本發(fā)明涉及含有鉻的水的處理方法。
背景技術：
將含有金屬元素的水排出到工廠等外時，需要用某些方法除去殘留的該金屬元素。作為從水中除去金屬元素的方法有凝集沉淀法、離子交換法、由活性碳等吸附劑吸附的吸附法、電吸附法、磁吸附法等，作為一般的方法，多使用采用了中和劑的凝集沉淀法。
具體而言，作為凝集沉淀法采用的方法是，對作為處理對象的水添加中和劑，使ph上升，從而使金屬以氫氧化物的形式固體化后，通過過濾等操作分離固體和液體，將液體排出到工廠外，固體在廢料場等處理。作為用于凝集沉淀法的中和劑，一般使用石灰石、消石灰等廉價的鈣系中和劑。
然而，在處理含有金屬元素鉻(cr)的水的時候，上述的凝集沉淀方法不能充分高效且有效地分離鉻。
具體而言，當要將鉻有效地以氫氧化物的形式固定時，需要一度將該鉻從六價鉻還原成三價鉻再進行反應，為此需要使用還原劑進行還原處理，使用還原劑會導致耗費成本。
由此，需要尋求廉價地處理含有鉻的水的方法。
例如，專利文獻1公開了一種含鉻廢水的處理方法，該方法具有：還原工序，所述還原工序在含有六價鉻的水中添加亞鐵離子將六價鉻還原成三價鉻，不溶化工序，所述不溶化工序在該還原工序的流出水中添加堿使在還原工序中生成的三價鉻成為不溶性的氫氧化物，污泥分離工序，所述污泥分離工序從該不溶化工序的流出水中分離不溶性的氫氧化物；其中，將在污泥分離工序中被分離的部分污泥導入還原工序。
然而，在該專利文獻1中記載的技術，為了將六價鉻還原成三價鉻，需要專門準備還原劑，會耗費高昂的處理成本。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平7-80478號公報。
技術實現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的問題
本發(fā)明是鑒于上述的事實而提出的，目的是提供一種含鉻水的處理方法，能夠以低成本處理含有鉻的水(含鉻水)。
解決問題的技術方案
本發(fā)明的發(fā)明人等為了解決上述課題進行了反復地潛心研究。其結果是，發(fā)現(xiàn)了能夠通過采用從各種工廠、車間等的工藝中排出的濃度低的硫化氫還原作為處理對象的水中含有的鉻從而以低成本有效地處理，最終完成了本發(fā)明。即本發(fā)明提供以下的內容。
(1)第一發(fā)明是一種含鉻水的處理方法，其特征在于，該方法具有：還原工序，所述還原工序混合含有鉻的水和含有5ppm～50ppm的硫化氫的液體，通過添加酸調整至ph為3.5以下以及orp為200mv～400mv，還原該水中含有的鉻；沉淀分離工序，所述沉淀分離工序通過在經(jīng)過所述還原工序得到的溶液中添加中和劑，將ph調整至8～9，從而使該溶液中含有的被還原的鉻以氫氧化物的形式沉淀，分離該氫氧化物沉淀。
(2)本發(fā)明的第二發(fā)明是如第一發(fā)明所述的含鉻水的處理方法，其特征在于，所述酸為硫酸。
(3)本發(fā)明的第三發(fā)明是如第一或者第二的發(fā)明所述的含鉻水的處理方法，其特征在于，所述中和劑為氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣中的任一種以上。
(4)本發(fā)明的第四發(fā)明是如第一至第三發(fā)明中任一項所述的含鉻水的處理方法，其特征在于，在所述還原工序中，使三價的鐵化合物共存于含有所述鉻的水和含有所述硫化氫的液體的混合溶液。
(5)本發(fā)明的第五發(fā)明是如第四發(fā)明所述的含鉻水的處理方法，其特征在于，所述三價的鐵化合物為氫氧化鐵。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠以低成本有效地處理含有鉻的水。
附圖說明
圖1是表示運行含鉻水的處理方法的反應槽的一個示例的模式圖，(a)是進行還原工序中的處理的反應槽的模式圖，(b)是進行沉淀分離工序中的處理的反應槽的模式圖。
具體實施方式
以下，針對本發(fā)明的具體的實施方式(以下稱為“本實施的方式”)，參照附圖來詳細地說明。需要說明的是，本發(fā)明不受以下的實施方式的限定，并且在不改變本發(fā)明的主旨的范圍內可以有各種變形。
本實施方式的含有鉻的水(以下也稱為“含鉻水”)的處理方法，具有：還原工序，所述還原工序還原水中含有的鉻；沉淀分離工序，所述沉淀分離工序在經(jīng)過該還原工序得到的溶液中添加中和劑，生成鉻的氫氧化物沉淀，進行分離。
