專利名稱：利用香蕉皮處理含鉻廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，具體的說(shuō)是利用香蕉皮處理含鉻廢水的方法。
背景技術(shù)：
在冶金，電鍍，印染，制革等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量含鉻廢水，這些廢水中的主要污染物為六價(jià)鉻。六價(jià)鉻對(duì)人體健康的危害極大，可使人體的血紅蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白，干擾體內(nèi)的氧化、還原和水解過(guò)程，對(duì)消化道、呼吸道、皮膚和粘膜等有嚴(yán)重危害，在一定條件下甚至能誘發(fā)癌癥，為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996所規(guī)定的一類污染物，必須進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后才能排放。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)含鉻廢水處理的主要方法有化學(xué)還原法、電解法、膜分離法、吸附法、離子交換法、生物法等。其中化學(xué)還原法因其處理量大、處理效果好被廣泛應(yīng)用，其工藝可以分為2個(gè)階段。首先在pH 0. 5-3的強(qiáng)酸性條件下，用化學(xué)還原劑(如硫酸亞鐵I^eSO4 · 7H20、亞硫酸氫鈉NaHSO3，焦亞硫酸鈉Na2S2O5等)把廢水中毒性很大的六價(jià)鉻還原成毒性較低的三價(jià)鉻；然后調(diào)節(jié)廢水的PH值到堿性，使生成的三價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻Cr (OH) 3沉淀而去除。雖然化學(xué)還原法對(duì)含鉻廢水處理效果好，但工藝復(fù)雜，需消耗大量的化學(xué)試劑，這些化學(xué)試劑價(jià)格不菲，增加了生產(chǎn)成本，并且容易造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題的不足，提供一種利用香蕉皮處理含鉻廢水的方法，其工藝簡(jiǎn)單、操作方便，成本低廉。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為
步驟一、取一定量粒徑為0. 1-0. 5cm的香蕉皮粉，用去離子水洗滌2次后送入105°C 的烘干箱內(nèi)，烘干，冷卻至室溫，備用；
步驟二、取5-20g步驟一中烘干后的香蕉皮粉和50-200mL濃度為21的固化液(固化液成分為海藻酸鈉，明膠，殼聚糖中一種或多種)混合均勻，形成混合液，后將混合液加入 50-200mL濃度為0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后將混合物制成2—5mm 的顆粒，備用；
步驟三、將步驟二中粒徑為2 — 5mm的混合物顆粒全部加入50_200mL濃度為0. lmol/L 的Cacl2溶液中，靜置12小時(shí)，后取出，用去離子水洗滌2次，過(guò)濾，干燥，制得還原吸附劑，
步驟四、將步驟三中制得的還原吸附劑和含鉻廢水混合均勻(廢水中六價(jià)鉻與還原吸附劑的質(zhì)量比為1 :200)，調(diào)節(jié)pH值至4，后在溫度為25°C，攪拌轉(zhuǎn)速為200— 250轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，反應(yīng)4一6小時(shí)，備用；
步驟五、將步驟四反應(yīng)后的廢水送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下離心10 分鐘。其上清液中六價(jià)鉻離子和總鉻離子濃度均已降至國(guó)標(biāo)下(《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB8978-1996規(guī)定排水中Cr (VI) <0. 5 mg/L且總Cr<l. 5 mg/L)，得到含有三價(jià)鉻的沉淀物，步驟六、取步驟五中得到的全部沉淀物和50-200mL濃度為lmol/L的鹽酸混合均勻，后送入振蕩器內(nèi)，在50—100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，解吸4一6小時(shí)，后將含有三價(jià)鉻的解吸混合液送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，分離，得到三價(jià)鉻離子的溶液和廢還原吸附劑。有益效果
