一種鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法技術

本發明專利技術公開了一種鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法。首先分別用自來水配制可溶性硫化物與可溶性碳酸鹽的混合溶液A及絮凝劑溶液B，然后在鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水先加入混合溶液A反應一段時間后再加入絮凝劑溶液B沉淀，上清液即為處理后的廢水。本發明專利技術利用共沉淀和干擾沉降原理與方法，對鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫廢水進行處理，具有工藝簡單，脫除效率高，成本低等特點，能將廢水中的Tl

Method for treating thallium containing waste water from iron and steel metallurgy sintering flue gas desulfurization

The invention discloses a method for treating thallium containing waste water in iron and steel metallurgy sintering flue gas desulfurization. A and B mixed solution of flocculant solution firstly with tap water soluble sulfide and preparation of soluble carbonate, then in iron and steel metallurgy sintering flue gas desulfurization of thallium wastewater before adding the mixed solution of A reaction for a period of time after adding flocculant solution B precipitation supernatant for wastewater treatment after. The invention adopts the principle and method of co precipitation and disturbance settlement to treat the waste water of iron and steel metallurgy sintering flue gas. The utility model has the advantages of simple process, high removal efficiency, low cost, etc., and can treat Tl in the waste water

【技術實現步驟摘要】
一種鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法
本專利技術屬于水處理
，尤其是對于鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈的廢水處理。
技術介紹
在鋼鐵冶金鐵礦石的燒結過程中，由于鐵礦石中往往會伴隨多種有毒有害的微量或痕量重金屬化合物（如痕量鉈，微量鋅、鉛、銅等），因此在其高溫燒結時，這些有毒有害重金屬化合物會因氣化或升華現象而隨同高溫煙氣一起進入燒結煙氣脫硫系統。燒結煙氣脫硫系統中的堿性吸收液對這些微量或痕量重金屬離子雖然有一定的沉淀去除作用，但由于沉淀反應的離子平衡限制（即化學沉淀的溶度積限制），使得這些重金屬離子無法較為完全的脫除而仍存在于吸收液中。對于閉路或半閉路循環式的燒結煙氣脫硫系統，部分微量或痕量重金屬離子會隨著堿性吸收液的多次循環利用而逐步富集，形成具有較高濃度的有毒甚至劇毒重金屬脫硫廢液。同時，在燒結煙氣脫硫的實際運行中，為維持系統的離子平衡關系，常需要將少部分的這種脫硫廢液外排，由此引起了含微量鉈劇毒重金屬和含微量鋅、鉛、銅等有毒有害重金屬廢水外排帶來的高安全危害和高環境風險問題。根據生產數據分析，外排的脫硫廢液中Tl+濃度約為1.0-10.0mg/L，同時，廢液中還含有總質量濃度約為0.5%-1.0%的Ca2+、Mg2+等其他金屬離子的硫酸或亞硫酸鹽。鉈是美國環保署列入十三種優先監控的重金屬污染物之一，也是我國《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》兼顧防治的重金屬污染物之一。有關研究表明，鉈在水中的致毒濃度為0.5μg/L。我國目前規定，空氣中可溶性鉈化合物的允許濃度為0.1mg/m3,地表水中鉈的含量標準為0.1μg/L以下。目前我國雖未對一般工業廢水作出鉈排放濃度的國家標準規定，但其卻屬于嚴格控制排放的污染物和危險物。湖南省2014年已制定了工業廢水鉈污染物排放的地方標準（DB43/968—2014）并從2015年1月1日起正式實施。該標準規定：涉鉈工業廢水中，鉈污染物排放的限值為5μg/L以內，所有涉鉈工業企業直接和間接排放的廢水一律按照此規定執行。目前對于含鉈廢水處理方法的研究報道較多，主要包括：①強氧化混凝沉淀法；②離子交換法；③吸附法；④鹽析法等。強氧化混凝沉淀法是將廢水中穩定存在的一價鉈氧化成不穩定的三價鉈，再使其在堿性條件下生成Tl(OH)3和Tl2O3沉淀，其工藝主要包括pH調節，強氧化，混凝/絮凝等步驟，處理過程較為繁瑣、耗時、藥品消耗量大，同時由于氧化后形成的三價鉈毒性更大，穩定性差，使得該技術在工業上難以得到廣泛應用；離子交換法則由于燒結煙氣脫硫廢水中含有較高濃度的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等陽離子，使得樹脂對痕量Tl離子選擇性競爭交換能力變差，同時由于樹脂的吸附交換平衡/飽和容量較小，因而其脫除效率低、處理后的廢水中Tl離子難以達標，廢水處理成本較高；吸附法雖然具有工藝簡單，操作方便等優點，但吸附劑用量較大、再生較麻煩，處理效果不理想且成本較高。鹽析法是采用向廢水中添加大量NaCl的方法使其中Tl+以TlCl的形式沉淀而得以去除的。但是NaCl的大量使用，會增加廢水的鹽度和腐蝕性，同時，高鹽度廢水也難以得到循環或再利用。因此，研發一種脫除效率高、處理成本低、工藝流程簡單的鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水處理方法具有重要的現實意義和工業應用價值。根據共沉淀原理可知：當兩種或兩種以上的物質同時沉淀時，沉淀物之間會發生表面吸附、相互包藏和混晶等作用，這些作用有利于促進沉淀體系中小顆粒物質與具有疏松、多孔結構的絮狀懸浮物的聚集；同時，根據干擾沉降原理可知：在沉淀體系中加入適當的絮凝劑，會增強沉降顆粒物之間的干擾作用，從而促進顆粒粒度的增長，加大顆粒的沉降速度，達到固-液的快速、高效分離的目的。