一种含铬废水的预处理工艺

摘要

一种含铬废水的预处理工艺，其包括如下步骤：1)铁屑滤池构建，将含铁泥屑经碱洗除油、酸洗除锈活化处理后，与含碳粒料、多孔填料混合，形成铁屑滤池；2)含铬废水经调节池曝气后，引入铁屑滤池发生微电解反应，用酸液调节池内的pH值和氧化还原电位ORP值，使得大部分六价铬在其中被还原为三价铬；3)滤池出水引至反应池，添加中和剂，发生重金属络合沉淀作用，出水引入沉淀池；4)在沉淀池中将大部分重金属污染物络合去除后，上清液进行深度处理，达标后排放。本发明既实现了废铁屑和废酸液的资源化利用，又大幅降低了药剂成本、减少了后续污泥的发生量，且产生的污泥更容易资源化利用。

权利要求

1.一种含铬废水的预处理工艺，其包括如下步骤：

1)铁屑滤池构建，将含铁泥屑经碱洗除油、酸洗除锈活化处理后，与含碳粒料、多孔填料混合，形成铁屑滤池；所述的活化处理工序，包括碱液浸泡10～30min除油，碱液浓度为

5～20％，以质量百分比计；冲洗至pH值呈中性后，再用酸液浸泡10～30min除锈，酸液浓度为1～5％，以质量百分比计；滤料长时间运行效能降低后，取出后重复其活化处理工序；

2)含铬废水经调节池曝气后，引入铁屑滤池发生微电解反应，用酸液调节池内的pH值和ORP值，使得大部分六价铬在其中被还原为三价铬；

3)滤池出水引至反应池，添加中和剂，发生重金属络合沉淀作用，出水引入沉淀池；

4)在沉淀池中将大部分重金属污染物络合去除后，上清液进行深度处理，达标后排放。

2.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的含铁泥屑为来自钢铁、半导体、线路板、电镀、有色冶金工业各工序产生的酸再生铁粉、浊循环水污泥、抛丸铁粉、氧化铁鳞的含铁尘泥，其中全铁含量高于40wt％。

3.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的调节池，底部设有

3 3

微曝气装置，曝气强度为：0.1～0.5m 空气/m 废水·h，调节池出水中溶解氧含量为3.0～

6.0mg/L。

4.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的铁屑滤池，采取一用一备，或一用多备；各滤池采取底部进水，顶部出水的动态上流过滤方式；铁粉盛放在层层架空堆叠的浅盘构筑物中，浅盘共有2～20层，盘底滤料铺设厚度为10～100mm，浅盘动态加入或移出。

5.根据权利要求1或4所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的铁屑滤池，滤池内铁屑和含碳粒料的粒度分别为0.05～15mm和1～10mm，铁屑与含碳粒料的重量份数比为：铁屑∶含碳粒料＝1∶0.001～0.2；多孔填料为惰性陶瓷介质，占滤料体积比为

30～70％；含碳粒料为焦炭、活性炭、煤渣、烟道灰、无烟煤中的一种或其组合。

6.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的铁屑滤池，铁屑与待处理废水量之比为1∶50～1∶1000，废水的停留时间为15min～50min，经铁屑滤池处理后，滤池内pH值为3.0～5.0，氧化还原电位ORP值为300～360mv。

7.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的铁屑滤池，通过添加酸液调节池内pH值和氧化还原电位ORP值。

8.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的中和剂为NaOH或KOH，浓度为1.0～10.0wt％；

9.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，添加中和剂过程中还添加絮凝剂，絮凝剂为铝盐，浓度为0.001～2.0wt％。

10.根据权利要求9所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的絮凝剂为聚合氯化铝PAC。

11.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的反应池，池内设有搅拌装置，废水在反应池的停留时间为20～40min，出水pH值为9.0～10.5。

12.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的沉淀池，为斜板式沉淀池，废水的停留时间为30～90min，大部分重金属污染物络合去除后，经污泥浓缩干化后回收利用。

13.根据权利要求1所述的含铬废水的预处理工艺，其特征是，所述的上清液深度处理，为化学还原-沉淀、离子交换、活性炭吸附、电解、反渗透、膜分离、人工湿地深度处理工艺的一种或其组合。

说明书

一种含铬废水的预处理工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及重金属废水处理的技术领域，特别涉及一种含铬废水的预处理工艺。

