含硝酸的不锈钢电解抛光废水处理方法，保护环境，保障居民健康

含硝酸的不锈钢电解抛光废水处理方法，保护环境，保障居民健康

1、本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种含硝酸不锈钢电解抛光废水的处理方法。

背景技术：

2、在不锈钢过滤器的生产过程中，不锈钢通常需要进行电解抛光处理。不锈钢电解抛光主要是对不锈钢工件进行表面亮化处理。现有的不锈钢电解抛光工艺主要包括以下步骤：脱脂-水洗-酸洗-水洗-电解抛光-水洗-钝化处理、水洗及后处理。在工艺过程中的钝化处理操作中，通常采用硝酸进行处理，这样会造成最终的不锈钢电解抛光废水中含有硝酸根离子、磷酸根离子，以及通常含有重金属镍、铬、铜等污染物的废水。这些废水直接排放会造成水污染、土壤污染；还会破坏区域生态系统，甚至危害周边居民的健康。因此，处理电解抛光废水具有十分重要的意义。

技术实现要素：

3、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含硝酸不锈钢电解抛光废水的处理方法，其优点在于能够对不锈钢电解抛光废水进行净化处理，实现“以废治废”，处理成本较低。

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含硝酸的不锈钢电解抛光废水的处理方法，包括以下步骤：s1、将不锈钢电解抛光工艺得到的废水与碳钢磷化工艺得到的废水混合得到混合溶液，其中Fe