因此，利用Tl+的強親硫（S2-）性以及Tl2S的沉淀溶度積很小（Ksp=5×10-21）的特點，在上述燒結煙氣脫硫含鉈廢水中加入可溶性硫化物（第一沉淀劑），可使其中的Tl+與S2-作用并較完全地生成Tl2S沉淀。考慮到Tl+在上述廢水中濃度很低，其與硫化物作用后生成的Tl2S沉淀物總量少、粒度小，可能導致其與廢水的固-液分離較困難、處理后的廢水中鉈污染物仍難以達標排放的實際情況，為促進Tl2S與廢水的沉淀、分離效果，在向上述廢水體系加入可溶性硫化物（第一沉淀劑）的同時，再同步加入可溶性碳酸鹽（第二沉淀劑）以使廢水中的部分Ca2+、Mg2+形成一定量的碳酸鹽沉淀物，并使這些Ca2+、Mg2+的碳酸鹽的沉淀物與Tl2S產生共沉淀效應。然后，通過向廢水體系添加適當的絮凝劑，使上述共沉淀物之間產生絮凝干擾沉淀作用，從而實現廢水中微量Tl+、Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等離子的快速、高效去除。本專利技術采用在鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水中同時加入可溶性硫化物和可溶性碳酸鹽的方法，使廢水中的Tl+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等污染物與S2-和CO32-生成相應的難溶性重金屬硫化物、碳酸鹽沉淀，廢水中的Ca2+、Mg2+與CO32-生成難溶的鈣鎂碳酸鹽沉淀，從而實現了廢水體系中多種金屬陽離子與S2-和CO32-等陰離子之間的交互沉淀效應；通過向沉淀體系加入絮凝劑的方法，從而達到了利用干擾沉降原理來強化固-液混合體系的高效、快速分離目的。本專利技術方法對鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫廢水中Tl+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等重金屬污染物進行處理，具有工藝簡單，脫除效率高、成本低等特點，是一種具有良好工業應用價值的鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水處理新方法。
技術實現思路
本專利技術提出一種鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法，其技術方案包括如下步驟：（1）用自來水配制可溶性硫化物與可溶性碳酸鹽的混合溶液A；（2）用自來水配制絮凝劑溶液B；（3）在室溫和攪拌條件下，向鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水中加入混合溶液A，進行反應；（4）在室溫和攪拌條件下，向步驟（3）所得溶液中加入絮凝劑溶液B，攪拌后靜置沉淀，然后將上清廢水外排；取廢水樣分析，按下式計算處理后廢水中Tl+的去除率R：式中：R-廢水中Tl+的去除率（%）；C-處理后廢水中Tl+的濃度（ppm）；C0-處理前廢水中Tl+的濃度（ppm）。進一步地，鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水還含有Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等離子。進一步地，所述的可溶性硫化物為硫化鈉、硫化鉀的一種或兩種,優選硫化鈉；所述可溶性碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀的一種或兩種，優選碳酸鈉。進一步地，步驟（1）中，混合溶液A中可溶性硫化物的質量濃度（質量分數）為2.0-4.0%，優選2.5%；可溶性碳酸鹽的質量濃度為10.0-17.0%，優選15.0%。進一步地，步驟（2）中，絮凝劑溶液B為聚丙烯酰胺（PAM），鋁或鐵的氯化物或硫酸鹽，或它們的聚合物的一種或兩種以上的水溶液，優選聚丙烯酰胺（PAM）。進一步地，步驟（2）中，絮凝劑溶液B中絮凝劑的質量濃度為1.0-3.0%，優選2.0%。進一步地，步驟（3）中，攪拌轉速為60-180rpm，優選150rpm；混合溶液A的加入量為50-100mL/L廢水，優選150mL/L；反應時間為10-30min，優選20min。進一步地，步驟（4）中，攪拌轉速為40-80rpm，優選60rpm；絮凝劑溶液本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）用自來水配制可溶性硫化物與可溶性碳酸鹽的混合溶液A；（2）用自來水配制絮凝劑溶液B；（3）在室溫和攪拌條件下，向鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水中加入混合溶液A，進行反應；（4）在室溫和攪拌條件下，向步驟（3）所得溶液中加入絮凝劑溶液B，攪拌后靜置沉淀，將上清廢水外排。

【技術特征摘要】
1.一種鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）用自來水配制可溶性硫化物與可溶性碳酸鹽的混合溶液A；（2）用自來水配制絮凝劑溶液B；（3）在室溫和攪拌條件下，向鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水中加入混合溶液A，進行反應；（4）在室溫和攪拌條件下，向步驟（3）所得溶液中加入絮凝劑溶液B，攪拌后靜置沉淀，將上清廢水外排。2.根據權利要求1所述的鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法，其特征在于，所述的鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水還含有Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+離子。3.根據權利要求1或2所述的鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的可溶性硫化物為硫化鈉、硫化鉀的一種或兩種；所述的可溶性碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀的一種或兩種。4.根據權利要求1或2所述的鋼鐵冶金燒結煙氣脫硫含鉈廢水的處理方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的可溶性硫化物的質量濃度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊運泉，劉琪，楊理，王威燕，李文松，劉文英，
申請(專利權)人：湘潭大學，
類型：發明
國別省市：湖南,43