本發(fā)明涉及一種廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種酸性沉釩廢水的凈化劑及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

酸性沉釩廢水是五氧化二釩或三氧化二釩生產(chǎn)過程中，釩渣在焙燒、浸出、沉淀等生產(chǎn)工序產(chǎn)生的含有鉻(Ⅵ)和釩(Ⅴ)的廢水，其中，鉻(Ⅵ)的濃度0.3g/L～2.5g/L，釩(Ⅴ)的濃度0.10g/L～0.25g/L，pH值為1～3。鉻(Ⅵ)和釩(Ⅴ)都具有非常強(qiáng)的毒性，特別是鉻(Ⅵ)對(duì)生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重，通過食物鏈在生物體內(nèi)富集，且不能被微生物分解，水溶性鉻(Ⅵ)已被列為對(duì)人體危害最大的化學(xué)物質(zhì)之一。

目前，國內(nèi)多數(shù)釩生產(chǎn)廠家采用GBS還原-加堿沉淀-過濾-蒸發(fā)結(jié)晶的方式處理酸性沉釩廢水。采用該方法的優(yōu)點(diǎn)在于工藝流程段、操作簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟。但采用該方法存在釩、鉻沉降不完全、硅去除率低等問題，導(dǎo)致還原處理后的廢水在蒸發(fā)濃縮運(yùn)行過程中由于鉻、硅的富集、變性，在換熱器表面結(jié)垢，大幅降低了系統(tǒng)的換熱效率，致使系統(tǒng)清洗頻繁，設(shè)備作業(yè)率低，廢水處理能力低下，影響廢水處理生產(chǎn)線的能力發(fā)揮。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610239028.X的中國專利申請(qǐng)《一種含釩廢水深度凈化處理及回收釩鉻的工藝》公開了一種含釩廢水深度凈化處理工藝是將含釩廢水的pH值調(diào)整至4-6，依次采用樹脂A和樹脂B作為吸附介質(zhì)對(duì)含釩廢水進(jìn)行吸附，樹脂A為螯合型離子交換樹脂；樹脂B為帶有多胺基的大孔弱堿性陰離子交換樹脂；含釩廢水經(jīng)吸附后的尾液即可達(dá)標(biāo)排放；但是該方法處理成本較高、且樹脂吸附重金屬后處理困難。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210263662.9的中國專利申請(qǐng)《一種酸性沉釩廢水的處理方法》公開了一種酸性沉釩廢水的處理方法，檢測(cè)沉釩廢水中鉻(Ⅵ)和釩(Ⅴ)的濃度，根據(jù)鉻(Ⅵ)和釩(Ⅴ)總質(zhì)量，加入固體焦亞硫酸鈉，進(jìn)行第一次主還原反應(yīng)；檢測(cè)第一次還原后的沉釩廢水中鉻(Ⅵ)和釩(Ⅴ)的濃度，根據(jù)廢水中剩余鉻(Ⅵ)和釩(Ⅴ)總質(zhì)量，加入硫酸亞鐵或氯化亞鐵，進(jìn)行第二次輔還原反應(yīng)；使用堿調(diào)pH值，中和，沉淀，壓濾，廢水達(dá)標(biāo)排放；但是該方法未設(shè)計(jì)硅的去除方法。

隨著酸性沉釩廢水中鉻、硅的富集導(dǎo)致還原處理后的廢水在蒸發(fā)濃縮運(yùn)行過程中，在換熱器表面結(jié)垢，大幅降低了系統(tǒng)的換熱效率，致使系統(tǒng)清洗頻繁，設(shè)備作業(yè)率低，廢水處理能力低下，影響廢水處理生產(chǎn)線的能力發(fā)揮。因此，期望一種新的凈化劑，以在保證酸性沉釩廢水實(shí)現(xiàn)零排放的同時(shí)，降低設(shè)備結(jié)垢的周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[要解決的技術(shù)問題]

本發(fā)明的目的是針對(duì)酸性沉釩廢水中釩鉻沉降不徹底、硅去除率低的問題，提供一種酸性沉釩廢水的凈化劑及其生產(chǎn)方法和應(yīng)用。

[技術(shù)方案]

為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種用于酸性沉釩廢水的凈化劑的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)稱取一定量的水倒入反應(yīng)器；然后分別稱取一定質(zhì)量的聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁和聚合硫酸鐵后，依次加入到反應(yīng)器中攪拌，控制攪拌均勻的混合液中聚丙烯酰胺濃度為0.5g/L，聚合硫酸鋁濃度為2.5g/L，聚合硫酸鐵濃度為4g/L；

