一種含六價(jià)鉻離子工業(yè)廢水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行無害化處理的含六價(jià)鉻離子工業(yè)廢水的處理方法。它克服了目前含六價(jià)鉻離子廢水處理方法成本高、易造成二次污染的不足。其技術(shù)方案是，以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O為原料，以氨水為沉淀劑，快速攪拌后，高溫陳化，洗滌、烘干制得磁性固體顆粒；配制聚丙烯酰胺絮凝劑溶液，將磁性固體顆粒放入配制的絮凝劑溶液中，高速攪拌后，在外加磁場下使磁性固體顆?？焖俪两?，將沉淀烘干后制得改性磁性顆粒；將改性磁性顆粒加入含六價(jià)鉻離子廢水中，用酸調(diào)節(jié)pH為6，攪拌分離后，上層為脫鉻清液；下層改性磁性顆粒加入堿液，攪拌后分離，改性磁性顆粒重復(fù)使用。本方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，無二次污染，沉降速度快，可回收六價(jià)鉻及改性磁性顆粒。
【專利說明】一種含六價(jià)鉻離子工業(yè)廢水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電鍍、鞣革、顏料、油漆、合金、印染及印刷行業(yè)中，對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行無害化處理的含六價(jià)鉻離子工業(yè)廢水的處理方法。
技術(shù)背景
[0002]重金屬鉻及其化合物廣泛應(yīng)用于電鍍、鞣革、顏料、油漆、合金、印染及印刷等行業(yè)。工業(yè)廢水中，鉻主要以Cr (VI)的形態(tài)存在，是一種強(qiáng)氧化劑，具有強(qiáng)致癌變、畸變和致突變作用，對(duì)生物體傷害較大，是美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)認(rèn)定的17種對(duì)人體危害最大的化學(xué)品之一。目前處理含六價(jià)鉻廢水的方法很多，如化學(xué)還原沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法等，在所有除六價(jià)鉻的方法工藝中，吸附法因其材料便宜易得、成本低、去除效果好等優(yōu)點(diǎn)而一直受到人們青睞。最初人們通常采用活性炭做吸附劑吸附六價(jià)鉻，如Lotfi和Richard用杉木為原料，用KOH活化得到的活性炭處理含六價(jià)鉻污水，在適當(dāng)條件下六價(jià)鉻去除量可達(dá)到315π^Ρ。胡中華等研究了活性炭孔徑對(duì)六價(jià)鉻的吸附性能的影響，將中孔和微孔椰殼活性炭進(jìn)行比較，結(jié)果表明中孔的吸附效果比微孔好且再生能力也比微孔好?；钚蕴繉?duì)六價(jià)鉻吸附效果較好，但因價(jià)格較貴且不易分離沉降，其應(yīng)用受到限制。
[0003]隨著吸附材料的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)高分子絮凝劑具有較高的吸附性能。高分子絮凝劑是一種水溶性高分子化合物，活性基團(tuán)多可吸附多種物質(zhì)，通過架橋作用，使分散于液相中的雜質(zhì)微粒凝集、沉降。L.Dupont和E.Guillon從麥麩中提取出一種木質(zhì)素纖維素，并用其處理水中六價(jià)鉻，結(jié)果表明在酸性介質(zhì)中，其最大吸附量可達(dá)到35π^Ρ，說明木質(zhì)素纖維素處理水中六價(jià)鉻有一定效果。C.Raji和Τ.S.Anirudhan合成了一種聚丙烯酰胺接枝木屑，結(jié)果表明在適當(dāng)條件下，其對(duì)水中六價(jià)鉻的吸附效率可達(dá)到90 %。MayaR.Unnithan等制得一種胺改性聚丙烯酰胺接枝椰殼纖維吸附劑、E.S.Abdel-Halim和SalemS.Al-Deyab合成了一種交聯(lián)聚丙烯酰胺/瓜爾膠接枝共聚物，結(jié)果表明這兩種物質(zhì)對(duì)水中六價(jià)鉻都有較好的吸附效果。