2+

采用不锈钢电解抛光工艺，无

3﹣

响应不包含

2-

、

3+

和 fe

2+

和/或没有

3﹣

s2、向步骤s1得到的混合溶液中加入三氯化铁和碱性物质，以除去重金属离子，铁

3+

、

2+

和 po

43-、沉淀；s3、将步骤s2中沉淀后的混合液加入硫酸后以铁屑形式进入滤料，反应为去除

3﹣

恢复为无

2-

、nh

4+

及n2;s4、在步骤s3反应后的混合溶液中加入氨基磺酸，除去混合溶液中的NO

2-

s5、在步骤s4反应后的混合溶液中加入氯化镁溶液和碱性物质，使NH

4+

、po

43-含毫克

2+

形成磷酸铵镁沉淀以去除NH

4+

和 po

43-，同时沉淀 Fe

2+

及重金属离子，再过滤，得到净化废水。

5、采用上述技术方案，避免了碳钢磷化工艺中酸洗步骤中大量的Fe被腐蚀。

2+

因此，碳钢磷化工艺产生的废水中含有大量的Fe

2+

、po

43-和锌、锰等金属离子。不锈钢电解抛光过程中产生的废水中含有大量的NO

3﹣

、po

43-和铬等重金属离子。将不锈钢电解抛光工艺废水与碳钢磷化工艺废水混合后，Fe

2+

没有

3﹣

答案是否定的

2-

安德菲

3+

然后，在步骤s2中，向混合溶液中添加三氯化铁。

3+

和 po

43-该反应生成磷酸铁沉淀，除去

43-，然后加入碱性物质，混合物中的Fe

3+

和/或

2+

与碱性物质反应生成氢氧化铁和/或氢氧化亚铁，

通过铁/或氢氧化亚铁沉淀吸附微量混合溶液中的锌、锰、镍、铬等元素，与废水中的重金属共沉淀，去除废水中的重金属离子，达到除磷、除重金属的目的。

6.步骤S3中向混合溶液中加入铁屑和硫酸，可以补充混合溶液中的铁源，因为Fe

2+

经过步骤s1的处理后，沉淀基本为氢氧化铁和/或氢氧化亚铁沉淀，因此

3﹣

补充铁源可以消除

3﹣

恢复为无

2-

、铵离子、氮等化合物，尤其是步骤s1中的废水混合物中的

3﹣

当含量高时，仍有铁源使

3﹣

恢复为无

2-

同时，混合溶液中生成Fe

2+

。

7、步骤s4中，向混合物中加入氨基磺酸，混合物中的氨基磺酸和NO

2-

该反应生成氮气并除去混合液中的NO。

2-

，去除步骤s2后混合溶液中的

3﹣

步骤s5、向步骤s4反应后的混合溶液中加入氯化镁溶液和碱性物质，使混合溶液中的铵离子、磷酸根离子和镁离子形成磷酸铵镁沉淀，去除铵离子和磷酸根离子。

2+

与碱性物质反应生成氢氧化亚铁，除去铁

2+

，而形成的氢氧化亚铁沉淀又能进一步吸附废水中的重金属离子，最后将混合液过滤，除去微量颗粒，最终达到去除不锈钢电解抛光工艺废水与碳钢磷化工艺废水混合液中的NO的目的。

3﹣

、po

43-及铬等重金属离子，使该工艺处理后的废水达到《水污染物综合排放标准》db11/307-2013，且本发明提供的方法可以用于大规模废水处理，可用于工业不锈钢电解抛光废水及碳钢磷化废水处理，实现“以废治废”，弥补了目前国内不锈钢电解抛光废水，尤其是无

3﹣

工业加工方面存在差距。

8、另外，不锈钢电解抛光工艺和碳钢磷化工艺中部分工序产生的废水为废水，例如不锈钢电解抛光工艺和碳钢磷化工艺中都涉及的酸洗工序产生的废水为酸性废水，不锈钢电解抛光工艺的电解抛光工序产生的废水也为酸性废水。同时，不锈钢电解抛光工艺和碳钢磷化工艺中部分工序产生的废水为碱性废水，例如不锈钢电解抛光工艺和碳钢磷化工艺中都涉及的脱脂工序产生的废水为碱性废水；因此，在本发明的步骤s1中，将不锈钢电解抛光工艺产生的废水和碳钢磷化工艺产生的废水混合，得到混合废水，将混合废水中的部分酸性物质用碱性物质中和，达到“以废治废”的目的。

9、本发明进一步配置为：步骤s2和s5中添加的碱性物质为含钙的碱性溶液或碱性化合物。

10、采用上述技术方案，选择上述碱性物质，并在步骤2中加入三氯化铁和碱性物质，使混合溶液中的氟离子、硫酸离子、磷酸离子与钙离子发生反应，生成硫酸钙、磷酸钙、氟化钙等沉淀，去除混合溶液中的磷酸离子、硫酸离子、氟离子；在步骤s4加入碱性物质后，进一步去除混合溶液中的铁离子、硫酸离子、氟离子。

11、本发明进一步配置如下：步骤s1还包括将不锈钢电解抛光工艺产生的废水与碳钢磷化工艺产生的废水混合得到混合液，然后对混合液进行粗滤，去除混合液中≥30μm的颗粒。

12、采用上述技术方案，将混合溶液中的较大颗粒过滤掉再进行后续步骤，避免其影响后续氢氧化铁或氢氧化亚铁对混合溶液中重金属离子的吸附。

13、本发明进一步配置为：步骤s1中粗滤后的混合液进入调节池进行曝气搅拌，充分混合后再进入步骤s2。

14、本发明进一步反应为：步骤s2、s3、s4、s5的操作均在通气条件下进行。

15、采用上述技术方案，曝气条件可使混合液与各加入物质充分混合，使反应更加完全。

16、本发明进一步配置如下：步骤s2的具体操作为：向步骤s1的混合溶液中加入三氯化铁，使磷酸盐与三价铁生成磷酸铁，三氯化铁的加入量≥1kg/t，然后加入碱性物质直至所得混合溶液的pH值为7-8，反应4-6min；沉淀、过滤；向上述得到的混合溶液中再次加入三氯化铁，三氯化铁的加入量≥1kg/t，反应4-6min，然后加入碱性物质直至所得混合溶液的pH值为7-8，然后加入絮凝剂，反应4-6min，然后沉淀。

17、采用上述技术方案，在步骤s1反应、过滤后的混合溶液中分两次加入三氯化铁和碱性物质，使得三氯化铁与磷酸盐反应更充分、去除更干净，生成更多的氢氧化铁，吸附更多的水合金属离子，生成更多的磷酸钙等磷酸盐沉淀，从而更彻底地去除混合溶液中的磷、氟及重金属离子。