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)香蕉皮中含有大量的還原性物質(zhì)如還原性多糖、多酚等，對(duì)六價(jià)鉻具有很好的還原能力，其六價(jià)鉻的還原能力比硫酸亞鐵高4倍，是較好的還原劑。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)香蕉皮中還含有大量的羥基，羧基集團(tuán)能高效吸附水中的三價(jià)鉻，因此香蕉皮具有還原六價(jià)鉻和吸附三價(jià)鉻的雙重功效。但若直接利用香蕉皮粉處理含鉻廢水會(huì)出現(xiàn)下述2個(gè)問(wèn)題 (1)香蕉皮粉粒徑小，質(zhì)地輕，使用后難以從廢水中分離出來(lái)。(2)香蕉皮粉作為一種天然材料，在水中會(huì)釋放出一些可溶性有機(jī)物導(dǎo)致水體的二次污染。實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)若采用固化劑對(duì)香蕉皮粉進(jìn)行包裹固化，制備成球狀小顆粒可以很好的解決香蕉皮粉在廢水中釋放可溶性有機(jī)物的問(wèn)題，固化后的釋放量?jī)H為固化前的3%，且能通過(guò)離心的方法方便的將這種球狀小顆粒從廢水中分離出來(lái)。利用香蕉皮制備成的還原吸附劑處理含鉻廢水具有成本低廉、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單(在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成了六價(jià)鉻的還原和三價(jià)鉻的吸附，省略了化學(xué)還原法需加堿沉淀三價(jià)鉻的工藝)，反應(yīng)條件溫和(PH 4)，能回收三價(jià)鉻，二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，可為含鉻廢水的治理提供了一條新的出路，具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
具體實(shí)施例方式利用香蕉皮處理含鉻廢水的方法為
步驟一、取一定量粒徑為0. 1-0. 5cm的香蕉皮粉，用去離子水洗滌2次后送入105°C 的烘干箱內(nèi)，烘干，冷卻至室溫，備用；
步驟二、取5-20g步驟一中烘干后的香蕉皮粉和50-200mL濃度為21的固化液(固化液成分為海藻酸鈉，明膠，殼聚糖中一種或多種)混合均勻，形成混合液，后將混合液加入 50-200mL濃度為0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后將混合物制成2—5mm 的顆粒，備用；
步驟三、將步驟二中粒徑為2 — 5mm的混合物顆粒全部加入50_200mL濃度為0. lmol/L 的Cacl2溶液中，靜置12小時(shí)，后取出，用去離子水洗滌2次，過(guò)濾，干燥，制得還原吸附劑，
步驟四、將步驟三中制得的還原吸附劑和含鉻廢水混合均勻(廢水中六價(jià)鉻與還原吸附劑的質(zhì)量比為1 :200)，調(diào)節(jié)pH值至4，后在溫度為25°C，攪拌轉(zhuǎn)速為200— 250轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，反應(yīng)4一6小時(shí)，備用；
步驟五、將步驟四反應(yīng)后的廢水送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下離心10 分鐘。其上清液中六價(jià)鉻離子和總鉻離子濃度均已降至國(guó)標(biāo)下(《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB8978-1996規(guī)定排水中Cr (VI) <0. 5 mg/L且總Cr<l. 5 mg/L)，得到含有三價(jià)鉻的沉淀物，
步驟六、取步驟五中得到的全部沉淀物和50-200mL濃度為lmol/L的鹽酸混合均勻，后送入振蕩器內(nèi)，在50—100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，解吸4一6小時(shí)，后將含有三價(jià)鉻的解吸混合液送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，分離，得到三價(jià)鉻離子的溶液和廢還原吸附劑。以下通過(guò)三個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明 實(shí)施例一
步驟一、取一定量粒徑為0. Icm的香蕉皮粉，然后用去離子水洗滌2次后送入105°C的烘干箱內(nèi)，烘干，冷卻至室溫，備用；
步驟二、取5g步驟一中烘干后的香蕉皮粉和50mL濃度為洲的固化液(明膠和殼聚糖)， 混合均勻，形成混合液，后將混合液加入50mL濃度為0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻， 形成混合物，后將混合物制成2mm的顆粒，備用；