背景技术

[0002] 在钢铁、半导体、线路板、电镀、有色冶金等工业中，常使用重铬酸盐作为电镀液，6+
故不可避免的会排放多路重金属废水，其中尤以含铬废水的危害为甚，其典型组成为：Cr ，
2+ 2+
200～900mg/L；T.Cr，300～1200mg/L；Ni ，200～400mg/L；T.Fe，300～600mg/L；Cu ，
2+ 2+ - 2-
50～200mg/L；Zn ，50～200mg/L；Pb ，20～100mg/L；F，400～5000mg/L；SO4 ，1000～
10000mg/L；PH值，1.5～2.5；SS，1000～5000mg/L等等。六价铬进入人体后，将积存于肝、肾、肺、内分泌腺中，对人体重要器官造成损害，因此，含铬废水必须处理达标后方可排放。

[0003] 目前，含铬废水的治理工艺主要有：化学还原法、铁氧体法、二氧化硫法、钡盐沉淀法、离子交换法、电解法、蒸发浓缩法、生化法、膜分离法。出于技术成熟、运行维护方便等因素考虑，国内外钢铁工业含铬废水的主要处理方法为化学还原(还原剂多采用NaHSO3、Na2SO3、FeSO4)-沉淀(中和剂为Ca(OH)2)法进行处理，为确保出水达标，往往需要投加过量的药剂，这样以来，废水处理成本高、含铬污泥产量大、成分复杂，尤其是重金属元素含量既难以达到综合利用的要求，而其浸出毒性又超过了国家标准，故被国家认定为危险废物，需3
要委托有资质的单位进行安全处置。如酸洗废水量为100m/h的一家不锈钢厂，撇开药剂、能耗、人力等昂贵成本，单单含铬污泥的产量即超过1.5万t/a，这些污泥无法厂内利用，每年外委处理的费用高达数百万元。

[0004] 近年来，国内外开展了铁碳微电解工艺处理含铬废水的研究，如中国专利CN1382649A，CN1240768A，CN1040016A，CN1792843A，CN1597556A。它是基于电化学反应的氧化还原、电池反应产物的絮凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸附以及床层过滤等多方面的综合作用，使电镀废水得到净化的新方法，又称内电解法、铁屑过滤法等。

[0005] 由于铁碳微电解工艺所使用的铁屑多为含铁废料，来源广价格低，具有以废治废、节约资源的意义，且兼具吸附法、中和沉淀法、电解法等方法的优点，能同时去除多种重金属离子，从某种程度改变了传统废水处理系统投资大、运行费用高等缺点，因此，该技术在重金属废水治理、特别是含铬废水处理中的应用受到了广泛的关注，是一种有良好发展前景的新技术。

[0006] 但许多微电解设备经一段时间的运行后，常出现铁屑结块、滤料沟流等现象，大大降低了处理效果，且微电解床层较高时，底部铁屑压实过密，当废水浓度较高时，处理效果不稳定，同时需要频繁反冲和再生。这是因为，微电解设备在实际运行一段时间后铁的表面形态发生了变化，被微电解产生的絮凝体、沉积物包裹覆盖，降低了电沉积、凝聚和氧化还原反应的速率，从而影响到废水处理的效果和能力；而流化床虽然解决了结块问题，但为确保流态化，废水需要不断循环，因而动力消耗大，并出现铁碳流失。

[0007] 另一方面，在钢铁、半导体、线路板、电镀、有色冶金等工业中，每日不仅产生大量的酸再生铁粉、浊循环水污泥、抛丸铁粉、氧化铁鳞等含铁泥屑，还产生大量废酸液和酸洗废水，如能充分利用其中含铁泥屑、废酸液等废物，开发一种新型的铁屑滤池预处理工艺，对含铬废水先进行微电解化学预处理，再导入深度处理单元，不仅可以废治废，大大节约后续深度处理单元的药剂成本和处理负荷，还可使得后续污泥更容易资源化利用。

发明内容

[0008] 针对传统含铬废水化学处理工艺中，还原剂和沉淀剂过量投加、处理成本高、污泥产量大且成分复杂难以利用，而作为危险废物高价外委处理的实际，本发明的目的在于提出一种含铬废水的预处理工艺，采用铁屑滤池对含铬废水进行微电解预处理，既实现了废铁屑和废酸液的资源化利用，又大幅降低了药剂成本、减少了后续污泥的发生量，且产生的污泥更容易资源化利用。

