專利名稱：一種含六價(jià)鉻的廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水處理方法，特別是含六價(jià)鉻的廢水處理方法。
在電鍍、金屬表面酸洗處理、皮革加工、染色、彩色印刷、冶金、化工、制藥等工業(yè)廢水中會(huì)含六價(jià)鉻，同時(shí)，往往還含有銅、鎳、鉛、鋅、鏑，有時(shí)還有砷、汞等，其中六價(jià)鉻的處理比較復(fù)雜。因?yàn)榱鶅r(jià)鉻毒性很強(qiáng)，環(huán)保局對(duì)含六價(jià)鉻的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)很嚴(yán)格(0.5mg/l以下)，企業(yè)不得不投入大量資金安裝二級(jí)、三級(jí)處理設(shè)備，成本很高。
目前，常用的處理方法有亞硫酸法、鐵粉法和硫酸亞鐵吸附還原沉淀法。
亞硫酸法為用燒硫磺汽體通入含鉻廢水，使Cr6+→Cr3+，然后用石灰中和，使Cr3+等沉淀，除Cr6+率能達(dá)85%，但缺點(diǎn)是SO2氣體有毒，設(shè)備龐大，效率低，除渣量大，原水Cr6+含量不能太高。
鐵粉法是利用鉻酸根(Cr2O2-7、CrO2-4)的強(qiáng)氧化作用，使Fe0→Fe++→Fe+++，同時(shí)在鉻酸根離子中的六價(jià)鉻被還原成無(wú)毒的三價(jià)格，Cr6+→Cr3+。若鐵粉用量較大，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)(長(zhǎng)期擱置)時(shí)，可能把幾乎全部(近100%)的Cr6+還原成Cr3+，但由于用鐵粉太多，反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)(5小時(shí)以上)，渣量大，逐漸被陶汰。
硫酸亞鐵法是先把鐵粉化合成硫酸亞鐵(FeSO4)，用一定量的水加以稀釋，用NaOH中和，濾去80～90%水，用其沉渣處理含鉻廢水，使Cr6+→Cr3+，借助濾網(wǎng)和負(fù)壓抽水，得到接近中性清水，排放，沉渣處理。該法的缺點(diǎn)是硫酸亞鐵在水中的解離能力低、用量大、效率低，處理劑不能充分有效利用，由于處理劑預(yù)先中和，濾去水，這種中和后的處理劑易氧化，不能長(zhǎng)期保存。
本發(fā)明的目的是提供一種快速高效、簡(jiǎn)便易行地處理含六價(jià)鉻的廢水的方法。
以下百分比均為重量百分比。
本發(fā)明的方法為配制含2～90%鐵粉和/或鐵屑、1～97%的濃鹽酸(含HCl36%)和1～80%水的處理劑，該處理劑還可進(jìn)一步含0～3%的木炭粉，0～10%的爐灰渣、0～1%的鋅粉;使上述處理劑與含六價(jià)鉻的廢水混合并攪拌，然后向上述混合物中加入含41～55%氫氧化鈉和/或氫氧化鉀、41～55%的水、0～1%的聚丙烯酰胺和0～3%的7水氫氧化鋇(Ba(OH)2·7H2O)的凝集劑，并攪拌。
本發(fā)明的方法中廢水中Cr6+毫克數(shù)與處理劑的毫升數(shù)的比例優(yōu)選為10∶1。凝集劑優(yōu)選為含聚丙烯酰胺、氫氧化鋇、和氫氧化鈉和/或鉀的飽和水溶液。其用量?jī)?yōu)選為處理劑的1/2。
本發(fā)明方法中的處理劑為混濁液，可長(zhǎng)期存放，不變質(zhì)、不氧化、不失效。本發(fā)明的廢水處理過(guò)程的反應(yīng)式為
處理劑混濁液加入廢水中后攪拌，然后加入凝集劑，使水溶液保持中偏堿性(PH7～8)，3價(jià)鐵、3價(jià)鉻形成凝膠體，同時(shí)由于爐灰渣釋放的氫氧化鋁和大量偏硅酸(H2SiO3)在中偏堿性環(huán)境中立即在全溶液范圍內(nèi)形成絮棉狀凝膠體吸附和收容所有懸浮固形物(如少量已飽和木炭粉)，鉻氫氧化物迅速下沉。生成物Fe(OH)3的K[Fe3+]·[OH-]3為2.0×10-39，Cr(OH)3的K[Cr3+]·[OH-]3為2.0×10-33，兩種Ks非常小，只要一形成馬上沉淀，水溶液中Fe3+和Cr3+離子不斷減少，為完全消除Cr6+，應(yīng)充分供應(yīng)Fe2+，即[Cr6+]/[Fe++]≤0.31，優(yōu)選[Cr6+]/[Fe2+]＝0.0069。
中偏堿性水溶液中，所形成的膠體以Fe(OH)3、Cr2O3·nH2O為主體，附著木炭粉+Al(OH)3+H2SiO3+凝集劑中的高分子鏈，使全部所形成的固形物一并沉淀干凈。
本發(fā)明方法中鐵粉和鹽酸反應(yīng)很快生成二價(jià)鐵離子，二價(jià)鐵離子將六價(jià)鉻離子還原成無(wú)毒的三價(jià)鉻，在凝集劑的作用下形成沉淀，固液分離后，使廢水得到凈化。
如果廢水中有汞和鉛存在，鋅粉可與鉛、汞等形成合金，一并除去，如果廢水中無(wú)汞和鉛存在，則無(wú)需在配制處理劑時(shí)加入鋅粉。
