高浓度含钒碱废水化学法处理技术

　　钒废水处理包括钒铬的处理、氨钠盐回收和废水回收。采用多效蒸发回收氨和钠。对部分钒厂含钒废水进行了钒铬和铵盐的脱除。氨氮的间接排放很低，但不允许水循环。

　　1、含钒废水的来源与排放标准

　　含钒的废水主要来自钒和钛矿的提取和处理。此外，钒废水是在相关企业的生产过程中产生的，如钒提取工厂、染料厂、硫酸工厂和化工厂。

　　目前，钒主要来自与钒有关的矿物，如钒磁铁矿、含钒矿渣、石煤和含钒催化剂。无论用于提取钒的方法是什么，它都是浸出的、洗涤和排渣过程中都会产生大量的钒废水。

　　含钒废水中的钒化合物大多是剧毒高钒离子。此外，从钒提取中提取的钒的质量分数、残留物和其他物质可以达到13-15%。固体废物处理不当，可能会重新渗透到自然环境中，导致钒污染。

　　工业生产中的钒废水基本可以分为两大类型：第一是pH数值接近2的工业钒废水，第二则是pH值接近10的工业钒废水。其中，含钒的工业废水，pH值接近2，主要以VO2+阳离子的形式存在。pH值接近10的碱性废水主要由Na3VO4组成，主要由V2O3或V2O5碱性溶液产生。

　　关于含有钒的废水的排放，我国对其制定了非常严格的管理监督标准，并且定义了人们的日常饮用水中，含钒量的最高数值。

　　工业钒污染物排放标准(gb26452-2011)同样规定了工业钒废水排放的具体标准：即现有企业的钒排放限值不可超过2mg/L;而新企业的钒排放最高限值为1mg/L;并且，对于应用特定水污染排放限值的企业，钒的排放限值为0.3mg/L。

　　2、在废水中回收氨、钠和水

　　2.1 蒸发处理钒废水的多效处理

　　含钒废水在经过一系列除钒铬流程后，仍含有大量的Na+、SO₄^2-、NH₄⁺和微量的Ca2+、Fe2+、Mg2+离子，这些离子在水中远未饱和，硫酸钠可通过蒸发结晶。硫酸钠的结晶是通过多效蒸发实现的。

　　2017年，某钒厂采用四效蒸发法从废水中回收钠盐。气体的混合物起热源的作用。采用四效蒸发浓缩系统回收混合盐结晶。

　　在这个过程中，废水可以集中，集中一定厚浆浓度和排放到结晶池，冷却结晶硫酸钠，硫酸铵盐，混合蒸汽冷凝水重用浸出系统，热空气直接从烟囱排向大气中热量交换，实现废水零排放。但铬钒废水除含有大量硫酸钠、硫酸铵和少量的氯，蒸发和浓度，通过高温腐蚀，蒸发器的使用寿命短，故障率高，水资源短缺，同时蒸发回收冷凝水包含300-1000mg/L的氨气，回收浸出过程中，大部分的氨溢出是由于碱性环境，现场工作环境十分恶劣，硫酸铵在双盐组成中占1-43%，硫酸钠的硫酸铵组成从30%到95%不等，不销售，成为固体废物。

　　2018年5月，将污水处理四效蒸发系统被氨脱气取代，氨被硫酸硫酸铵吸附在沉淀系统中。脱气后废水中的氨含量不得超过40mg/L，酸度调整为7-8。回铁冶炼炉渣冲洗系统，但大量的钠盐没有回收利用，且废水利用率低。

　　废水中的铵和钠盐可以单独回收。有代表性的方法是吹气法、化学沉淀法、电渗析法等。蒸发热源主要用于处理连续锅炉蒸汽和低浓度材料的废水。并且，在其蒸发过程中，仍然需要大量的蒸汽，而传统的二次蒸发蒸汽加热(冷却)却需要大量的冷却水来完成。

　　2.2 多效蒸发系统广泛应用于制药废水处理行业，但含钒工业废水处理存在诸多不足

　　MVR蒸发技术具有清洁、环保的优点、节能和高效访问钒产业的愿景，早在2018年介绍了机械蒸汽压缩技术在高氨氮废水处理中的应用，两塔汽提蒸汽双效提到MVR剥离效果比较计算，40m3/h高氨氮废水，MVR脱氨技术的运行成本约为33%，脱氨技术为58%;此外，通过MVR剥离去除氨粉尘技术的使用减少了精馏的数量和循环冷却水的需求。

　　总而言之，虽然初期投资较高，但MVR蒸发工艺是处理含氯化钠和硫酸钒废水最成熟、稳定、高效的工艺。不仅操作成本低，而且可以实现复合盐的分离。(来源：河钢承德钒钛新材料有限公司钒钛事业部)