[0009] 为实现上述目的，本发明是这样实现的：

[0010] 一种含铬废水的预处理工艺，其包括如下步骤：

[0011] 1)铁屑滤池构建，将含铁泥屑经碱洗除油、酸洗除锈活化处理后，与含碳粒料、多孔填料混合，形成铁屑滤池；

[0012] 2)含铬废水经调节池曝气后，引入铁屑滤池发生微电解反应，用酸液调节池内的PH值和氧化还原电位ORP值，使得大部分六价铬在其中被还原为三价铬；

[0013] 3)滤池出水引至反应池，添加中和剂，发生重金属络合沉淀作用，出水引入沉淀池；

[0014] 4)在沉淀池中将大部分重金属污染物络合去除后，上清液进行深度处理，达标后排放。

[0015] 进一步，铁屑滤池的构建，选用来自钢铁、半导体、线路板、电镀、有色冶金等工业的含铁泥屑，经碱洗除油、酸洗除锈等活化处理工序后，与焦炭、多孔填料等按一定比例混合，构建铁屑滤池。

[0016] 所述的含铁泥屑，为来自钢铁、半导体、线路板、电镀、有色冶金等工业各工序产生的酸再生铁粉、浊循环水污泥、抛丸铁粉、氧化铁鳞等全铁含量高于40wt％的含铁尘泥。

[0017] 所述的活化处理工序，包括碱液浸泡(浓度质量百分比为5～20％)10～30min除油，冲洗至PH值呈中性后，再用酸液(浓度质量百分比为1～5％)浸泡10～30min除锈；为缩短活化时间，可对铁屑小火加热并保温在60～80℃；滤料长时间运行效能降低后，可取出后重复其活化处理工序。

[0018] 所述的铁屑滤池，采取一用一备，或一用多备；各滤池采取底部进水，顶部出水的动态上流过滤方式；铁粉盛放在层层架空堆叠的浅盘构筑物中，浅盘共有2～20层，盘底滤料铺设厚度为10～100mm，浅盘可动态加入或移出。

[0019] 所述的铁屑滤池，滤池内铁屑和含碳粒料的粒度分别为0.05～15mm和1～10mm，铁屑与含碳粒料的重量比为：铁屑∶含碳粒料＝1∶0.001～0.2；多孔填料为惰性陶瓷介质，占滤料体积比为30～70％；含碳粒料为焦炭、活性炭、煤渣、烟道灰、无烟煤等的一种及其组合。

[0020] 铁屑滤池是一种综合利用氧化还原作用、电化学附集、混凝沉淀、吸附和电场效应，使含铬废水得到净化的预处理装置。铁屑中加入含碳粒料后，在酸性条件下，铁屑与碳粒接触进一步形成较大铁-碳原电池，使铁屑在受到微原电池(纯铁为阳极、Fe3C为阴极)腐蚀的基础上，又受到大原电池的腐蚀，从而加快了电化学反应的进行，同时滤池内的多孔惰性填料又可维持滤池一定的空隙率，防止铁屑结块板结，保持较好的水力条件，延长再生周期。

[0021] 在微电解反应过程中阳极产物Fe2+化学活性很高，可迅速将废水中的Cr6+还原成3+
Cr ，同时还可以与废水中的溶解氧反应生成Fe(OH)3，但在酸性条件下，Fe(OH)3将很快溶解。

[0022] 铁屑滤池内的主要化学反应：

[0023] Fe+2H+→Fe2++H2↑

[0024] Fe+2Fe3+→3Fe2+

[0025] Fe(OH)3+3H+→Fe3++3H2O

[0026] 6Fe2++Cr2O72-+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O

[0027] 2Fe+Cr2O72-+14H+→2Fe2++2Cr3++7H2O

[0028] 2、含铬废水经调节池曝气后，引入铁屑滤池发生微电解反应

[0029] 1)所述的调节池，底部设有微曝气装置，确保曝气均匀，曝气强度为：0.1～3 3
0.5m(空气)/m(废水)·h，调节池出水中溶解氧含量为3.0～6.0mg/L。

[0030] 2)所述的铁屑滤池，铁屑与待处理废水量之比为1∶50～1∶1000，废水的停留时间为15min～50min，经铁屑滤池处理后，滤池内PH值为3.0～5.0，ORP值为300～360mv。