爐灰渣系鋁硅酸鹽，和木炭粉如果配比量大，尤其爐灰渣粉不能全分解，按原樣參加全部水處理過(guò)程，最后留在沉渣中，毫開(kāi)作用而浪費(fèi)。
木炭粉、爐灰渣、鋅粉優(yōu)選小于180目，進(jìn)一步優(yōu)選小于200目。
凝集劑中優(yōu)選加入氫氧化鋇，其目的是包括Cr6+在內(nèi)的多數(shù)重金屬與之結(jié)合，立即沉淀，此外可以消除一部分Cl-和砷酸根離子。加入聚丙烯酰胺是為形成高分子鏈，促進(jìn)沉淀。
本發(fā)明的方法中的氯化亞鐵和偏硅酸鹽的離解能力比硫酸亞鐵強(qiáng)1.85倍，所以用量少，效率高。氯化亞鐵在廢水中全部解離，被充分利用，中間沒(méi)有損失。該法處理時(shí)間短，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，所得沉渣脫水后便形成穩(wěn)定的難溶性鉻鐵-鋁硅酸鹽巖，不會(huì)造成二次污染。沉淀渣中含有相當(dāng)數(shù)量的H4SiO4、Al(OH)3、Fe(OH)3，這些物質(zhì)脫水過(guò)程中形成鋁硅酸鹽，這是非常難溶的物質(zhì)，把沉渣脫水以后與普通垃圾一樣處理，在露天環(huán)境、雨水、弱酸水、弱堿水、甚至強(qiáng)酸中也絕不溶出Cr6+，只是在堿水中略有Cr6+溶解，參見(jiàn)下表實(shí)驗(yàn)沉渣溶解(二次污染)實(shí)驗(yàn)
可見(jiàn)，沉渣的處理應(yīng)避免與強(qiáng)堿混合堆放。最安全的處理方法是把沉渣與煤粉混合燒結(jié)合成尖晶石類礦物，回歸大自然。當(dāng)然，渣中鉻含量很高時(shí)，可以回收利用。
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例將由26.44%的鐵粉、34.50%的濃鹽酸(含HCl36%的水溶液)、0.26%的木炭粉(200目)、1.33%的爐灰渣(200目)、0.13%的鋅粉(200目)和37.34%的自來(lái)水構(gòu)成的處理劑與廢水10mgCr6+/1ml處理劑的配比混合，用攪拌機(jī)攪拌3分鐘，加入處理劑的1/2量的47.7%的氫氧化鈉、2%的Ba(OH)2·7H2O、0.3%的聚丙烯酰胺和50%的自來(lái)水構(gòu)成的凝集劑，攪拌3分鐘，然后靜置7分鐘，形成上層清水、下層沉淀渣，上層清水回收利用或排放，將下層沉淀渣脫水，與普通垃圾一樣處理。
廢水試驗(yàn)及其處理結(jié)果如下表所示<
<p>續(xù)前表
上述方案及實(shí)施例僅起說(shuō)明作用，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明作出許多改變或改進(jìn)，但不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種含六價(jià)鉻的廢水處理方法，其特征是配制重量百分?jǐn)?shù)為含2～90%鐵粉和/或鐵屑、1～97%濃鹽酸(含HCl36%)、1～80%水、0～3%木炭粉、0～10%爐灰渣和0～1%鋅粉的處理劑，將該處理劑與廢水混合，攪拌，加入重量百分?jǐn)?shù)為含41～55%氫氧化鈉和/或氫氧化鉀、41～55%水、0～1%聚丙烯酰胺和0～3%的Ba(OH)2·7H2O的凝集劑，并攪拌。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是廢水與所述處理劑以10mgCr6+/1ml處理劑的配比混合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是凝集劑用量(重量)為處理劑的1/2。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是木炭粉、爐灰渣和鋅粉小于180目。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是木炭粉、爐灰渣和鋅粉小于200目。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是加凝集劑、攪拌后靜置，然后固液分離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含六價(jià)鉻的廢水處理方法。該方法為向廢水中加入含有鐵粉、鹽酸和水等的處理劑，攪拌，然后加入含氫氧化鈉和水等的凝集劑并攪拌。本發(fā)明的方法能快速、徹底、簡(jiǎn)便地處理含六價(jià)鉻的廢水，并不造成二次污染。
文檔編號(hào)C02F1/56GK1087879SQ9311270
公開(kāi)日1994年6月15日 申請(qǐng)日期1993年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月22日
發(fā)明者金義澤 申請(qǐng)人:金義澤