一種冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冷軋電鍍鋅過程中在鍍鋅時(shí)需要把鋅錠溶解在硫酸中進(jìn)行電鍍，電鍍之后要進(jìn)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(chǎn)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(xù)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(shí)沉淀效果不好。
[0003]磁混凝沉淀技術(shù)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(jié)合成一體，以加強(qiáng)混凝、絮凝的效果，使生成的絮體密度更大、更結(jié)實(shí)，從而達(dá)到高速沉降的目的。磁粉可以通過磁鼓回收循環(huán)使用。
[0004]膜蒸懼(membrane distillat1n,簡稱MD)是近年來發(fā)展起來的一種新型膜分離技術(shù)。膜蒸餾是膜技術(shù)與蒸餾過程相結(jié)合的膜分離過程，它以疏水微孔膜為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸汽壓差的作用下，料液中揮發(fā)性組分以蒸氣形式透過膜孔，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。膜蒸餾蒸汽冷凝產(chǎn)生的水可以回用，鹽分在膜的另一側(cè)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(dāng)溶液中鹽的濃度超過其飽和溶解度時(shí)就會在膜表面發(fā)生結(jié)晶，造成膜通量降低，還可能由于鹽分在膜表面的結(jié)晶改變膜的疏水性能，變?yōu)橛H水性膜，造成出水中含鹽量升高，出水水質(zhì)降低。因此，當(dāng)濃縮液中溶解性鹽的濃度接近其中一種物質(zhì)的飽和溶解度時(shí)就需要停止?jié)饪s。
[0005]膜結(jié)晶工藝將膜蒸餾工藝與結(jié)晶工藝相結(jié)合，膜蒸餾工藝中接近飽和的濃鹽水進(jìn)入結(jié)晶器冷卻，冷卻后由于溶解度降低鹽分在結(jié)晶器內(nèi)結(jié)晶，上清液返回膜蒸餾系統(tǒng)繼續(xù)濃縮。
[0006]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(jìn)行。處理后廢水達(dá)標(biāo)排放，由于廢水中鈣離子含量較高，如果后續(xù)需要進(jìn)行廢水脫鹽回用，必需進(jìn)行軟化處理；產(chǎn)生的污泥是氫氧化鋅、氫氧化鈣和硫酸鈣的混合物，無法進(jìn)行資源化利用，只能作為危險(xiǎn)廢棄物處置，處置成本很高。
[0007]專利CN200810117788.9介紹了一種冷軋電鍍鋅廢水的處理方法，采用石灰作為中和劑，經(jīng)薄膜過濾器過濾后上清液達(dá)標(biāo)排放，污泥送污泥處理系統(tǒng)；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。
[0008]查閱已有的專利及文獻(xiàn)資料，目前還沒有針對冷軋電鍍鋅廢水資源化及零排放方面的報(bào)道。本發(fā)明的目的就是開發(fā)出一套冷軋電鍍鋅廢水資源化的方法，將廢水中的有價(jià)資源和水回收利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，冷軋電鍍鋅廢水經(jīng)本發(fā)明提供的零排放方法，通過廢水中和、磁混凝、污泥脫水干化以及膜蒸餾-結(jié)晶工藝處理后，實(shí)現(xiàn)氫氧化鋅、硫酸鈉和水的資源化回收利用，達(dá)到固體和液體的零排放。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0011]—種冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，包括如下步驟:
[0012](1)廢水中和:將冷軋電鍍鋅廢水用氫氧化鈉調(diào)pH 9.0?9.5，形成氫氧化鋅沉淀和?谷解在水中的硫fe納；
[0013](2)磁混凝沉淀:向調(diào)節(jié)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(jìn)入脫水機(jī)進(jìn)行脫水，磁混凝沉淀的出水排放至膜蒸餾裝置進(jìn)行處理；
[0014](3)污泥脫水干燥:所述污泥脫水的過程中產(chǎn)生的廢水返回磁混凝系統(tǒng)做進(jìn)一步處理；脫水后的污泥進(jìn)入干化系統(tǒng)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；
[0015](4) pH調(diào)節(jié):將所述磁混凝沉淀后的出水用硫酸將pH調(diào)節(jié)至6.5?7.5 ;