[0031] 3)所述的铁屑滤池，通过添加酸液调节池内PH值和ORP值。

[0032] 在调节池内，通过曝气，增加了含铬废水中的溶解氧，可加速后续滤池内铁屑的溶解、强化微电池作用，又能促进铁屑表面物质的排除，提高单质铁转化为亚铁的效率，从而6+ 3+
可迅速将废水中的Cr 还原成Cr 。通过控制滤池废水的PH值和氧化还原电位ORP值，可
6+ 3+
将50～80％以上的Cr 还原成Cr 。

[0033] 3、铁屑滤池出水引至反应池，添加中和剂和絮凝剂发生重金属络合沉淀作用[0034] 1)所述的中和剂，为NaOH或KOH，浓度为1.0～10.0wt％；此过程中也可添加絮凝剂，絮凝剂为铝盐，优选聚合氯化铝PAC，浓度为0.001～2.0wt％。

[0035] 2)所述的反应池，池内设有搅拌装置，废水在反应池的停留时间为20～40min，出水PH值为9.0～10.5。

[0036] 在反应池内，随着废水碱性增强，Fe2+转化成Fe3+，在碱性中和剂和絮凝剂的作用下，在PH值为9.0～10.5时，将形成各种重金属氢氧化物的络合沉淀。

[0037] 主要化学反应：

[0038] Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓

[0039] Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓

[0040] Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓

[0041] Pb2++2OH-→Pb(OH)2↓

[0042] Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓

[0043] Mn2++2OH-→Mn(OH)2↓

[0044] Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓

[0045] 4、在沉淀池中大部分污染物得到去除，上清液进行深度处理，达标后排放[0046] 1)所述的沉淀池，为斜板式沉淀池，废水的停留时间为30～90min。

[0047] 2)所述的污染物，主要为重金属氢氧化物的络合沉淀，污泥浓缩干化后回收利用，优选的利用方式是作为铬铁、铬镍、铬铜合金的冶炼原料。

[0048] 3)所述的上清液深度处理，为化学还原-沉淀、离子交换、活性炭吸附、电解、反渗透、膜分离、人工湿地等常规深度处理工艺的一种及其组合，优选化学还原-沉淀深度处理工艺。

[0049] 在沉淀池内，Fe(OH)3，PAC等都具有相当的络合吸附、絮凝共沉能力，可去除废水中多种污染物和分散杂质，50～80％以上的六价铬将得以去除，根据所处理含铬废水的性质、流量以及需要达到的排放标准，可选择后续的深度处理工艺。例如，增加一级化学还原沉淀工序，使用石灰乳作为沉淀剂；也可以进入人工湿地床层，采用生物手段深度处理废水中残余的污染物，还可以采取膜分离、反渗透等物化方式，但处理成本较高。

[0050] 本发明的有益效果：

[0051] 含铬废水的传统处理工艺为：先用亚硫酸盐进行还原，然后投加过量的石灰乳进行沉淀，废水达标排放，污泥浓缩压滤后外委处理。其缺点是：

[0052] 1.为适应含铬废水性质的变化，确保出水达标，石灰乳的投加量往往是理论需要量的2倍以上，由此抬高了处理成本(药剂用量大、设备能耗高、装置占地大等)，并大大增加了混合污泥发生量；

[0053] 2.还原剂采用亚硫酸盐，在将六价铬还原为三价铬的同时，还原剂中HSO3-、2-
SO3 等离子也与石灰乳作用形成了大量CaSO4沉淀混入污泥中，增加了后续污泥的产量；

[0054] 3.混合污泥中同时含有重金属氢氧化物污泥和钙盐污泥，综合利用难度大，且有二次污染的风险；

[0055] 4.混合污泥需请有资质的厂家专门处理或处置，为此将花费高昂的外委处理费，同时造成了有价资源的流失。

[0056] 针对传统模式的缺点，本发明利用铁屑滤池作为含铬废水的预处理单元，可以有效实现混合污泥的源头减量和重金属污泥的富集回收，并能降低含铬废水后续深度处理的药剂成本和处理负荷，一举多得。具体说明如下：

