背景技術
冷軋電鍍鋅過程中在鍍鋅時需要把鋅錠溶解在硫酸中進行電鍍,電鍍之后要進行多級清洗,清洗廢水中含有硫酸、鋅離子和少量的鐵離子等,即含鋅廢水。目前大多采用石灰中和的方法處理,但產生的污泥無法資源化回收,而且上清液中鈣離子含量較高,不利于后續的脫鹽回用。采用氫氧化鈉作為中和劑可以提高污泥中氫氧化鋅的含量,但是氫氧化鈉作為中和劑時沉淀效果不好。
磁混凝沉淀技術是在普通的混凝沉淀工藝中同步加入磁粉,使之與污染物絮凝結合成一體,以加強混凝、絮凝的效果,使生成的絮體密度更大、更結實,從而達到高速沉降的目的。磁粉可以通過磁鼓回收循環使用。
膜蒸餾(membrane distillation,簡稱 MD) 是近年來發展起來的一種新型膜分離技術。膜蒸餾是膜技術與蒸餾過程相結合的膜分離過程,它以疏水微孔膜為介質,在膜兩側蒸汽壓差的作用下,料液中揮發性組分以蒸氣形式透過膜孔,從而實現分離的目的。膜蒸餾蒸汽冷凝產生的水可以回用,鹽分在膜的另一側得到濃縮。采用膜蒸餾工藝可以將廢水的量大為減少,但是當溶液中鹽的濃度超過其飽和溶解度時就會在膜表面發生結晶,造成膜通量降低,還可能由于鹽分在膜表面的結晶改變膜的疏水性能,變為親水性膜,造成出水中含鹽1.量升高,出水水質降低。因此,當濃縮液中溶解性鹽的濃度接近其中一種物質的飽和溶解度時就需要停止濃縮。
膜結晶工藝將膜蒸餾工藝與結晶工藝相結合,膜蒸餾工藝中接近飽和的濃鹽水進入結晶器冷卻,冷卻后由于溶解度降低鹽分在結晶器內結晶,上清液返回膜蒸餾系統繼續濃縮。
冷軋電鍍鋅含鋅廢水呈酸性,目前多采用氫氧化鈣中和 - 沉淀或中和 - 過濾工藝進行。處理后廢水達標排放,由于廢水中鈣離子含量較高,如果后續需要進行廢水脫鹽回用,必需進行軟化處理 ;產生的污泥是氫氧化鋅、氫氧化鈣和硫酸鈣的混合物,無法進行資源化利用,只能作為危險廢棄物處置,處置成本很高。
冷軋電鍍鋅廢水的處理方法,采用石灰作為中和劑,經薄膜過濾器過濾后上清液達標排放,污泥送污泥處理系統 ;論文“活性炭、石灰乳和鐵屑處理電鍍鋅廢水的探討”采用活性炭、鐵屑和石灰乳處理電鍍鋅廢水 ;論文“石灰乳漿治理電鍍鋅廢水及鋅回收”也采用石灰乳漿中和的方法來處理電鍍鋅廢水,用硫酸將氫氧化鋅溶解為硫酸鋅回收利用。
處理步驟
1 .電鍍鋅廢水的零排放方法,其特征在于,包括如下步驟 :
(1) 廢水中和 :將冷軋電鍍鋅廢水用氫氧化鈉調pH 9.0 ~ 9.5,形成氫氧化鋅沉淀和溶解在水中的硫酸鈉 ;
(2) 磁混凝沉淀:向調節 pH 后的廢水中加入混凝劑、助凝劑和磁粉,形成大的顆粒以污泥的形式沉降 ;沉降的污泥進入脫水機進行脫水,磁混凝沉淀的出水排放至膜蒸餾裝置進行處理 ;
(3) 污泥脫水干燥 :所述污泥脫水的過程中產生的廢水返回磁混凝系統做進一步處理 ;脫水后的污泥進入干化系統干化,干化后污泥中氫氧化鋅的含量 80%以上,得到氫氧化鋅原材料 ;
(4) pH 調節 :將所述磁混凝沉淀后的出水用硫酸將 pH 調節至 6.5 ~ 7.5 ;
(5) 膜蒸餾 - 結晶 :調節 pH 后的磁混凝出水進入膜蒸餾裝置,利用現場的低溫蒸汽將磁混凝出水和膜蒸餾產生的部分濃水混合加熱至 40 ~ 80℃,進入膜蒸餾組件,在膜蒸餾組件的內部部分廢水被蒸發為水蒸汽,穿透疏水性的蒸餾膜,通過真空抽吸或空氣吹掃的方式至冷凝器,所述水蒸汽在冷凝器內以磁混凝出水作為冷卻水冷凝為冷凝水,冷凝水回用于生產 ;
當膜蒸餾濃縮液中硫酸鈉的含量達到 18 ~ 28%時,部分膜蒸餾濃縮液排放至結晶器進行冷卻結晶,結晶器中的溫度控制在 5 ~ 20℃,產生硫酸鈉晶體,作為資源回收 ;結晶器中的上清液返回膜蒸餾系統經加熱后繼續進入膜蒸餾系統進行循環濃縮。
2. 混凝劑為鐵鹽,投加量 5 ~ 1000mg/L。
3. 助凝劑聚丙烯酰胺,投加量 0 ~ 5mg/L。
4. 磁粉的濃度控制在 1 ~ 10g/L。
5. 脫水后污泥的含水率在 40%~ 60%。
6.膜蒸餾采用真空膜蒸餾或氣掃式膜蒸餾,所述膜蒸餾裝置設置冷凝器,用于冷凝膜蒸餾過程中產生的蒸汽。
7. 污泥中的磁粉通過磁鼓進行回收,繼續投加至混凝池中循環利用。
8. 污泥脫水采用離心脫水、板框脫水或疊羅式脫水。
9. 干化系統采用熱源干燥,所述熱源為鋼廠的廢熱煙道氣或低溫蒸汽。