申请日2017.07.31
公开(公告)日2017.11.21
IPC分类号C02F9/04; C02F101/22
摘要
本发明公开了一种含铬废水的高效环保处理方法，包括以下步骤：首先采用咪唑鎓氢氧化物和新制海藻酸按一定的配比在溶剂中混合，搅拌均匀，反应结束后离心取出上清液，除去溶剂，得到咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂;向含铬废水中加入还原剂，3000‑5000转/分的状态下搅拌处理20‑70min，静置沉淀1‑3h，将上清液泵入到吸附处理池中;向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理1‑2h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准。本发明公开的方法可以有效除去废水中的重金属离子，对水体无二次污染，安全环保。
权利要求书
1.一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将咪唑鎓氢氧化物和溶剂混合搅拌混合均匀，得到咪唑鎓氢氧化物溶液;
(2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀，制得海藻酸水溶液;
(3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中，并向反应釜中滴加咪唑鎓氢氧化物溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后反应，反应结束后，离心，取出上清液，并除去溶剂，得到咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂;
(4)向含铬废水中加入还原剂，3000-5000转/分的状态下搅拌处理20-70min，静置沉淀1-3h，将上清液泵入到吸附处理池中;
(5)向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理1-2h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准。
2.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述溶剂为、去离子水、二氯乙烷、异丙醇的一种或多种混合。
3.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述咪唑鎓氢氧化物和溶剂的质量比为1：(17-30)。
4.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述海藻酸和去离子水的质量比为1:(10-20)。
5.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：步骤(3)中，所述海藻酸、咪唑鎓氢氧化物的摩尔比为(1.0-1.3)：1。
6.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：步骤(3)中，咪唑鎓氢氧化物溶液的滴加速度为1.5-3.5mL/min。
7.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：步骤(4)中，所述还原剂为硫酸亚铁，其添加量为0.1-0.28g/L。
8.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：步骤(5)中，所述咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂的添加量为0.12-0.33g/L。
9.如权利要求1所述的一种含铬废水的高效环保处理方法，其特征在于：所述咪唑鎓氢氧化物为1,2-二甲基咪唑氢氧化物。
说明书
一种含铬废水的高效环保处理方法
技术领域：
本发明涉及重金属废水处理领域，具体的涉及一种含铬废水的高效环保处理方法。
背景技术：
铬及其化合物广泛应用于工业生产的各个领域，是冶金工业、金属加工、电镀、制革、油漆、颜料、印染、制药、照相制版等行业必不可少的原料。这些工业部门分布点多而广，每天排出大量含铬废水。据国家环保总局不完全统计，2002年底全国工业的含铬废水排放量近932万立方米，其中六价铬金属排放量达到了699吨。
铬(Vl)的化合物是强氧化剂，对生物和人体有毒性作用。铬(III)是最稳定的氧化态，是人体必需的微量元素，常见于生物系统中，与生物体内的许多配位基如磷酸盐、蛋氨酸、丝氨酸等形成许多配位化合物，从而对酶的催化活性区或蛋白质、核酸的三级结构发挥作用。研究发现，铬(III)也是体内葡萄糖耐量因子的活性部分，当人和动物缺铬时，最先出现的症状是糖耐受能力受损，严重的可导致糖尿病和高血糖症。己有充足的资料证明，接触铬酸盐的工人发生肺癌的危险性要比一般人高出38倍。铬的毒性与其赋存形态有极大关系，通常认为铬(Vl)的毒性比铬(IID高100倍左右。多年来，各国普遍将铬污染，尤其是铬V()I的污染列为重点防治对象。
目前，国内外正在使用或探讨的含铬废水处理与回收技术，根据其处理手段的不同，可分为物化法和生物法，而按照废水处理的最终目的又可分为两大类:一类是将含铬废水处理后排放达标，如化学还原法、电解法、二氧化硫还原法等;另一类是将废水处理后回流利用，或从中回收铬酸，如钡盐法，离子交换法、活性炭吸附法等。
发明内容：
本发明的目的是提供一种含铬废水的高效环保处理方法，该方法可以有效除去废水中的铬离子，对水体无二次污染，安全环保。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种含铬废水的高效环保处理方法，包括以下步骤：
(1)将咪唑鎓氢氧化物和溶剂混合搅拌混合均匀，得到咪唑鎓氢氧化物溶液;
(2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀，制得海藻酸水溶液;
(3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中，并向反应釜中滴加咪唑鎓氢氧化物溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后反应，反应结束后，离心，取出上清液，并除去溶剂，得到咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂;
(4)向含铬废水中加入还原剂，3000-5000转/分的状态下搅拌处理20-70min，静置沉淀1-3h，将上清液泵入到吸附处理池中;
(5)向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理1-2h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述溶剂为、去离子水、二氯乙烷、异丙醇的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述咪唑鎓氢氧化物和溶剂的质量比为1：(17-30)。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述海藻酸和去离子水的质量比为1:(10-20)。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述海藻酸、咪唑鎓氢氧化物的摩尔比为(1.0-1.3)：1。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，咪唑鎓氢氧化物溶液的滴加速度为1.5-3.5mL/min。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述还原剂为硫酸亚铁，其添加量为0.1-0.28g/L。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述咪唑鎓海藻酸盐离子液体吸附剂的添加量为0.12-0.33g/L。