[0004]為了加快沉降速率，人們開始尋找一種可以借助外力來加速沉降的吸附劑，如磁性單質(zhì)或磁性化合物。Marius Gheju研究了零價(jià)鐵對(duì)水中六價(jià)鉻的吸附，結(jié)果表明其對(duì)六價(jià)鉻具有一定的吸附效果。李森偉等研究了磁性鐵鎳氧化物對(duì)水中六價(jià)鉻的吸附，結(jié)果表明在適當(dāng)條件下，其吸附量可達(dá)SOmgg'并且當(dāng)有外加磁場作用時(shí)，能快速沉降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中處理含六價(jià)鉻離子廢水的方法成本高、易造成二次污染，特提供一種含六價(jià)鉻離子工業(yè)廢水的處理方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種含六價(jià)鉻離子工業(yè)廢水的處理方法，采用下述四個(gè)步驟:
[0007]步驟一:制備磁性固體顆粒:本發(fā)明采用化學(xué)共沉淀法，稱取5.40gFeCl3.6H20和
2.78gFeS04.7H20, Fe3+鹽與Fe2+鹽質(zhì)量比為2.2-1.8取量，倒入盛有200mL蒸餾水的燒杯中不斷攪拌使其完全溶解。將上述燒杯放入30°C水浴鍋中，在攪拌下，向其中加入質(zhì)量百分濃度為3 %的氨水，調(diào)節(jié)pH為10。反應(yīng)過程中應(yīng)不斷加入氨水，維持pH為10。反應(yīng)0.5h后停止攪拌，再將燒杯放入90°C水浴鍋中陳化3h，待反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，用多功能磁分離器分離出磁性固體顆粒，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，再用酒精洗滌三次，放入烘箱烘干，制得磁性固體顆粒。
[0008]步驟二:制備改性磁性顆粒:配置濃度為lOOmgL—1的聚丙烯酰胺溶液，稱取1.0g上步制備好的磁性固體顆粒加入到聚丙烯酰胺溶液中，在室溫、轉(zhuǎn)速為lOOOr/min下攪拌
0.5h后，在多功能磁分離器的磁場作用下使磁性固體顆?？焖俪两?，倒掉上層清液，沉淀放入烘箱烘干，得到改性磁性顆粒。
[0009]步驟三:含六價(jià)鉻離子廢水的處理:稱取0.14g重鉻酸鉀倒入盛有IOOmL水的燒杯中攪拌溶解，再倒入500mL容量瓶中加水至刻度，振蕩后配制成濃度為28011^171的重鉻酸鉀溶液。取配好的重鉻酸鉀溶液IOOmL加入到上步制得的改性磁性顆粒中，用濃H2SO4調(diào)節(jié)體系pH至6，不斷攪拌0.5h后，放在多功能磁分離器上在磁場作用下分離得到上層清液和下層含鉻改性磁性顆粒。
[0010]步驟四:六價(jià)鉻離子的回收:在燒杯中放入上步得到的含鉻改性磁性顆粒，再加入IOOmL濃度為0.1M的NaOH溶液或KOH溶液，不斷攪拌IOmin后，將燒杯放在多功能磁分離器上，在磁場作用下固液分離，六價(jià)鉻離子進(jìn)入溶液進(jìn)行回收，改性磁性顆?；厥蘸笾貜?fù)使用。
[0011]本處理方法第一步制得的磁性固體顆粒，其成分是Fe304、Fe203的磁性化合物形成的組合物。第二步所用的 高分子絮凝劑溶液是用聚丙烯酰胺制得的絮凝劑溶液。第四步所用堿液是NaOH溶液、KOH溶液中的一種。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下有益效果:(1)本處理方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，用高分子絮凝劑和磁性化合物處理含鉻廢水并進(jìn)行回收，無二次污染；(2)用多功能磁分離器，在磁場作用下進(jìn)行沉降分離，沉降速度快；(3)用堿液處理含鉻改性磁性顆粒，既回收了六價(jià)鉻離子，又得到了改性磁性顆粒，可重復(fù)利用。
