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1、(10)申请公布号 CN 102627366 A (43)申请公布日 2012.08.08 C N 1 0 2 6 2 7 3 6 6 A *CN102627366A* (21)申请号 201210115968.X (22)申请日 2012.04.19 C02F 9/06(2006.01) C01G 31/02(2006.01) (71)申请人波鹰（厦门）科技有限公司 地址 361022 福建省厦门市集美区杏西路 42号之一（炼胶车间） (72)发明人张世文 许雅玲 赵玉琴 (74)专利代理机构泉州市博一专利事务所 35213 代理人方传榜 (54) 发明名称 一种五氧化二钒废水处理及资源循环。
2、利用的 方法 (57) 摘要 一种五氧化二钒废水处理及资源循环利用的 方法，包括以下步骤：步骤（1）：还原反应；步骤 （2）：中和沉淀；步骤（3）：过滤；步骤（4）：活性炭 吸附；步骤（5）：电容吸附脱盐。本发明是将五氧 化二钒废水进行深度处理，变废为宝，在处理五氧 化二钒废水的同时充分利用废水中高浓度的钠 盐，使得废水再生循环利用的方法。该发明设备 简单，运行成本低，不产生二次污染，而回收的含 高浓度钠盐的废水可以排入到制球用盐水池中， 作为加盐制球的盐水重新利用，再生回用水可以 作为浸提工段的浸钒用水循环利用到生产工艺中 去，不仅能够提高资源利用率，还能彻底解决废水 排放产生的环境污染问题。
3、，做到废水污染物零排 放，提高经济效益。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 1/1页 2 1.五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤（1）：还原 五氧化二钒废水经过混合均匀后，加入酸调节pH值为23，混合均匀后，加入还原剂， 将废水中的六价铬还原为三价铬； 步骤（2）：中和沉淀 向步骤（1）所述的经过还原后的五氧化二钒废水中加入碱，使得废水中的大部分重金 属离子生成氢氧化物沉淀，反应完全后经沉淀分离为污泥和上清液； 步骤（3）。
4、：过滤 将步骤（2）沉淀分离所得的上清液经过多介质过滤或微滤过滤，除去废水中的大颗粒 固体悬浮物； 步骤（4）：活性炭吸附 将步骤（3）过滤所得的废水经过活性炭吸附，进一步去除残留在废水中的固体悬浮物 和重金属，得到净化废水； 步骤（5）：电容吸附脱盐 将活性炭吸附的净化废水泵入电容吸附脱盐机脱盐得透过液和浓缩液，透过液收集到 再生水箱，得到再生水，并作为生产中浸提工段的浸钒用水，浓缩液含高浓度钠盐，排入到 五氧化二钒生产中的加盐制球工段盐水池中，作为加盐制球工段的盐水使用，减少氯化钠 加入量。 2.根据权利要求1所述的五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法，其特征在于步 骤（1）所述的酸为硫。
5、酸或盐酸。 3.根据权利要求1所述的五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法，其特征在于步 骤（1）所述的还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫化钠或硫代硫酸钠。 4.根据权利要求1所述的五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法，其特征在于步 骤（2）所述的碱为石灰、氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸纳。 5.根据权利要求1所述的五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法，其特征在于 步骤（3）所述的多介质过滤装置的滤料为石英砂、无烟煤和卵石，过滤速度为7.520m/ h；多介质过滤装置的工作压力0.6MPa，0.04 MPa进水水压0.4MPa，反冲洗进水水 压0.15 MPa，进出口压差为0.01 0.。