(2)對(duì)攪拌均勻的混合液進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，控制混合液的pH值為4～4.5；

(3)然后靜置25～30min，取上清液，得到的上清液即為用于酸性沉釩廢水的凈化劑。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟(1)中，所述水中的氯離子質(zhì)量含量不高于0.05g/L；水的溫度為0～40℃。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟(1)中，所述聚丙烯酰胺的分子量為1800～2000萬；所述聚合硫酸鋁的純度≥90％；所述聚合硫酸鐵的純度≥90％，且聚合硫酸鐵中的氯離子質(zhì)量含量≤0.05％。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟(1)中，所述攪拌是指在500～700r/min的攪拌速率下攪拌45～120min。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟(2)中，所述混合液的pH值為4.25。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述水的溫度為30℃。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述聚丙烯酰胺的分子量為2000萬。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述攪拌是指在550r/min的攪拌速率下攪拌90min。

一種上述的生產(chǎn)方法制備得到的凈化劑。

一種上述的生產(chǎn)方法制備得到的凈化劑的應(yīng)用，其特征在于所述凈化劑在酸性沉釩廢水處理過程中加入量為5～10ml/L。

根據(jù)本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述凈化劑在酸性沉釩廢水處理過程中加入量為7ml/L。

下面將詳細(xì)地說明本發(fā)明。

本發(fā)明對(duì)混合液進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，控制混合液的pH值為4～4.5，主要是為保證混合液的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其保質(zhì)期。若pH過低在生產(chǎn)使用過程會(huì)導(dǎo)致設(shè)備、管道腐蝕容易引入鐵離子，pH過高混合液會(huì)產(chǎn)生自反應(yīng)，使溶液變渾濁影響產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明對(duì)原料純度及分子量的具體要求主要是為了保證凈化劑的凈化效果；若聚丙烯酰胺分子量不在該范圍內(nèi)，使用該凈化劑后沉降時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)；對(duì)產(chǎn)品純度的要求，主要是為降低該產(chǎn)品中其它雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。在步驟(1)中，所述攪拌是指在500～700r/min的攪拌速率下攪拌45～120min；轉(zhuǎn)速過快過慢聚丙烯酰胺不能充分?jǐn)嚢柙谌芤褐袝?huì)形成團(tuán)聚的現(xiàn)象不能全部溶解；攪拌速率過快主要是造成不必要的浪費(fèi)；攪拌時(shí)間多短會(huì)使藥品溶解不完全；過長(zhǎng)產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

本發(fā)明要求使用的水中氯離子質(zhì)量含量不高于0.05g/L是為了防止氯富集引起設(shè)備腐蝕；水溫要求不高于40℃是為了避免原料變性。

[有益效果]

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果：

本發(fā)明的生產(chǎn)方法工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，本發(fā)明的生產(chǎn)方法僅需使用帶有攪拌裝置和溫度計(jì)的反應(yīng)器；使用的設(shè)備成熟，設(shè)備投資較小。本發(fā)明主要對(duì)成熟設(shè)備進(jìn)行集成并通過自動(dòng)化手段進(jìn)行調(diào)整控制。

本發(fā)明的生產(chǎn)方法生產(chǎn)得到的凈化劑主要用于酸性沉釩廢水中Cr、Si的去除可將酸性沉釩廢水中的Cr、Si去除到15mg/l以下。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說明。

實(shí)施例1：

一種用于酸性沉釩廢水的凈化劑的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)稱取一定量的水倒入反應(yīng)器；然后分別稱取一定質(zhì)量的聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁和聚合硫酸鐵后，依次加入到反應(yīng)器中攪拌；控制攪拌均勻的混合液中聚丙烯酰胺濃度為0.5g/L，聚合硫酸鋁濃度為2.5g/L，聚合硫酸鐵濃度為4g/L

所述水中的氯離子質(zhì)量含量不高于0.05g/L；水的溫度為30℃。所述聚丙烯酰胺的分子量為2000萬；所述聚合硫酸鋁的純度≥90％；所述聚合硫酸鐵的純度≥90％，且聚合硫酸鐵中的氯離子質(zhì)量含量≤0.05％。所述攪拌是指在550/min的攪拌速率下攪拌90min。