【具體實(shí)施方式】
[0013]通過以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0014]實(shí)施例1:采用化學(xué)共沉淀法，稱取5.40gFeCl3.6H20和2.78gFeS04.7H20,按Fe3+鹽與Fe2+鹽質(zhì)量比為2.2-1.8取量，倒入盛有200mL蒸餾水的燒杯中不斷攪拌使其完全溶解。將上述燒杯放入30°C水浴鍋中，在攪拌下，向其中加入質(zhì)量百分濃度為3 %的氨水，調(diào)節(jié)pH為10。反應(yīng)過程中應(yīng)不斷加入氨水，維持pH為10。反應(yīng)0.5h后停止攪拌，再將燒杯放入90°C水浴鍋中陳化3h，待反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，用多功能磁分離器分離出磁性固體顆粒，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，再用酒精洗滌三次，放入烘箱烘干，制得磁性固體顆粒。配置濃度為lOOmgL—1的聚丙烯酰胺溶液，稱取1.0g上步制備好的磁性固體顆粒加入到聚丙烯酰胺溶液中，在室溫、轉(zhuǎn)速為lOOOr/min下攪拌0.5h后，在多功能磁分離器的磁場作用下使磁性固體顆?？焖俪两?，倒掉上層清液，沉淀放入烘箱烘干，得到改性磁性顆粒。稱取
0.14g重鉻酸鉀倒入盛有IOOmL水的燒杯中攪拌溶解，再倒入500mL容量瓶中加水至刻度，振蕩后配制成濃度為28011^171的重鉻酸鉀溶液。取配好的重鉻酸鉀溶液IOOmL加入到上步制得的改性磁性顆粒中，用濃H2SO4調(diào)節(jié)體系pH至6，不斷攪拌0.5h后，放在多功能磁分離器上在磁場作用下分離得到上層清液和下層含鉻改性磁性顆粒。其六價(jià)鉻的去除率為87.3%。在燒杯中放入上步得到的含鉻改性磁性顆粒,再加入1OOmL濃度為0.1M的NaOH溶液，不斷攪拌1Omin后，將燒杯放在多功能磁分離器上，在磁場作用下固液分離，六價(jià)鉻離子進(jìn)入溶液進(jìn)行回收，改性磁性顆粒回收后重復(fù)使用。
[0015]對(duì)照例1:準(zhǔn)確稱取0.14g重鉻酸鉀溶于少量水中攪拌溶解，再倒入250mL容量瓶中定容，配得六價(jià)鉻質(zhì)量濃度為560mgL-1的重鉻酸鉀溶液，其他步驟和條件與實(shí)施例1完全相同，結(jié)果是相比實(shí)施例1，對(duì)照例1的六價(jià)鉻除去率為94.8 %。
[0016]實(shí)施例2:采用化學(xué)共沉淀法，稱取5.29gFeCl3.6H20和2.65gFeS04.7H20,按Fe3+鹽與Fe2+鹽質(zhì)量比為2.2-1.8取量，倒入盛有200mL蒸餾水的燒杯中不斷攪拌使其完全溶解。將上述燒杯放入30°C水浴鍋中，在攪拌下，向其中加入質(zhì)量百分濃度為3 %的氨水，調(diào)節(jié)pH為10。反應(yīng)過程中應(yīng)不斷加入氨水，維持pH為10。反應(yīng)0.5h后停止攪拌，再將燒杯放入90°C水浴鍋中陳化3h，待反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，用多功能磁分離器分離出磁性固體顆粒，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，再用酒精洗滌三次，放入烘箱烘干，制得磁性固體顆粒。配置濃度為lOOmgL—1的聚丙烯酰胺溶液，稱取1.0g上步制備好的磁性固體顆粒加入到聚丙烯酰胺溶液中，在室溫下、轉(zhuǎn)速為1000r/min下攪拌0.5h后,在多功能磁分離器的磁場作用下使磁性固體顆粒快速沉降，倒掉上層清液，沉淀放入烘箱烘干，得到改性磁性顆粒。稱取