步驟三、將步驟二中粒徑為2mm的混合物顆粒全部加入50mL濃度為0. lmol/L的Cacl2 溶液中，靜置12小時(shí)，后取出，用去離子水洗滌2次，過(guò)濾，干燥，制得還原吸附劑，備用；
步驟四、取5g步驟三制得的還原吸附劑與500mL濃度為50mg/L含鉻廢水混合均勻，調(diào)節(jié)PH值至4，后在溫度為25°C，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，反應(yīng)4小時(shí)。在還原吸附劑的作用下，廢水中的六價(jià)鉻被還原為三價(jià)鉻，然后三價(jià)鉻被其吸附；
步驟五、將步驟四反應(yīng)后的廢水送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘， 對(duì)上清液進(jìn)行鉻含量檢測(cè)，測(cè)得廢水中六價(jià)鉻的含量為0. 38mg/L,總鉻含量為1. 41mg/L均已降至國(guó)標(biāo)下，得到含有三價(jià)鉻的沉淀物，備用；
步驟六、取步驟五中得到的全部沉淀物和50mL濃度為lmol/L的鹽酸混合均勻，后送入振蕩器內(nèi)，以50轉(zhuǎn)/分鐘，解吸4小時(shí)(三價(jià)鉻的解吸率測(cè)得為84%)，后將含有三價(jià)鉻的解吸混合液送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，分離，得到三價(jià)鉻離子的溶液和廢還原吸附劑，三價(jià)鉻離子的溶液(主要為CrCl3 ·6Η20)可用作生產(chǎn)鉻鹽或制造含鉻顏料等用途，而廢還原吸附劑可作為一般廢物進(jìn)行處理處置。實(shí)施例二
步驟一、取一定量粒徑為0. 3cm的香蕉皮粉，然后用去離子水洗滌2次后送入105°C的烘干箱內(nèi)，烘干，冷卻至室溫，備用；
步驟二、取IOg步驟一中烘干后的香蕉皮粉和IOOmL濃度為m的固化液(明膠和海藻酸鈉)，混合均勻，形成混合液，后將混合液加入IOOmL濃度為0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后將混合物制成4mm的顆粒，備用；
步驟三、將步驟二中粒徑為4mm的混合物顆粒全部加入IOOmL濃度為0. lmol/L的 Cacl2溶液中，靜置12小時(shí)，后取出，用去離子水洗滌2次，過(guò)濾，干燥，制得還原吸附劑，備用；
步驟四、取IOg步驟3制得的還原吸附劑與500mL濃度為100mg/L含鉻廢水混合均勻， 調(diào)節(jié)PH值至4，后在溫度為25°C，轉(zhuǎn)速為230轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，反應(yīng)5小時(shí)。在還原吸附劑的作用下，廢水中的六價(jià)鉻被還原為三價(jià)鉻，然后三價(jià)鉻被其吸附；
步驟五、將步驟四反應(yīng)后的廢水送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘， 對(duì)上清液進(jìn)行鉻含量檢測(cè)，測(cè)得廢水中六價(jià)鉻的含量為0. 3aiig/L，總鉻含量為1. ^mg/L均已降至國(guó)標(biāo)下，得到含有三價(jià)鉻的沉淀物，備用；
步驟六、取步驟五中得到的全部沉淀物和IOOmL濃度為lmol/L的鹽酸混合均勻，后送入振蕩器內(nèi)，以80轉(zhuǎn)/分鐘，解吸5小時(shí)(三價(jià)鉻的解吸率測(cè)得為88%)，后將含有三價(jià)鉻的解吸混合液送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，分離，得到三價(jià)鉻離子的溶液和廢還原吸附劑，三價(jià)鉻離子的溶液(主要為CrCl3 ·6Η20)可用作生產(chǎn)鉻鹽或制造含鉻顏料等用途，而廢還原吸附劑可作為一般廢物進(jìn)行處理處置。
實(shí)施例三
步驟一、取一定量粒徑為0. 5cm的香蕉皮粉，然后用去離子水洗滌2次后送入105°C的烘干箱內(nèi)，烘干，冷卻至室溫，備用；
步驟二、取20g步驟一中烘干后的香蕉皮粉和200mL濃度為21的固化液(海藻酸鈉和殼聚糖)，混合均勻，形成混合液，后將混合液加入200mL濃度為0. lmol/L的Cacl2溶液中， 混合均勻，形成混合物，后將混合物制成5mm的顆粒，備用；
步驟三、將步驟二中粒徑為5mm的混合物顆粒全部加入200mL濃度為0. lmol/L的 Cacl2溶液中，靜置12小時(shí)，后取出，用去離子水洗滌2次，過(guò)濾，干燥，制得還原吸附劑，備用；