18、本发明进一步配置为：步骤s2中，以步骤s1混合溶液为基础，絮凝剂的投加量为2-3kg/t，所述絮凝剂包括浓度为0.1g/kg的聚丙烯酰胺和浓度为200g/kg的三氯化铁。

19、本发明进一步配置如下：步骤s3中，加入的硫酸的量以使得进入过滤器的混合溶液的pH值为1-2为宜，加入硫酸后的混合溶液多次进入过滤器，直至混合溶液的pH值为

3﹣

浓度≤50mg/l。

20、本发明进一步配置如下：步骤s5中，加入氯化镁溶液和碱性物质，氯化镁加入量≥1kg/t，维持混合溶液pH值为8.5～9.0，反应时间为4～6min。

21.采用上述技术方案，可以设定氯化镁的加入量，保证NH

4+

、po

43-含毫克

2+

形成磷酸铵镁沉淀以去除NH

4+

和 po

43-氯化镁投加量过多时，不会影响最终废水中氨氮含量，使之达标。三氯化铁投加量同理设计。

22、本发明进一步配置为：步骤s5中的过滤包括对混合液依次进行石英砂过滤和活性炭过滤。

23、采用上述技术方案，经过上述操作，首先通过石英砂过滤去除混合液中的悬浮物、氯、重金属离子及颗粒物，再通过活性炭过滤吸附混合液中的细小物质，最终得到达标废液。

24、综上所述，本发明的有益效果如下：1、本发明将不锈钢电解抛光工艺废水与碳钢磷化工艺废水混合，Fe

2+

没有

3﹣

答案是否定的

2-

安德菲

3+

然后，在步骤s2中，向混合溶液中添加三氯化铁。

3+

和 po

43-该反应生成磷酸铁沉淀，除去

43-，然后依次加入三氯化铁和碱性物质，除去混合溶液中的磷和Fe

3+

和重金属离子，然后将氨基磺酸加入混合物中

2-

该反应生成氮气并除去混合液中的NO。

2-

，删除否

3﹣

目的是最终去除不锈钢电解抛光工艺产生的废水和碳钢磷化工艺产生的废水中的磷酸盐、硝酸盐及重金属离子，处理后的废水达标，处理效果显著，而且“以废治废”，废水处理成本较低；2、本发明步骤s3中，向混合液中加入废铁屑和硫酸，为混合液补充铁源，补充的铁源可以去除混合液中的NO。

3﹣

恢复为无

2-

，便于后续操作，尤其当步骤s1中碳钢磷化废水量较少，不锈钢电解抛光废水量较大时，仍有铁源使得不

3﹣

恢复为无

2-

化合物如

3﹣

3、本发明步骤s4中加入氯化镁溶液，将步骤s3中的镁离子和铁屑还原为无

3﹣

过程中产生的NH

4+

混合物中残留的

43-该反应生成磷酸铵镁沉淀，从而去除水中的NH

4+

和 po

43-；4、本发明中不锈钢电解抛光工序和碳钢磷化工序中，有的工序产生的废水为碱性废水，有的工序产生的废水为酸性废水。

将废水混合起来得到混合废水，用碱性物质中和混合废水中的部分酸性物质，达到“以废治废”的目的。

详细方法

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

26、在介绍本发明提供的不锈钢电解抛光废水处理方法之前，首先对不锈钢电解抛光工艺和碳钢磷化工艺进行说明。

27、（1）不锈钢电解抛光工艺流程不锈钢电解抛光工艺流程包括脱脂除油—水洗—酸洗—水洗—电解抛光

--

水洗-钝化处理、水洗及后处理，其中脱脂除油采用脱脂剂进行，脱脂剂中通常含有碱性物质、表面活性剂等，酸洗操作通常加入硫酸、氢氟酸、水等物质进行；电解抛光操作通常加入硫酸、磷酸、渗透剂等物质进行；钝化处理通常加入硝酸、表面活性剂、水等物质进行；因此不锈钢电解抛光工艺各步骤处理后废水中所含污染物通常如下表1所示。