0.14g重鉻酸鉀倒入盛有1OOmL水的燒杯中攪拌溶解，再倒入500mL容量瓶中加水至刻度，振蕩后配制成濃度為280mgL-1的重鉻酸鉀溶液。取配好的重鉻酸鉀溶液1OOmL加入到上步制得的改性磁性顆粒中，用濃H2SO4調(diào)節(jié)體系pH至6，不斷攪拌0.5h后，放在多功能磁分離器上在磁場作用下分離得到上層清液和下層含鉻改性磁性顆粒。其六價(jià)鉻的去除率為85.9%。在燒杯中放入上步得到的含鉻改性磁性顆粒,再加入1OOmL濃度為0.1M的KOH溶液，不斷攪拌1Omin后，將燒杯放在多功能磁分離器上，在磁場作用下固液分離，六價(jià)鉻離子進(jìn)入溶液進(jìn)行回收，改性磁性顆?；厥蘸笾貜?fù)使用。
[0017]對(duì)照例2:其他步驟和條件與實(shí)施例2完全相同，對(duì)照例2是取配好的濃度為280mgr1重鉻酸鉀溶液1OOmL加入到制得的改性磁性顆粒中，用濃H2SO4調(diào)節(jié)體系pH至4。結(jié)果是相比實(shí)施例2，對(duì)照例2的六價(jià)鉻除去率為92.6 %。
【權(quán)利要求】
1.一種含六價(jià)鉻離子工業(yè)廢水的處理方法，其特征在于:先制備磁性固體顆粒:稱取5.40gFeCl3.6H20 和 2.78gFeS04.7H20,按 Fe3+ 鹽與 Fe2+ 鹽質(zhì)量比為 2.2-1.8 取量，倒入盛有200mL蒸餾水的燒杯中，不斷攪拌使其完全溶解，將上述燒杯放入溫度為30°C的水浴鍋中，在攪拌下加入質(zhì)量百分濃度為3 %的氨水，調(diào)節(jié)pH至10，反應(yīng)過程中不斷加入氨水，維持pH為10，反應(yīng)0.5h后停止攪拌，再將燒杯放入溫度為90°C的水浴鍋中陳化3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，放在多功能磁分離器上，在磁場作用下分離出磁性固體顆粒，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，再用酒精洗滌三次，放入烘箱烘干，制得磁性固體顆粒；然后制備改性磁性顆粒:配制濃度為lOOmgL—1的聚丙烯酰胺溶液，稱取1.0g上步制得的磁性固體顆粒加入到聚丙烯酰胺溶液中，在室溫、轉(zhuǎn)速為lOOOr/min下攪拌0.5h后，在多功能磁分離器的磁場作用下使磁性固體顆?？焖俪两?，倒掉上層清液，沉淀放入烘箱烘干，得到改性磁性顆粒；含六價(jià)鉻離子廢水的處理:稱取0.14g重鉻酸鉀倒入盛有IOOmL水的燒杯中攪拌溶解，再倒入500mL容量瓶中加水至刻度，振蕩后配制成濃度為28011^171的重鉻酸鉀溶液，取配好的重鉻酸鉀溶液IOOmL加入到上步制得的改性磁性顆粒中，用濃H2SO4調(diào)節(jié)體系pH至6，不斷攪拌0.5h后，放在多功能磁分離器上在磁場作用下分離得到上層清液和下層含鉻改性磁性顆粒；最后回收六價(jià)鉻離子:在燒杯中放入上步得到的含鉻改性磁性顆粒，再加入IOOmL濃度為 0.1M的NaOH溶液或KOH溶液，不斷攪拌IOmin后，將燒杯放在多功能磁分離器上，在磁場作用下固液分離，六價(jià)鉻離子進(jìn)入溶液進(jìn)行回收，改性磁性顆?；厥蘸笾貜?fù)使用。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK103663661SQ201310415257
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】蘭貴紅, 洪霞, 陳秀麗, 李雪松, 洪柳, 羅斌, 范強(qiáng) 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)