6、015MPa，反冲洗强度为425L/(sm)，反冲洗历时 37min，反洗膨胀率为4050%。 6.根据权利要求1所述的五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法，其特征在于步 骤（5）所述的电容吸附脱盐为将活性炭吸附的净化废水泵入电容吸附脱盐机，在直流电压 为110V/m 210 6 V/m的条件下，实现初步脱盐，将电导率为10000s/cm25000s/cm的 废水脱盐，得到电导率小于1000s/cm的脱盐淡水和电导率大于120000s/cm浓缩盐水，脱 盐率达8595%。 权 利 要 求 书CN 102627366 A 1/6页 3 一种五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法 技术领域 00。
7、01 本发明涉及工业废水处理及资源循环利用，特别是涉及一种电容吸附脱盐的低钠 焙烧水浸提钒法生产五氧化二钒的废水处理及资源循环利用方法，属于环境工程领域。 背景技术 0002 五氧化二矾(V 2 O 5 )用途广泛，可以用于制造钒铁合金钢，在合成氨工业中起脱碳、 脱硫和催化剂作用，是印染、陶瓷的着色材料，石油化工装置中设备防腐的缓蚀剂，也是制 备钒化合物的原料。生产五氧化二钒的传统工艺为： 采矿选矿破碎、粉碎混料制球焙烧水浸沉清离子交换沉粗钒过 滤铵沉- 煅烧产品 废水主要是沉钒废水，来源于焙烧熟料浸出过程。生产过程中采用的浸出方法为普遍 适用的钠化焙烧熟料水浸。在浸出过程中除了钒的可溶性化合。
8、物溶解外，钠化焙烧过程中 生成的一些可溶性杂质离子，如Fe 2+ 、Fe 3+ 、Cr 3+ 、Mn 2+ 、A1 3+ 、SiO 3 2- 和PO 4 3- 等也被溶解。然而 这些杂质离子在浸出液的pH值（正常情况下为7.59.0）下，或经调整pH值后，大部分发 生水解反应而沉淀进入渣中。SiO 3 2- 和PO 4 3- 水解后生成可溶性化合物，继续留在浸出液中。 经多次洗浸后的含钒溶液聚集了浓度较高的Na + 、SS和有毒重金属离子，特别是的V 5+ 、Cr 6+ 。 Cr 6+ 经呼吸道吸人的不溶性铬盐长期停留在肺组织内，是导致肺癌的主要因素之一 ；V 5+ 可 刺激呼吸、消化及神经系。
9、统，也可损害皮肤、心脏和肾脏，使皮肤出现炎症并引起变态性疾 病。同时钠法焙烧沉钒废水中氯化钠含量高达12%，电导率达10000s25000s，氨氮浓 度高达15100 mg/L，具有消耗水体的溶解氧，加速底泥中营养物质的释放、影响给水水源， 增加给水成本、氮化合物对人体和生物有毒害作用、出现水体富营养化等危害。可见沉钒废 水对环境及人体的危害极大。因此，促进五氧化二钒废水高效处理、无害化与综合利用关键 技术研发具有重大的实际意义。 发明内容 0003 本发明的目的在于针对现有五氧化二钒废水成分复杂、治理难度大、达标排放难、 回收利用难等问题，提供一种五氧化二钒生产废水的治理和再生循环利用方法，。
10、不仅从根 本上解决五氧化二钒废水的污染问题，而且通过废水的再生资源化利用，节约自来水用水 量，减少单位产品的水耗，并通过回收高浓度钠盐废水，从而减少五氧化二钒生产原料氯化 钠的消耗，最终实现废水污染物零排放。 0004 本发明所述一种五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法包括以下步骤： 步骤（1）：还原反应 废水首先进入调节池，调节水量、均衡水质，然后由泵打入还原反应池，在还原反应池 中加入酸调节pH值为23，经充分混合均匀后，在酸性条件下投加还原剂，将废水中的六价 铬还原为三价铬，经充分反应后流入中和反应池。 0005 所述的还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫化钠或硫代硫酸钠。 说 。
11、明 书CN 102627366 A 2/6页 4 0006 所述的酸为硫酸或盐酸。 0007 步骤（2）：中和沉淀 在中和反应池中投加入碱，使得废水中的大部分重金属离子生成氢氧化物沉淀，反应 完全后流入沉淀池进行泥水分离，污泥沉淀经泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装 置中进行过滤分离，上清液经管道进入多介质过滤罐。 0008 所述的碱为石灰、氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸纳。 0009 步骤（3）：过滤 沉淀分离所得的上清液经过多介质过滤或微滤过滤分离，除去废水中的杂质。 0010 所述的多介质过滤装置的滤料为石英砂、无烟煤和卵石，过滤速度为7.520m/ h；多介质过滤装置工作压力0.6MPa。