＜還原工序＞
在還原工序中，還原水處理對象含有的鉻。更具體而言，在該還原工序中，混合含鉻水和含有5ppm～50ppm的硫化氫液體，添加酸調整ph至3.5以下，并且調整氧化還原電位(orp)至200mv～400mv，還原水中的鉻。
圖1是運行含鉻水的處理方法的反應槽的一個示例的模式圖。首先，在還原工序中，如圖1(a)所示，在期望的容量的反應槽1a內裝入作為處理對象的含鉻水11和含有5ppm～50ppm的硫化氫的液體12，進行混合，將該含鉻水11中含有的六價的鉻還原成三價的鉻。
此外，在還原工序中的還原處理，優(yōu)選在反應槽1a中設置具有攪拌葉片2a的攪拌裝置2，一邊攪拌一邊進行。另外，如圖1(a)所示，例如還可以通過風機3攪拌混合溶液以使反應效率提高。
在本實施方式的含鉻水的處理方法中，其特征在于，在這樣的還原工序中，為了還原含鉻水11中含有的鉻，使用含有5ppm～50ppm濃度的硫化氫液體12。
在還原鉻時，如果專門準備并使用一般的還原劑，會產(chǎn)生高額的處理成本費。另一方面，從各種工廠、車間等的工藝會排出濃度低的硫化氫。本發(fā)明的發(fā)明人研究了是否能將從這種工廠等排出的硫化氫靈活運用于鉻的還原處理。其結果是，發(fā)現(xiàn)了作為工廠、車間等的工藝水，只要是含有5ppm～50ppm濃度范圍內的硫化氫液體，就能夠以低成本將作為處理對象的水中含有的鉻高效且有效地還原。
由此，在本實施方式的含鉻水的處理方法中，通過采用含有從工廠、車間等的工藝排出的規(guī)定濃度的硫化氫的液體12即工藝水還原鉻，從而能夠不用準備新的還原劑，而以低成本實施還原處理。
另外，含有所謂5ppm～50ppm濃度的硫化氫的液體(工藝水)12，由于該硫化氫濃度低，例如不能作為硫化劑等的使用用途使用。因此，以往對從工廠等排出的該工藝水，需要實施將所述硫化氫固化為硫的無害化處理。不過該無害化處理也會產(chǎn)生成本費。相對而言，在本實施方式中，由于該工藝水12是為了還原在含鉻水11的處理中的鉻而使用，所以不需要進行以往的針對工藝水的無害化處理，能夠有效地減少該處理所需要成本費。
對于硫化氫的濃度，當濃度小于5ppm時，由于濃度過低所以不能充分地進行還原反應。另一方面，當硫化氫的濃度超過50ppm，例如就有可能作為硫化劑等的主要的使用用途來使用。
另外，如果采用含有硫化氫的氣體而不是液體，就不能在反應槽1a內與含鉻水11混合時充分有效地混合，導致還原效率下降。因此，使用含有5ppm～50ppm的硫化氫液體12來與含鉻水12混合。另外，也可以使用含有硫化氫的氣體，以吹入液體的方式以便將其調整成含有5ppm～50ppm硫化氫濃度的液體來使用。
在還原工序中，將含鉻水11和含有硫化氫的液體12的混合溶液的ph調整至3.5以下，將orp調整至200mv～400mv，使還原反應發(fā)生。
如圖1所示，通過添加酸13進行混合溶液ph的調整。具體而言，作為酸，不受特別的限定，例如能夠采用硫酸、鹽酸、硝酸等來進行，特別優(yōu)選采用硫酸。一般在各種工廠、車間中使用硫酸，不進行儲存設備等的新投資就能夠使用。
對于混合溶液的ph，如果ph大于3.5，還原反應就不能高效地進行。因此，通過在混合溶液添加酸調整ph至3.5以下，實施還原處理，更優(yōu)選為調整至3.0以下。此外，作為ph的上限值，不受特別的限定，從使酸的使用量在合適的范圍的觀點出發(fā)，優(yōu)選為1.0以上。
混合溶液的orp的調整通過增減在反應槽內添加混合的含鉻水11的量和硫化氫的量(含有硫化氫的液體12的量)而進行。
對于混合溶液的orp，如果orp小于200mv，就需要大量的硫化氫，很難進行有效的處理。另一方面，如果orp超過400mv，就會導致被還原的鉻的氧化。因此，將orp調整至200mv～400mv，實施還原處理，更優(yōu)選為調整至250mv～350mv。
在此，在還原工序中，在混合含鉻水11和含有5ppm～50ppm的硫化氫的液體12時，優(yōu)選添加三價的鐵化合物14使其共存。當在單獨的一個反應槽1a中混合含鉻水11和含有5ppm～50ppm的硫化氫的液體12的情況下，有時含有該硫化氫的液體12中所含有的硫化氫的量，比鉻的還原所需要的硫化氫的量多。特別地，在本實施方式中，如上所述，由于是將從工廠、車間等排出的工藝水即含有5ppm～50ppm的硫化氫的液體12用于鉻的還原處理，所以相比于該鉻的還原所需要的硫化氫的量，工藝水12中所含有的硫化氫的量實際上更多。在這樣的情況下，通過使三價的鐵化合物14在混合溶液中共存，能夠有效地無害化處理在反應槽1a的混合溶液中剩余的硫化氫。