[0057] ①前置铁屑滤池作为预处理单元，具有减少后续常规还原剂用量、促进重金属氢氧化物沉淀过程、提高重金属污泥铁品位和减少后续硫酸盐污泥发生量等四种作用：在铁2+
屑滤池内，控制废水ORP取值300～360mv、PH取值3.0～5.0，使得铁屑中Fe以Fe、Fe 形态为主；通过微电解作用，在铁屑滤池预处理阶段可将50～80％的六价铬还原成三价铬，
2+ 3+
同时废水中大量增加的Fe 、Fe 还将作为后续沉淀过程的絮凝剂，促进重金属氢氧化物污泥的沉淀过程。实践表明，前置铁屑滤池作为预处理单元，可使重金属污泥中全铁的百分比含量增加15～30wt％，更易于后续的综合利用；而由于采取了铁屑滤池的初步还原作用，节约了20～50wt％的传统还原剂亚硫酸盐的用量，由此后续沉淀过程中硫酸盐污泥的含量也可减少15～40wt％，从而大大降低了污泥处理和处置费用。

[0058] ②传统的含铬废水处理工艺，中和沉淀药剂一般选用浓度为10wt％的过量石灰3+ 2+ 2+ 3+
乳，氢氧化钙的加入虽然具有很好的重金属离子(Cr 、Ni 、Zn 、Fe 等)沉淀絮凝效果，但- 2- 3-
会与废水中的F、SO4 、PO4 等阴离子作用，分别生成氟化钙、硫酸钙、磷酸钙等钙盐沉淀，并与重金属污泥一起絮凝裹挟、络合沉淀下来，这种混合污泥产量大且成分复杂，尤其是重金属元素含量既难以达到综合利用的要求，而其浸出毒性又超过了国家标准，故被国家认定为危险废物，需要委托有资质的单位进行安全处置。在本发明中，使用“铁屑滤池+反应池+沉淀池”的短流程工艺，使用可溶性强碱(NaOH或KOH)和聚合氯化铝PAC，既保证了重金属离子的沉淀效果，又很大程度上杜绝了钙盐沉淀混入重金属污泥中，使得沉淀池污泥更易于利用，经浓缩、烘干后即可作为冶炼铬铁、铬镍、铬铜等合金的原料。

[0059] ③本发明充分利用来自钢铁、半导体、线路板、电镀、有色冶金等工业的废弃铁屑所构建的微电解铁屑滤池，代替传统的六价铬还原池，具有以废治废的特点，铁屑滤池对废2+
水的缓冲作用强，可还原一半以上的六价铬，同时增加了废水中Fe 的含量，可同时起到还原剂和絮凝剂的作用，降低了后续工艺的药剂成本和六价铬处理负荷。

[0060] ④在本发明中，铁屑滤池采用可移动的架空堆叠式多层浅盘结构和“铁屑+含碳粒料+多孔填料”三合一滤料组成，孔隙率大，使用寿命长，可大为缓解传统铁屑滤池易板结、易沟流的现象；滤料长时间运行效能降低后，可随时进行更换和再生。

[0061] ⑤本发明融合了微电解还原、化学还原、络合吸附、中和沉淀等工艺的特点，能同时去除多种重金属离子，作为重金属废水、尤其是含铬废水的预处理工艺，具有适用范围广、工艺简单、基建投资少、处理效果好、成本低廉及操作方便等优点。

附图说明

[0062] 图1为本发明含铬废水预处理工艺的流程示意图。

具体实施方式

[0063] 下面结合附图对的实施过程作具体说明：

[0064] 参见图1，本发明的一种含铬废水的预处理工艺，其包括如下步骤：

[0065] 1)铁屑滤池构建，将含铁泥屑101经碱洗除油、酸洗除锈活化处理102后，与含碳粒料、多孔填料混合，形成铁屑滤池1；

[0066] 2)含铬废水经调节池2曝气后，引入铁屑滤池1发生微电解反应，用酸液调节池内的PH值和氧化还原电位ORP值，使得大部分六价铬在其中被还原为三价铬；

[0067] 3)滤池出水引至反应池3，添加中和剂，发生重金属络合沉淀作用，出水引入沉淀池4；

[0068] 4)在沉淀池4中将大部分重金属污染物络合去除后，上清液进行深度处理5，达标后排放。

[0069] 其中，铁屑滤池1内处理后的铁屑活化后回用6；在沉淀池4中大部分污染物被去除，污泥浓缩干化后待回收利用7；

[0070] 实施例1

[0071] 选用来自不锈钢冷轧企业的抛丸铁粉(粒度为0.05～1.5mm)，经10wt％浓度的NaOH碱液浸泡30min除油后，冲洗至PH值呈中性后，用3％的HCl酸液浸泡30min除锈，经活化处理后，与焦炭颗粒(粒度为1～5mm)按照1∶0.1的比例混合，加入50％的多孔陶瓷介质，构成铁屑滤池的滤料；铁屑滤池采取一用二备，各滤池采取底部进水，顶部出水的动态上流过滤方式；铁粉盛放在层层堆叠的浅盘构筑物中，浅盘共有20层，盘底滤料铺设厚度为100mm，浅盘可动态加入或移出；