12、，0.04 MPa进水水压0.4MPa，反冲洗进水水压 0.15 MPa，进出口压差为0.01 0.015MPa，反冲洗强度为425L/(sm)，反冲洗历时 37min，反洗膨胀率为4050%。 0011 步骤（4）：活性炭吸附 将过滤所得的废水经过活性炭吸附塔，进一步去除残留在废水中的重金属离子、色度、 臭味和有机物等，得到净化废水。 0012 步骤（5）：电容吸附脱盐 将活性炭吸附的电导率为1000025000s/cm净化废水泵入电容吸附脱盐机脱盐得 电导率小于1000s/cm的透过液和浓缩液，透过液收集到再生水箱，得到再生水，并作为生 产中浸提工段的浸钒用水，浓缩液含高浓度钠盐，排入到五。
13、氧化二钒生产中的加盐制球工 段盐水池中，作为加盐制球工段的盐水使用，减少氯化钠加入量。 0013 所述的电容吸附脱盐为将活性炭吸附的净化废水泵入电容吸附脱盐机，在直流 电压为110V/m 210 6 V/m的条件下，吸附脱盐，将电导率为1000025000s/cm废水 的脱盐到电导率5001000s/cm，得到电导率小于1000s/cm的脱盐淡水和电导率大于 120000s/cm浓缩盐水，脱盐率达8595%。 0014 五氧化二钒生产工序为： 破碎、粉碎，制球，焙烧，浸提，沉清，离子交换，沉钒，过滤，洗涤、甩干， 煅烧等多个工段。 0015 本发明是将五氧化二钒废水进行深度处理，变废为宝，在处。
14、理五氧化二钒废水的 同时充分利用废水中高浓度的钠盐，使得废水再生循环利用的方法。该发明设备简单，运行 成本低，不产生二次污染，而回收的含高浓度钠盐的废水可以排入到制球用盐水池中，作为 加盐制球的盐水重新利用，再生回用水可以作为浸提工段的浸钒用水循环利用到生产工艺 中去，不仅能够提高资源利用率，还能彻底解决废水排放产生的环境污染问题，做到废水污 染物零排放，提高经济效益。特别是采用该方法可以将五氧化二钒废水中有价值的钠盐回 收并再利用，不但可以减少对原料的消耗，还可以确保五氧化二钒的产品质量。 附图说明 0016 图1为本发明所述一种五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法实施例的结 构组成示意图。
15、。 说 明 书CN 102627366 A 3/6页 5 具体实施方式 0017 本发明是在对现有五氧化二钒生产废水的成份、性质和现有处理方案进行深入系 统的对比研究之后完成的对五氧化二钒废水处理及再生循环利用工艺的设计，通过中和沉 淀、电容吸附脱盐等工艺的组合运用，从而形成一种五氧化二钒废水处理及资源循环利用 方法。 0018 下面实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。 0019 以下结合图1所示，给出五氧化二钒废水处理及资源循环利用方法的具体实施 例。 0020 实施例1 500吨/日五氧化二钒废水处理及资源循环利用工程。 0021 所述五氧化二钒废水的水质情况如表1所示。 0022 表。
16、1 五氧化二钒废水的水质情况 步骤1：还原反应 废水按21 3 /h的流速进入调节池，调节水量、均衡水质，然后由泵打入还原反应池， 在还原反应池中加入20%的硫酸调节pH值为23，经充分混合均匀后，在酸性条件下投加饱 和硫酸亚铁溶液，将废水中的六价铬还原为三价铬，经充分反应后流入中和反应池。 0023 步骤2：中和沉淀 在中和反应池中投加石灰，使得废水中的大部分重金属离子产生氢氧化物沉淀，反应 完全后流入沉淀池进行泥水分离，污泥沉淀经泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱水装 置中进行过滤分离，上清液经管道进入多介质过滤罐，泥饼填埋。 0024 步骤3：过滤 沉淀分离所得的上清液经过多介质过滤罐过。