(2)對(duì)攪拌均勻的混合液進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，控制混合液的pH值為4.25；

(3)然后靜置30min，取上清液，得到的上清液即為用于酸性沉釩廢水的凈化劑。

實(shí)施例2

一種用于酸性沉釩廢水的凈化劑的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)稱取一定量的水倒入反應(yīng)器；然后分別稱取一定質(zhì)量的聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁和聚合硫酸鐵后，依次加入到反應(yīng)器中攪拌；控制攪拌均勻的混合液中聚丙烯酰胺濃度為0.5g/L，聚合硫酸鋁濃度為2.5g/L，聚合硫酸鐵濃度為4g/L；

所述水中的氯離子質(zhì)量含量不高于0.05g/L；水的溫度為15℃。所述聚丙烯酰胺的分子量為1800萬；所述聚合硫酸鋁的純度≥90％；所述聚合硫酸鐵的純度≥90％，且聚合硫酸鐵中的氯離子質(zhì)量含量≤0.05％。所述攪拌是指在700r/min的攪拌速率下攪拌60min。

(2)對(duì)攪拌均勻的混合液進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，控制混合液的pH值為4.2；

(3)然后靜置30min，取上清液，得到的上清液即為用于酸性沉釩廢水的凈化劑。

實(shí)施例3

一種用于酸性沉釩廢水的凈化劑的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)稱取一定量的水倒入反應(yīng)器；然后分別稱取一定質(zhì)量的聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁和聚合硫酸鐵后，依次加入到反應(yīng)器中攪拌；控制攪拌均勻的混合液中聚丙烯酰胺濃度為0.5g/L，聚合硫酸鋁濃度為2.5g/L，聚合硫酸鐵濃度為4g/L；

所述水中的氯離子質(zhì)量含量不高于0.05g/L；水的溫度為38℃。所述聚丙烯酰胺的分子量為1900萬；所述聚合硫酸鋁的純度≥90％；所述聚合硫酸鐵的純度≥90％，且聚合硫酸鐵中的氯離子質(zhì)量含量≤0.05％。所述攪拌是指在610r/min的攪拌速率下攪拌100min。

(2)對(duì)攪拌均勻的混合液進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，控制混合液的pH值為4.3；

(3)然后靜置30min，取上清液，得到的上清液即為用于酸性沉釩廢水的凈化劑。

實(shí)施例4

利用實(shí)施例1制備得到的凈化劑進(jìn)行釩酸性沉釩廢水的處理：

凈化劑攪拌時(shí)間的確定：將1L的凈化劑分為四等份，然后分別加入到四等份的釩酸性沉釩廢水中，分別攪拌40、90、120、150min。通過對(duì)四組溶液進(jìn)行觀察，當(dāng)攪拌時(shí)間在40min時(shí)原料未完全溶解，繼續(xù)攪拌5min反應(yīng)物溶解完全，為避免由于原料差異及儲(chǔ)存過程中溫度的影響，需適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，經(jīng)多次試驗(yàn)總結(jié)后將無凈化劑攪拌時(shí)間控制為90min。

反應(yīng)水溫度的確定：將1L的凈化劑分為四等份，然后分別加入到四等份的釩酸性沉釩廢水中，分別用20、30、40、50℃條件下制備凈化劑，通過試驗(yàn)檢測(cè)凈化后沉釩廢水中硅的含量確定反應(yīng)溫度；試驗(yàn)結(jié)果表明，水溫溫度≥40℃，硅含量≥550mg/l基本無凈化效果；水溫≤40℃硅含量≤30mg/l，30℃時(shí)，硅含量最低18mg/l。

凈化劑加入量的確定：將1L的凈化劑分為四等份，然后按照加入量分別為3、5、7、9、11ml/L加入到對(duì)應(yīng)的釩酸性沉釩廢水中，試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)凈化劑加入量為7ml/l時(shí)，凈化后溶液中硅含量為15mg/l最低，所以無氯脫磷劑產(chǎn)品的pH值定為8.5。

實(shí)施例4的試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的生產(chǎn)方法制備得到的凈化劑的最佳應(yīng)用條件是：向釩酸性沉釩廢水中加入為7ml/L的凈化劑后，在溫度為30℃下攪拌反應(yīng)90min，得到鉻、硅含量低于15mg/L的產(chǎn)品。

盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。