作為三價的鐵化合物14，不受特別的限定。優(yōu)選為氫氧化鐵(fe(oh)3)。例如作為處理對象的水中含有鐵成分的情況下，在本實施方式中能夠容易地得到作為凝集沉淀處理后得到的沉淀物的氫氧化鐵，能夠以進一步更低的成本處理含鉻水11。
作為三價的鐵化合物14的添加量，不受特別地限定，能夠過量添加。另外，對于添加的時機也沒有特別地限定，例如能夠在添加含鉻水11、含有硫化氫的液體12，使還原反應發(fā)生后添加。
還原工序中的處理結束后，通過排出泵4回收通過還原處理所得到的溶液(含鉻溶液)11’，輸送至實施后續(xù)工序的沉淀分離工序處理的反應槽1b。另外，在還原反應中產(chǎn)生的氣體(收集氣體)15通過連接于洗滌器的收集管線5被回收。
＜沉淀分離工序＞
在沉淀分離工序中，在經(jīng)過還原工序得到的溶液中添加中和劑使鉻的氫氧化物沉淀生成，進行分離。更具體而言，在該沉淀分離工序中，通過在還原處理后的溶液中添加中和劑，將ph調整至8～9，從而使被還原的鉻凝集以氫氧化物的形式沉淀，進行分離。
圖1(b)是表示進行沉淀分離工序中的處理的反應槽的一個示例的模式圖。如圖1(b)所示，在沉淀分離工序中在期望的容量的反應槽1b中裝入從用于還原工序中的處理的反應槽1a輸送的含鉻溶液11’，通過對該含鉻溶液11’添加中和劑16，從而調整溶液的ph至8～9。由此，能夠使溶液中被還原的鉻以氫氧化物的形式凝集為沉淀物，得到除去了鉻的處理后液20。
此外，在圖1(b)的模式圖中，對與圖1(a)相同的裝置構造添附相同的符號進行說明。在該沉淀分離工序中，例如也優(yōu)選在反應槽1b中設置具有攪拌葉片2a的攪拌裝置2，一邊攪拌一邊進行處理。另外，如圖1(b)所示，例如也可以通過風機3攪拌溶液以便提高反應效率。
作為中和劑16，不受特別的限定，優(yōu)選氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣中的任一種以上。這些中和劑16由于價格低且容易獲得，所以特別優(yōu)選。
關于溶液的ph，當ph低于8時，就不能有效地生成鉻的氫氧化物。另一方面，如果ph超過9，因為增加添加的中和劑16的量，所以不優(yōu)選。
沉淀分離工序的處理結束后，通過固液分離操作，從而分離鉻的氫氧化物沉淀和除去鉻的溶液(處理后液)20，僅回收該處理后液20。此外，處理后液20的回收，例如能夠通過排出泵4進行。
實施例
以下，給出實施例及比較例來更具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不受以下的實施例的任何限定。
[實施例1]
首先，作為還原工序，將含有0.39mg/l濃度的鉻的水250m3/hr和含有5ppm濃度的硫化氫的液體10m3/hr裝入反應槽內，進行混合，在調整orp至200mv～400mv的同時，添加硫酸調整混合溶液的ph至2.71，實施還原處理。此外，在混合溶液中，同時添加氫氧化鐵作為三價的鐵化合物。
接著，作為沉淀分離工序，在通過還原處理所得到的溶液中添加作為中和劑的碳酸鈣和氫氧化鈣使ph為8.5，將被還原的鉻以氫氧化物的沉淀的形式分離。
通過這種方法處理含鉻水的結果是，水中的鉻濃度從0.39mg/l成為了0.02mg/l，能夠有效地減少鉻。
[實施例2]
除了使混合的含有硫化氫的液體中硫化氫的濃度為50ppm以外，與實施例1同樣地操作來處理含鉻水。
其結果是，水中的鉻濃度從0.39mg/l成為0.01mg/l，能夠有效地使鉻減少。
[比較例1]
在鉻濃度為0.39mg/l的水250m3/hr中，添加碳酸鈣和氫氧化鈣作為中和劑，使ph為8.5，將水中的鉻以氫氧化物的形式沉淀分離。
通過這種處理方法，即僅僅添加中和劑的處理而得到的水中的鉻濃度成為0.38mg/l，略微減少。
附圖標記說明
1a，1b反應槽；
2攪拌裝置；
11含鉻水；
11’含鉻溶液；
12含有硫化氫的液體(工藝水)；
13酸；
14三價的鐵化合物；
15收集氣體；
16中和劑；
20處理后液。