步驟四、取20g步驟3制得的還原吸附劑與500mL濃度為200mg/L含鉻廢水混合均勻， 調(diào)節(jié)PH值至4，后在溫度為25°C，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，反應(yīng)6小時(shí)。在還原吸附劑的作用下，廢水中的六價(jià)鉻被還原為三價(jià)鉻，然后三價(jià)鉻被其吸附；
步驟五、將步驟四反應(yīng)后的廢水送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘， 對(duì)上清液進(jìn)行鉻含量檢測(cè)，測(cè)得廢水中六價(jià)鉻的含量為0. 25mg/L，總鉻含量為1. 14 mg/L 均已降至國(guó)標(biāo)下，得到含有三價(jià)鉻的沉淀物，備用；
步驟六、取步驟五中得到的全部沉淀物和200mL濃度為lmol/L的鹽酸混合均勻，后送入振蕩器內(nèi)，以100轉(zhuǎn)/分鐘，解吸6小時(shí)(三價(jià)鉻的解吸率測(cè)得為92%)，后將含有三價(jià)鉻的解吸混合液送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，分離，得到三價(jià)鉻離子的溶液和廢還原吸附劑，三價(jià)鉻離子的溶液(主要為CrCl3 ·6Η20)可用作生產(chǎn)鉻鹽或制造含鉻顏料等用途，而廢還原吸附劑可作為一般廢物進(jìn)行處理處置。
權(quán)利要求
1.利用香蕉皮處理含鉻廢水的方法，其特征在于步驟一、取粒徑為0. 1-0. 5cm的香蕉皮粉，用去離子水洗滌2次后送入105°C的烘干箱內(nèi)，烘干，冷卻至室溫，備用；步驟二、取5-20g步驟一中烘干后的香蕉皮粉和50-200mL濃度為21的固化液混合均勻，形成混合液，后將混合液加入50-200mL濃度為0. Imo 1/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后將混合物制成2—5mm的顆粒，備用；步驟三、將步驟二中粒徑為2 — 5mm的混合物顆粒全部加入50_200mL濃度為0. lmol/L 的Cacl2溶液中，靜置12小時(shí)，后取出，用去離子水洗滌2次，過(guò)濾，干燥，制得還原吸附劑，步驟四、將步驟三中制得的還原吸附劑和含鉻廢水混合均勻，其中廢水中六價(jià)鉻與還原吸附劑的質(zhì)量比為1 :200，調(diào)節(jié)pH值至4，后在溫度為25°C，攪拌轉(zhuǎn)速為200— 250轉(zhuǎn)/ 分鐘的條件下，反應(yīng)4一6小時(shí)，備用；步驟五、將步驟四反應(yīng)后的廢水送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下離心10分鐘；離心后的上清液中六價(jià)鉻離子濃度<0.5 mg/L，總鉻離子濃度<1.5 mg/L，離心后含有三價(jià)鉻的沉淀物，備用；步驟六、取步驟五中得到的全部沉淀物和50-200mL濃度為lmol/L的鹽酸混合均勻，后送入振蕩器內(nèi)，在50—100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，解吸4一6小時(shí)，后將含有三價(jià)鉻的解吸混合液送入離心機(jī)內(nèi)，以1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心10分鐘，分離，得到三價(jià)鉻離子的溶液和廢還原吸附劑。
2.如權(quán)利要求1所述的利用香蕉皮處理含鉻廢水的方法，其特征在于步驟二中的固化液成分為海藻酸鈉、明膠、殼聚糖中一種或多種。
全文摘要
利用香蕉皮處理含鉻廢水的方法，香蕉皮粉洗滌烘干后與固化液混合，加入Cacl2溶液形成混合物，制成顆粒；顆粒加入Cacl2溶液中，靜置12小時(shí)，取出洗滌2次，過(guò)濾干燥，制得的還原吸附劑與含鉻廢水混合均勻，其中廢水中六價(jià)鉻與還原吸附劑的質(zhì)量比為1200，調(diào)節(jié)pH值至4，反應(yīng)4—6小時(shí)；反應(yīng)后的廢水送入離心機(jī)；離心后的上清液中六價(jià)鉻離子濃度<0.5mg/L，總鉻離子濃度<1.5mg/L，離心后沉淀物和鹽酸混合均勻送入振蕩器內(nèi)，解吸4—6小時(shí)，解吸混合液送入離心機(jī)內(nèi)，分離得到三價(jià)鉻離子的溶液和廢還原吸附劑。具有成本低廉、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，能回收三價(jià)鉻，二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102531142SQ20121000963
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者劉亞納, 周鳴, 朱書(shū)法, 朱青菊, 湯紅妍, 許景明 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)