[0072] 调节池的曝气强度为0.5m3(空气)/m3(废水)·h，调节池出水中溶解氧含量为3 3+ 2+ 2+ - 2-
8.0mg/L；将10m/h的不锈钢冷轧酸洗废水(主要污染物为：Cr 、Ni 、Fe 、F、SO4 等，还
3+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 3+
含有少量的Fe 、Pb 、Zn 、Mn 、Cu 、Mg 、Al 等重金属离子)经调节池，引入铁屑滤池发生微电解反应，铁屑与待处理废水量之比为1∶100，废水的停留时间为30min，经铁屑滤池处理后，滤池内PH值为3.0～3.3，ORP值为300～330mv，整个过程中通过添加酸液调节池内PH值和ORP值；

[0073] 铁屑滤池出水引至反应池，中和剂NaOH的浓度为5wt％，絮凝剂PAC的浓度为0.5wt％，废水在反应池的停留时间为20min，出水PH值为10.0～10.5；

[0074] 反应池出水被引入斜板沉淀池，废水的停留时间为60min，在沉淀池中大部分污染物被去除，污泥浓缩干化后待回收利用；上清液的PH值用酸液调节至2.5～3.0，进入化学还原-沉淀的深度工艺继续处理。

[0075] 经如上所述的工艺后，含铬废水的预处理效果如表1所示，由表1可见，经铁屑滤6+ 2+ 2+ 2+
池、反应池和沉淀池之后，除T.Fe的去除率略低外，Cr 、T.Cr、Ni 、Zn 、Pb 等重金属离子- 2
的去除率均超过80％，但F、SO4 阴离子的去除率仅在10％左右，这说明重金属离子已得到了基本去除，同时重金属污泥中无机盐的含量较低，经分析沉淀池产生的重金属污泥，其干基中Fe、Cr、Ni三种重金属元素的合计含量超过40wt％，且杂质元素含量低，经烘干焙烧后可直接作为铬镍铁合金的冶炼原料。

[0076] 表1含铬废水中主要污染物的去除效果

[0077]指标(mg/L) TFe Cr6+ T.Cr Ni2+ Zn2+ Pb2+ SO42- F-
废水处理前 350 800 1050 300 8.5 4.5 5000 1200
废水处理后 120 105 125 15 1.1 0.8 4450 1105
去除率(％) 65.7 86.9 88.1 95 87.1 82.2 11.0 7.9[0078] 实施例2

[0079] 选用来自半导体工业的酸再生铁粉(粒度为0.02～1.0mm)，经15％浓度的NaOH碱液浸泡20min除油后，冲洗至PH值呈中性后，用5％的HCl酸液浸泡15min除锈，经活化处理后，与活性炭颗粒(粒度为1～10mm)按照1∶0.05的比例混合，加入40％的多孔陶瓷介质，构成铁屑滤池的滤料；铁屑滤池采取一用一备，各滤池采取底部进水，顶部出水的动态上流过滤方式；铁粉盛放在层层堆叠的浅盘构筑物中，浅盘共有10层，盘底滤料铺设厚度为20mm，浅盘可动态加入或移出；

[0080] 调节池的曝气强度为0.1m3(空气)/m3(废水)·h，调节池出水中溶解氧含量为3 3+ 2+ 2+ 2+ 2+ -
6.0mg/L；将15m/h半导体工业酸洗废水(主要污染物为：Cr 、Ni 、Fe 、Cu 、Zn 、F 等，
2+ 2+ 2+ 3+
还含有少量的Pb 、Mn 、Mg 、Al 等重金属离子)经调节池，引入铁屑滤池发生微电解反应，铁屑与待处理废水量之比为1∶500，废水的停留时间为50min，经铁屑滤池处理后，滤池内PH值为3.2～3.5，ORP值为330～360mv，整个过程中通过添加酸液调节池内PH值和ORP值；

[0081] 铁屑滤池出水引至反应池，中和剂NaOH的浓度为10wt％，废水在反应池的停留时间为30min，出水PH值为9.0～10.0；

[0082] 反应池出水被引入斜板沉淀池，废水的停留时间为50min，在沉淀池中大部分污染物被去除，污泥浓缩干化后待回收利用；上清液的PH值用酸液调节至7.0左右，进入人工湿地，深度含铬废水中的污染物。

