中和工藝，玉號中和糟(zao)出(chu)口(kou)廢水(shui)(shui)PH值(zhi)控制在7．5－8．5之間，2號中和槽(cao)出(chu)口(kou)廢水(shui)(shui)PH值(zhi)控制在8－9之間。該中和過程的主要反應為(wei)：

Cr3+＋3OH-→Cr（OH）3↓
Fe3+＋3OH-→Fe（OH）3↓
V3+＋Ca2+＋SO42-+nH2O→絡合物↓

2．4 廢(fei)水的(de)濃縮沉淀(dian)及過(guo)濾(lv)

濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)沉(chen)淀(dian)池(chi)2座，并聯運行，每座尺寸為Φ：9000mm，H：3000mm，濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)刮(gua)泥(ni)(ni)機NZ－9型(xing)2臺。經中和后(hou)(hou)的(de)(de)廢(fei)水(shui)重(zhong)力流人濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)沉(chen)淀(dian)池(chi)進行濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)澄清(qing)，廢(fei)水(shui)中的(de)(de)釩、鉻和鐵的(de)(de)氫(qing)氧化(hua)物(wu)以及硫酸鈣等(deng)沉(chen)淀(dian)物(wu)被濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)沉(chen)入(ru)池(chi)底(di)，濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)沉(chen)淀(dian)的(de)(de)污泥(ni)(ni)排(pai)人濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)池(chi)下的(de)(de)泥(ni)(ni)漿(jiang)槽內，經泥(ni)(ni)漿(jiang)泵送至(zhi)壓濾(lv)間進行壓濾(lv)脫水(shui)。濃(nong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)沉(chen)淀(dian)池(chi)澄清(qing)水(shui)送過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)進行過(guo)(guo)濾(lv)處理，過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)采(cai)用SAF－A型(xing)自(zi)清(qing)洗過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)，1臺，Q＝50m3／h，過(guo)(guo)濾(lv)精度(du)0.1mm。濾(lv)后(hou)(hou)水(shui)經檢測(ce)達到(dao)國家有關排(pai)放標準后(hou)(hou)排(pai)放。

2．5 污泥處理

壓濾(lv)(lv)間內設 XAJZ60／1000型廂(xiang)式(shi)壓濾(lv)(lv)機(ji)(ji)3臺，2用1備，同時預留1臺廂(xiang)式(shi)壓濾(lv)(lv)機(ji)(ji)位置。壓濾(lv)(lv)機(ji)(ji)每天(tian)產泥餅(bing)（含水(shui)率50％左右(you)）約24t，由(you)于泥餅(bing)用；濾(lv)(lv)液返回濃縮池重(zhong)新處理。

2．6 石灰乳制備

石(shi)(shi)灰(hui)(hui)干粉由專用罐(guan)車運送至干粉儲罐(guan)內貯存，通過給料機定量(liang)將石(shi)(shi)灰(hui)(hui)粉送人(ren)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)漿槽(cao)加(jia)水制成濃(nong)度(du)為20％左右的石(shi)(shi)灰(hui)(hui)漿，再(zai)用泵(beng)將石(shi)(shi)灰(hui)(hui)漿提升至石(shi)(shi)灰(hui)(hui)乳槽(cao)，加(jia)水機械攪拌配制成濃(nong)度(du)為10％左右的石(shi)(shi)灰(hui)(hui)乳，再(zai)用泵(beng)送至中和槽(cao)。石(shi)(shi)灰(hui)(hui)用量(liang)（以(yi)CaO純度(du)70％計）約為320kg／h。

3 廢水處理運行情(qing)況(kuang)

V2O3廢(fei)水(shui)處理站自運行(xing)以(yi)來，基本(ben)達到了設(she)計要求，V2O3車間廢(fei)水(shui)處理站廢(fei)水(shui)排放水(shui)質：pH值、Cr6+及總釩（V）、懸浮物（SS）均完全滿足國(guo)家(jia)有關廢(fei)水(shui)排放標準(zhun)，詳見表1。

表1 廢水(shui)水(shui)質排放標(biao)準

4 結束語

硫酸亞鐵還原一石(shi)灰中(zhong)和法處(chu)理V2O3含釩、含鉻酸性廢(fei)(fei)水(shui)是(shi)可(ke)行(xing)的，其(qi)運行(xing)效果穩定，出水(shui)水(shui)質(zhi)良(liang)好。還原、中(zhong)和反應是(shi)V2O3廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)理工藝的核(he)心，設(she)(she)計通過pH值(zhi)自動監(jian)測石(shi)灰乳(ru)、硫酸亞鐵投加量自動控制以及石(shi)灰乳(ru)兩(liang)段中(zhong)和等方式，保證(zheng)了廢(fei)(fei)水(shui)水(shui)質(zhi)達(da)標排(pai)放(fang)。經生產實踐證(zheng)明，該工藝流程簡單，設(she)(she)備自動化程度較高，既可(ke)有(you)效去除污染物，又能(neng)實現廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)釩資源的回收利用，具有(you)良(liang)好的環境經濟效益。

參考文獻：

[1] 魏宗華，等．鋼鐵工業廢水治理［M］．北京：中國環境科學出版社，1992．
[2]（美(mei)）J．W帕特森．工(gong)業(ye)廢水處理技術手冊[M]．北京：化學工(gong)業(ye)出版社(she)，1993．

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