17、滤分离，除去废水中的杂质。 0025 所述多介质过滤装置的滤料为石英砂、无烟煤和卵石，过滤速度为7.520m/ h；多介质过滤装置工作压力0.6MPa，0.04 MPa进水水压0.4MPa，反冲洗进水水压 0.15 MPa，进出口压差为0.01 0.015MPa，反冲洗强度为425L/(sm)，反冲洗历时 37min，反洗膨胀率为4050%。 0026 步骤4：活性炭吸附 将多介质过滤所得的废水经过活性炭吸附塔，进一步去除残留在废水中的重金属离 子、色度、臭味和有机物等，得到约25000s/cm净化废水（氯化物含量为2.2%，下同）。 说 明 书CN 102627366 A 4/6页 6 00。
18、27 步骤5：电容吸附脱盐 将活性炭吸附所得电导率约为25000s/cm的净化废水泵入电容吸附脱盐机脱盐得电 导率为630s/cm透过液（氯化钠含量0.6%）和电导率为138751s/cm（氯化钠含量13.8%） 浓缩液，透过液收集到再生水箱，得到再生水440吨/天，并作为生产中浸提工段的浸钒用 水，含13.8%氯化钠的浓缩液60吨/天，排入到五氧化二钒生产中的加盐制球工段盐水池 中，作为加盐制球工段的盐水使用，减少氯化钠加入量。 0028 所述的电容吸附脱盐为将活性炭吸附的净化废水泵入电容吸附脱盐机，在直流电 压为110V/m的条件下，吸附脱盐，将电导率为11280s/cm废水的脱盐，得电导。
19、率为630s/ cm的脱盐淡水和电导率138751s/cm浓缩盐水，脱盐率为95%。电导率138751s/cm浓缩 盐水作为加盐制球工段的盐水使用，减少氯化钠加入量。 0029 表2 再生的水质情况 表3 浓缩水的水质情况 实施例2 1200吨/日五氧化二钒废水处理及资源循环利用工程。 0030 所述五氧化二钒废水的水质情况如表4所示。 0031 表4 五氧化二钒废水的水质情况 说 明 书CN 102627366 A 5/6页 7 步骤1：还原反应 废水按60 3 /h的流速进入调节池，调节水量、均衡水质，然后由泵打入还原反应池， 在还原反应池中加入盐酸调节pH值为23，经充分混合均匀后，在酸。
20、性条件下投加还原剂 亚硫酸氢钠，将废水中的六价铬还原为三价铬，经充分反应后流入中和反应池。 0032 步骤2：中和沉淀 在中和反应池中投加氢氧化钠，使得废水中的大部分重金属离子产生氢氧化物沉淀， 反应完全后流入沉淀池进行泥水分离，污泥沉淀经泵和管道送入污泥池中，最后在污泥脱 水装置中进行过滤分离，上清液经管道进入多介质过滤罐。 0033 步骤3：过滤 沉淀分离所得的上清液经过微滤过滤器过滤分离，除去废水中的杂质。 0034 步骤4：活性炭吸附 将多介质过滤所得的废水经过活性炭吸附塔，进一步去除残留在废水中的重金属离 子、色度、臭味和有机物等，得到净化废水。 0035 步骤5：电容吸附脱盐 将活。
21、性炭吸附所得氯化物含量为1.1%的净化废水泵入电容吸附脱盐机脱盐得电导率 为523s/cm透过液（氯化钠含量0.5%）和电导率为123643s/cm（氯化钠含量13.2%）浓缩 液，透过液收集到再生水箱，得到再生水1100吨/天，并作为生产中浸提工段的浸钒用水， 含13.2%氯化钠的浓缩液100吨/天，排入到五氧化二钒生产中的加盐制球工段盐水池中， 作为加盐制球工段的盐水使用，减少氯化钠加入量。 0036 所述的电容吸附脱盐为将活性炭吸附的净化废水泵入电容吸附脱盐机，在直流 电压为210 6 V/m的条件下，吸附脱盐，将电导率为11280s/cm废水的脱盐，得电导率为 523s/cm的脱盐淡水和电导率123643s/cm浓缩盐水，脱盐率为95%。电导率123643s/cm 浓缩盐水作为加盐制球工段的盐水使用，减少氯化钠加入量。再生水和浓缩水的水质情况 如表5、表6所示。 0037 表5 再生的水质情况 说 明 书CN 102627366 A 6/6页 8 表6 浓缩水的水质情况 上述各实施例中步骤1中的还原剂可为硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫化钠或硫 代硫酸钠，上述各实施例中步骤2中的碱可为石灰、氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸纳。 说 明 书CN 102627366 A 1/1页 9 图1 说 明 书 附 图CN 102627366 A 。