[0083] 经如上所述的工艺后，含铬废水的预处理效果如表2所示，由表2可见，经铁屑滤6+ 2+ 2+ 2+ 2+
池、反应池和沉淀池之后，除T.Fe的去除率略低外，Cr 、T.Cr、Ni 、Zn 、Cu 、Fe 等重金-
属离子的去除率均超过80％，但F 的去除率仅为20％，这说明重金属离子已得到了基本去除，同时重金属污泥中无机盐的含量较低，经分析沉淀池产生的重金属污泥，其干基中Fe、Cr、Ni、Cu、Zn等五种重金属元素的合计含量超过50wt％，且杂质元素含量低，经烘干焙烧后可直接作为铬铜合金的冶炼原料。

[0084] 表2含铬废水中主要污染物的去除效果

[0085]指标(mg/L) T.Fe Fe2+ Cr6+ T.Cr Ni2+ Zn2+ Cu2+ F-
处理前 550 430 90 110 55 60 105 85
处理后 130 82 8.5 12.5 2.5 8.5 10.2 68
去除率(％) 76.3 80.9 90.6 88.6 95.4 85.8 90.2 20.0[0086] 实施例3

[0087] 选用来自电镀工业的酸再生铁粉和抛丸铁粉两种混合物(粒度为0.02～10mm)，经10％浓度的NaOH碱液浸泡30min除油后，冲洗至PH值呈中性后，用3％的HCl酸液浸泡20min除锈，经活化处理后，与无烟煤颗粒(粒度为1～10mm)按照1∶0.1的比例混合，加入50％的多孔陶瓷介质，构成铁屑滤池的滤料；铁屑滤池采取一用三备，各滤池采取底部进水，顶部出水的动态上流过滤方式；铁粉盛放在层层堆叠的浅盘构筑物中，浅盘共有8层，盘底滤料铺设厚度为50mm，浅盘可动态加入或移出；

[0088] 调节池的曝气强度为0.4m3(空气)/m3(废水)·h，调节池出水中溶解氧含量为3 3+ 2+ 2+ - 2+ 2+
7.5mg/L；将20m/h电镀废水(主要污染物为：Cr 、Ni 、Zn 、F 等，还含有少量的Pb 、Cu 、
2+ 2+ 3+
Mn 、Mg 、Al 等重金属离子)经调节池，引入铁屑滤池发生微电解反应，铁屑与待处理废水量之比为1∶1000，废水的停留时间为15min，经铁屑滤池处理后，滤池内PH值为3.1～
3.5，ORP值为315～360mv，整个过程中通过添加酸液调节池内PH值和ORP值；

[0089] 铁屑滤池出水引至反应池，中和剂KOH的浓度为1.0wt％，絮凝剂PAC的浓度为2.0wt％，废水在反应池的停留时间为40min，出水PH值为10.0～10.5；

[0090] 反应池出水被引入斜板沉淀池，废水的停留时间为90min，在沉淀池中大部分污染物被去除，污泥浓缩干化后待回收利用；上清液的PH值用酸液调节至3.0～4.0，进入两级化学还原-沉淀的工艺进行深度处理。

[0091] 经如上所述的工艺后，含铬废水的预处理效果如表3所示，由表2可见，经铁屑滤6+ 2+ 2+
池、反应池和沉淀池后，除T.Fe的去除率略低外，Cr 、T.Cr、Ni 、Zn 等重金属离子的去除- 2-
率均超过80％，但F 和SO4 的去除率仅为10～20％，这说明重金属离子已得到了基本去除，同时重金属污泥中无机盐的含量较低，经分析沉淀池产生的重金属污泥，其干基中Fe、Cr、Ni、Zn等四种重金属元素的合计含量超过40wt％，且杂质元素含量低，经烘干焙烧后可直接作为铬铁合金的冶炼原料。

[0092] 表3含铬废水中主要污染物的去除效果

[0093]指标(mg/L) T.Fe Cr6+ T.Cr Ni2+ Zn2+ Pb2+ SO42- F-
处理前 420 750 900 515 94.5 7.8 240 720
处理后 280 78 125 102 11.5 1.4 190 645
去除率(％) 33.3 89.6 86.1 80.2 87.8 82.1 20.8 10.4