28.表1不锈钢电解抛光过程中的污染产物综上所述，不锈钢电解抛光工艺后得到的废水中含有磷酸盐、碱性物质、表面活性剂、硝酸盐、硫酸盐、氟化盐、铬

3+

、

2+

，H

等待。

29.(2)碳钢磷化工艺碳钢工艺包括脱脂—水洗—酸洗除锈—水洗—表调—磷化—水洗—后处理，其中脱脂采用脱脂剂进行，脱脂操作时通常加入碱性物质和表面活性剂，酸洗除锈操作时通常加入硫酸、盐酸和水，表调操作时加入表调剂。磷化处理通常加入膜剂浓缩液、亚硝酸钠和水。因此，碳钢磷化工艺各步骤处理后废水所含污染物通常如下表2所示。

表2 碳钢磷化工艺步骤中的污染产物

综上所述，碳钢磷化工艺后产生的废水中含有磷酸盐、碱性物质、表面活性剂、Fe

2+

，H

、氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐、锌、锰、镍等重金属离子。

31、以上所述的不锈钢电解抛光工艺和碳钢磷化工艺以及由此得到的污染产物，仅仅是本发明步骤s1中不锈钢电解抛光工艺得到的废水和碳钢磷化工艺得到的废水来源的一个例子，也是为了便于理解本发明中废水处理中去除污染物的原理，并不是对不锈钢电解抛光工艺和碳钢磷化工艺的限制，也不是对本发明提供的不锈钢抛光废水处理方法的限制。只要本发明背景技术中提出的不锈钢电解抛光工艺得到的废水中含有硝酸盐、重金属离子和磷酸盐中的一种或多种，​​都可以采用本发明提供的处理方法进行处理。

32、本发明提供了一种不锈钢电解抛光废水的处理方法，包括以下步骤：s1、将不锈钢电解抛光工艺得到的废水与碳钢磷化工艺得到的废水在集水槽中混合，Fe

2+

采用不锈钢电解抛光工艺，无

3﹣

响应不包含

2-

、

3+

和 fe

2+

和/或没有

3﹣

混合液再进行粗过滤，粗过滤可以在前置袋式过滤器中进行，在过滤器中≥30μm的颗粒被过滤掉，由于颗粒的聚集作用，小于30μm的颗粒大部分因堆积而被过滤掉，过滤后的颗粒进入调节池进行曝气搅拌，使不锈钢电解抛光工艺废水与碳钢磷化工艺废水充分混合，去除混合液中的孔隙。

43-；s2、经过步骤s1后的混合液进入反应槽一，向反应槽一中的混合液中加入三氯化铁，三氯化铁的加入量≥1kg/t，使得混合液中的三氯化铁与磷酸根离子充分完全反应生成磷酸铁，反应时间为4-6min；经过上述操作后的混合液进入反应槽二，向反应槽二中的混合液中加入碱性物质，碱性物质的加入量使得混合液的pH值维持在7-8，反应时间为4-6min，碱性物质的加入使得混合液中的铁

3+

和/或

2+

与碱性物质反应生成氢氧化铁和/或 Fe

2+

氢氧化亚铁、氢氧化铁/或氢氧化亚铁沉淀吸附混合液中微量的锌、锰、镍、铬等元素进行共沉淀，沉淀出废水中的重金属，去除废水中的重金属离子；加入碱性物质反应后的混合液进入第三反应罐，在第三反应罐的混合液中再次加入三氯化铁，三氯化铁加入量≥1kg/t，反应4-6min；经过上述操作后的混合液进入第四反应罐，在第四反应罐的混合液中加入碱性物质，使混合液的pH值维持在7-8，在加入碱性物质的同时加入絮凝剂，反应时间为4-6min。 絮凝剂可以采用污水处理中常用的絮凝剂，如聚丙烯酰胺等，絮凝剂的加入量以混合溶液的质量为基准计为2-3kg/t；