[0016](5)膜蒸餾-結(jié)晶:調(diào)節(jié)pH后的磁混凝出水進(jìn)入膜蒸餾裝置，利用現(xiàn)場的低溫蒸汽將磁混凝出水和膜蒸餾產(chǎn)生的部分濃水混合加熱至40?80°C，進(jìn)入膜蒸餾組件，在膜蒸餾組件的內(nèi)部部分廢水被蒸發(fā)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(nèi)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(chǎn)；
[0017]當(dāng)膜蒸餾濃縮液中硫酸鈉的含量達(dá)到18?28%時(shí)，部分膜蒸餾濃縮液排放至結(jié)晶器進(jìn)行冷卻結(jié)晶，結(jié)晶器中的溫度控制在5?20°C，產(chǎn)生硫酸鈉晶體，作為資源回收；結(jié)晶器中的上清液返回膜蒸餾系統(tǒng)經(jīng)加熱后繼續(xù)進(jìn)入膜蒸餾系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)濃縮。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述混凝劑為鐵鹽，所述鐵鹽選自硫酸鐵、氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵等，投加量5?1000mg/L。
[0019]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述為助凝劑PAM(聚丙烯酰胺)，投加量0?5mg/L。
[0020]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述磁粉的濃度控制在1?10g/L0
[0021]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述脫水后污泥的含水率在40%?60%。
[0022]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述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(shè)置冷凝器，用于冷凝膜蒸餾過程中產(chǎn)生的蒸汽。
[0023]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述污泥中的磁粉通過磁鼓進(jìn)行回收，繼續(xù)投加至混凝池中循環(huán)利用。
[0024]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述污泥脫水采用離心脫水、板框脫水或疊羅式脫水。
[0025]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述干化系統(tǒng)采用熱源干燥，所述熱源為鋼廠的廢熱煙道氣或低溫蒸汽。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所述冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，所述磁粉是一種帶有磁性的粉末物質(zhì)，主要成分是Fe304。
[0027]發(fā)明詳述:
[0028]本發(fā)明提供的冷軋電鍍鋅廢水的零排放方法，包括如下步驟:
[0029](1)廢水中和
[0030]冷軋含鋅廢水呈酸性，首先要進(jìn)行中和處理，中和藥劑采用氫氧化鈉，氫氧化鈉與廢水中的硫酸和鋅離子發(fā)生反應(yīng)，形成硫酸鈉和氫氧化鋅，將廢水的pH控制在9.0?9.5，此時(shí)氫氧化鋅形成沉淀，硫酸鈉溶解在水中。
[0031](2)磁混凝沉淀
[0032]氫氧化鈉作為中和劑時(shí)形成的氫氧化鋅由于密度小，沉降性能較差，因此在中和后的廢水中投加混凝劑、助凝劑以及磁粉。在混凝劑、助凝劑和磁粉的共同作用下形成大的顆粒，以污泥的形式沉降。通過磁鼓將污泥中的磁粉回收，繼續(xù)投加至混凝池中循環(huán)利用，污泥去脫水機(jī)進(jìn)行脫水；磁混凝沉淀的出水排放至下一道工序做進(jìn)一步處理。為減少沉淀污泥中的雜質(zhì)成分種類，混凝劑采用鐵鹽，投加量5?1000mg/L ;助凝劑采用PAM，投加量0?5mg/L ;混凝反應(yīng)池中磁粉的濃度控制在1?10g/L。
[0033](3)污泥脫水干燥
[0034]由于中和藥劑采用氫氧化鈉，溶解性能良好，不會沉淀在污泥中，而且產(chǎn)生的硫酸鈉溶解度較高，也不會進(jìn)入污泥中，因此污泥中的主要成分就是氫氧化鋅，此外還含有微量的鐵尚子等。
[0035]污泥經(jīng)脫水可以采用離心脫水、板框脫水、疊羅式脫水等，脫水后污泥的含水率在40%?60%，污泥脫水過程中產(chǎn)生的廢水返回磁混凝系統(tǒng)做進(jìn)一步處理；脫水后的污泥進(jìn)入干化系統(tǒng)，熱源采用鋼廠的廢熱如煙道氣、低溫蒸汽等。干化以后污泥中氫氧化鋅的含量可以達(dá)到80%以上，可以作為氫氧化鋅原料出售，實(shí)現(xiàn)了氫氧化鋅的資源化利用。
[0036](4) pH 調(diào)節(jié)
[0037]磁混凝沉淀后的出水用硫酸將pH調(diào)節(jié)至6.5?7.5。
[0038](5)膜蒸餾-結(jié)晶
[0039]含鋅廢水經(jīng)中和、磁混凝沉淀后出水中的主要成分是硫酸鈉。圖1是硫