高濃度含釩堿廢水化學(xué)法處理技術(shù)

　　釩廢水處理包括釩鉻的處理、氨鈉鹽回收和廢水回收。采用多效蒸發(fā)回收氨和鈉。對部分釩廠含釩廢水進行了釩鉻和銨鹽的脫除。氨氮的間接排放很低，但不允許水循環(huán)。

　　1、含釩廢水的來源與排放標(biāo)準(zhǔn)

　　含釩的廢水主要來自釩和鈦礦的提取和處理。此外，釩廢水是在相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，如釩提取工廠、染料廠、硫酸工廠和化工廠。

　　目前，釩主要來自與釩有關(guān)的礦物，如釩磁鐵礦、含釩礦渣、石煤和含釩催化劑。無論用于提取釩的方法是什么，它都是浸出的、洗滌和排渣過程中都會產(chǎn)生大量的釩廢水。

　　含釩廢水中的釩化合物大多是劇毒高釩離子。此外，從釩提取中提取的釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、殘留物和其他物質(zhì)可以達到13-15%。固體廢物處理不當(dāng)，可能會重新滲透到自然環(huán)境中，導(dǎo)致釩污染。

　　工業(yè)生產(chǎn)中的釩廢水基本可以分為兩大類型：第一是pH數(shù)值接近2的工業(yè)釩廢水，第二則是pH值接近10的工業(yè)釩廢水。其中，含釩的工業(yè)廢水，pH值接近2，主要以VO2+陽離子的形式存在。pH值接近10的堿性廢水主要由Na3VO4組成，主要由V2O3或V2O5堿性溶液產(chǎn)生。

　　關(guān)于含有釩的廢水的排放，我國對其制定了非常嚴(yán)格的管理監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)，并且定義了人們的日常飲用水中，含釩量的最高數(shù)值。

　　工業(yè)釩污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(gb26452-2011)同樣規(guī)定了工業(yè)釩廢水排放的具體標(biāo)準(zhǔn)：即現(xiàn)有企業(yè)的釩排放限值不可超過2mg/L;而新企業(yè)的釩排放最高限值為1mg/L;并且，對于應(yīng)用特定水污染排放限值的企業(yè)，釩的排放限值為0.3mg/L。

　　2、在廢水中回收氨、鈉和水

　　2.1 蒸發(fā)處理釩廢水的多效處理

　　含釩廢水在經(jīng)過一系列除釩鉻流程后，仍含有大量的Na+、SO₄^2-、NH₄⁺和微量的Ca2+、Fe2+、Mg2+離子，這些離子在水中遠(yuǎn)未飽和，硫酸鈉可通過蒸發(fā)結(jié)晶。硫酸鈉的結(jié)晶是通過多效蒸發(fā)實現(xiàn)的。

　　2017年，某釩廠采用四效蒸發(fā)法從廢水中回收鈉鹽。氣體的混合物起熱源的作用。采用四效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)回收混合鹽結(jié)晶。

　　在這個過程中，廢水可以集中，集中一定厚漿濃度和排放到結(jié)晶池，冷卻結(jié)晶硫酸鈉，硫酸銨鹽，混合蒸汽冷凝水重用浸出系統(tǒng)，熱空氣直接從煙囪排向大氣中熱量交換，實現(xiàn)廢水零排放。但鉻釩廢水除含有大量硫酸鈉、硫酸銨和少量的氯，蒸發(fā)和濃度，通過高溫腐蝕，蒸發(fā)器的使用壽命短，故障率高，水資源短缺，同時蒸發(fā)回收冷凝水包含300-1000mg/L的氨氣，回收浸出過程中，大部分的氨溢出是由于堿性環(huán)境，現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，硫酸銨在雙鹽組成中占1-43%，硫酸鈉的硫酸銨組成從30%到95%不等，不銷售，成為固體廢物。

　　2018年5月，將污水處理四效蒸發(fā)系統(tǒng)被氨脫氣取代，氨被硫酸硫酸銨吸附在沉淀系統(tǒng)中。脫氣后廢水中的氨含量不得超過40mg/L，酸度調(diào)整為7-8?；罔F冶煉爐渣沖洗系統(tǒng)，但大量的鈉鹽沒有回收利用，且廢水利用率低。

　　廢水中的銨和鈉鹽可以單獨回收。有代表性的方法是吹氣法、化學(xué)沉淀法、電滲析法等。蒸發(fā)熱源主要用于處理連續(xù)鍋爐蒸汽和低濃度材料的廢水。并且，在其蒸發(fā)過程中，仍然需要大量的蒸汽，而傳統(tǒng)的二次蒸發(fā)蒸汽加熱(冷卻)卻需要大量的冷卻水來完成。

　　2.2 多效蒸發(fā)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于制藥廢水處理行業(yè)，但含釩工業(yè)廢水處理存在諸多不足

　　MVR蒸發(fā)技術(shù)具有清潔、環(huán)保的優(yōu)點、節(jié)能和高效訪問釩產(chǎn)業(yè)的愿景，早在2018年介紹了機械蒸汽壓縮技術(shù)在高氨氮廢水處理中的應(yīng)用，兩塔汽提蒸汽雙效提到MVR剝離效果比較計算，40m3/h高氨氮廢水，MVR脫氨技術(shù)的運行成本約為33%，脫氨技術(shù)為58%;此外，通過MVR剝離去除氨粉塵技術(shù)的使用減少了精餾的數(shù)量和循環(huán)冷卻水的需求。

　　總而言之，雖然初期投資較高，但MVR蒸發(fā)工藝是處理含氯化鈉和硫酸釩廢水最成熟、穩(wěn)定、高效的工藝。不僅操作成本低，而且可以實現(xiàn)復(fù)合鹽的分離。(來源：河鋼承德釩鈦新材料有限公司釩鈦事業(yè)部)