经过上述操作后的混合液进入斜板沉淀池进行沉淀，以去除混合液中的颗粒物；s3、向步骤s2沉淀后得到的上清混合液中加入废铁屑和稀硫酸，反应时间为2-4h，优选为3h。此处的废铁屑的作用主要是补充混合液中的铁源，即使废铁屑过量，对反应的影响也很小。因此，操作时通常向混合液中加入稀硫酸，然后将混合液通过以废铁屑为滤料的过滤器，在过滤器中实现铁与硝酸根离子的反应，硝酸根离子被还原为亚硝酸根离子、铵离子、氮等化合物，且稀硫酸的加入量只要保持混合液在过滤器中进行反应时pH值在1-2即可； s4、向步骤s3反应后的混合溶液中加入氨基磺酸，反应时间为8-10min。氨基磺酸的加入量与混合溶液中的氮气

2-

该反应生成氮气并除去混合液中的NO。

2-

，以步骤s1中不锈钢电解抛光工艺所得废水与碳钢磷化工艺所得废水混合得到的混合液为基准，氨基磺酸的加入量以氨基磺酸与亚硝酸根离子的反应方程式为依据，即氨基磺酸与亚硝酸根离子完全反应，且氨基磺酸与亚硝酸根离子的摩尔比至少为1:1。考虑到氨基磺酸加入量过大会影响最终废水中的总氮含量，本发明中氨基磺酸与亚硝酸根离子的摩尔比为1:1，结合混合液中亚硝酸根离子浓度计算氨基磺酸的加入量，使氨基磺酸与亚硝酸根离子为1:1。

2-

完全反应生成氮气，去除

2-

s5、向步骤s4反应后的混合溶液中加入氯化镁溶液和碱性物质，反应时间为4-5min，氯化镁加入量≥2kg/t，使NH

4+

、po

43-含毫克

2+

完全反应形成磷酸镁铵沉淀，除去NH

4+

和 po

43-，碱性物质的加入量以维持混合溶液的pH值为8.5-9.0为宜。由于步骤S3中的混合溶液经过以铁屑为滤料的过滤器，反应过程中铁屑过量，最终混合溶液中主要含有Fe

2+

步骤s5中，碱性物质的加入使得混合溶液中的Fe

2+

形成氢氧化亚铁并除去 Fe

2+

，形成的氢氧化亚铁沉淀可进一步吸附废水中的重金属离子；再依次进行石英砂过滤、活性炭过滤，即可得到净化后的废水。

33. 上述步骤s2、s3、s4、s5中，在将化学物质加入混合溶液并进行反应的同时，混合溶液也同时进行曝气。此处上述描述中的反应时间是指加入各物质后，混合溶液在反应槽中的停留时间，并与各物质进行反应；步骤s2、s4中加入的碱性物质为含钙的碱性溶液或碱性化合物，例如生石灰溶液或氢氧化钠与二氯化钙的混合物。只要满足加入的物质为含钙元素的碱性物质，并调节混合溶液中的pH值维持在7-8即可。

34.实施例1一种含硝酸的不锈钢电解抛光废水的处理方法，包括以下步骤：s1.将不锈钢电解抛光工艺所得废水与碳钢磷化工艺所得废水放入收集槽，混合成500kg混合液。在步骤s1中，测量收集槽中混合液中下列离子的离子浓度，测量结果如下述表3所示，单位为mg/l，除非另有说明；表3实施例1中收集槽中混合液原水离子浓度的检测另外，对收集槽中混合液污水的水质进行检测，检测结果如下述表4所示：表4实施例1中收集槽中混合液原水水质

ꢀ

cod氨氮总磷氟锌（μg/l）镍（μg/l）锰（μg/l）铬（μg/l）水质1021..08..6

将集水槽中的混合液进行粗滤操作，滤除≥30μm的颗粒，过滤后的颗粒进入调节槽进行曝气搅拌；s2、经过步骤s1操作后的混合液进入反应槽一，向反应槽一中的混合液中加入0.5kg浓度为200g/kg的三氯化铁，使磷酸根与三价铁生成磷酸铁；经过上述操作后的混合液进入反应槽二，向反应槽二中的混合液中加入碱性物质—生石灰水，碱性物质的加入量以维持混合液的pH值在7为宜，反应时间为5min；加入碱性物质反应后的混合液进入反应槽三，再次向反应槽三中的混合液中加入0.5kg浓度为200g/kg的三氯化铁，反应5min； 经过上述操作后的混合液进入反应槽四，在反应槽四中的混合液中加入生石灰水，加入的碱性物质的量使得混合液的pH值维持在7，然后向步骤s1中的不锈钢电解抛光工艺得到的废水和碳钢磷化工艺得到的废水中加入絮凝剂，以混合液的质量为基准，絮凝剂的投加量为1kg，反应时间为5min，絮凝剂选自质量比为1:1的三氯化铁和聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的浓度为0.1g/kg，三氯化铁的浓度为200g/kg；经过上述操作后的混合液进入斜板沉淀池进行沉淀，以去除混合液中的颗粒物质； s3、步骤s2沉淀后得到的上清混合液进入反应罐五，向反应罐五中加入废铁屑和稀硫酸。具体操作为：向反应罐五中的混合液中加入浓度为200g/kg的稀硫酸1.6kg，然后将混合液多次通过以废铁屑为滤料的过滤器，直至通过过滤器后的混合液中硝酸根离子浓度≤50mg/l；在此过程中加入硫酸，使混合液的pH值保持在1-2；s4、步骤s3反应后的混合液进入反应罐六，向反应罐六中加入氨基磺酸。反应时间为9min，使氨基磺酸和无

2-

该反应生成氮气，并且不会去除

2-

；氨基磺酸的加入量根据混合液中的亚硝酸根离子浓度计算，本实施例中氨基磺酸的加入量为0.82kg，浓度为100g/kg；s5、将步骤s4反应后的混合液进入反应槽七，向反应槽七中加入浓度为200g/kg的氯化镁0.6kg和碱性物质，反应时间为5min，碱性物质的加入量以维持混合液中的pH值在8.5～9.0为宜，再依次经过石英砂过滤、活性炭过滤，即得净化废水。

35、对步骤S5处理后的废水进行离子浓度及水质测定，结果分别见表5、表6；表5实施例1步骤S5处理后的废水离子浓度检测表6实施例1步骤S5处理后的废水水质COD氨氮总磷氟锌（μg/L）镍（μg/L）锰（μg/L）铬（μg/L）水质20.30.570.640.281.30.31.20.1

在上面的步骤中，S2，S3，S4和S5虽然将化学品添加到混合溶液并反应中，但也同时将混合溶液充气。

36.示例2一种含有硝酸的不锈钢电解抛光废水的方法。

进行了示例1中的处理方法，但添加的絮凝剂量为1.5 kg。

37.该实施方案中的最终水质测试如下表7所示：在示例2 COD 2 COD S5治疗后混合溶液的表7氮总磷氟氟锌（μg/l）镍（μg/l）锰（μg/l）锰（μg/l）CR（μg/L）CR（μg/L）CR（μg/L）水质20.60 0.65 0.65 0.65 0.28 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28。

示例3一种方法是根据示例1中的方法处理含硝酸的不锈钢电解抛光废水，除了下面表8中显示了该实施例的步骤S1中的500千克混合液体的水质，在下面显示了该实施方案的步骤S1，以及示例1中的水质质量在下表9所示。

38.表8示例3步骤S1水收集水罐碳碳氧氮总磷氟锌（μg/l）镍（μg/l）锰（μg/l）Cr（μg/l）CR（μg/l）

表9在示例的步骤S5中处理后混合酒的水质氮氮总磷氟锌（μg/l）镍（μg/l）锰（μg/l）Cr（μg/l）Cr（μg/l）水质量

从上表中，通过本发明提供的方法处理的废水中各种离子的浓度符合“水污染物的综合排放标准” DB11/307-2013的要求。

39.这种特定的实施例仅是对本发明的解释，并且在阅读此规范后，这不是对本发明的限制。