作为上述技术方案的优选，所述咪唑鎓氢氧化物为1,2-二甲基咪唑氢氧化物。
本发明具有以下有益效果：
本发明将海藻酸根离子引入到离子液体中，海藻酸根对重金属离子具有很强的螯合性，对于金属离子能形成稳定的络合物，制得的产物对于铬离子具有很强的吸附性能，可以有效除去铬离子废水中的金属离子;且其制备成本低，有效降低了铬离子废水的处理成本，经济环保。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种含铬废水的高效环保处理方法，包括以下步骤：
(1)将1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂混合搅拌混合均匀，得到1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液;其中，1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂的质量比为1：17;
(2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀，制得海藻酸水溶液;其中，海藻酸和去离子水的质量比为1:10;
(3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中，并向反应釜中滴加1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后反应，反应结束后，离心，取出上清液，并除去溶剂，得到1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂;其中，海藻酸、1,2-二甲基咪唑氢氧化物的摩尔比为1.0：1;1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液的滴加速度为1.5mL/min;
(4)向含铬废水中加入还原剂，3000转/分的状态下搅拌处理70min，静置沉淀1h，将上清液泵入到吸附处理池中;其中，还原剂为硫酸亚铁，其添加量为0.1g/L;
(5)向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理1h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准;其中，1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂的添加量为0.12g/L。
实施例2
一种含铬废水的高效环保处理方法，包括以下步骤：
(1)将1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂混合搅拌混合均匀，得到1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液;其中，1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂的质量比为1：20;
(2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀，制得海藻酸水溶液;其中，海藻酸和去离子水的质量比为1:12;
(3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中，并向反应釜中滴加1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后反应，反应结束后，离心，取出上清液，并除去溶剂，得到1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂;其中，海藻酸、1,2-二甲基咪唑氢氧化物的摩尔比为1.1：1;1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液的滴加速度为2mL/min;
(4)向含铬废水中加入还原剂，3500转/分的状态下搅拌处理60min，静置沉淀1.5h，将上清液泵入到吸附处理池中;其中，还原剂为硫酸亚铁，其添加量为0.14g/L;
(5)向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理1.4h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准;其中，1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂的添加量为0.15g/L。
实施例3
一种含铬废水的高效环保处理方法，包括以下步骤：
(1)将1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂混合搅拌混合均匀，得到1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液;其中，1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂的质量比为1：23;
(2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀，制得海藻酸水溶液;其中，海藻酸和去离子水的质量比为1:14;
(3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中，并向反应釜中滴加1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后反应，反应结束后，离心，取出上清液，并除去溶剂，得到1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂;其中，海藻酸、1,2-二甲基咪唑氢氧化物的摩尔比为1.15：1;1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液的滴加速度为2.0mL/min;
(4)向含铬废水中加入还原剂，4000转/分的状态下搅拌处理50min，静置沉淀2h，将上清液泵入到吸附处理池中;其中，还原剂为硫酸亚铁，其添加量为0.2g/L;
(5)向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理1.6h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准;其中，1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂的添加量为0.20g/L。
实施例4
一种含铬废水的高效环保处理方法，包括以下步骤：
(1)将1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂混合搅拌混合均匀，得到1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液;其中，1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂的质量比为1：26;
(2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀，制得海藻酸水溶液;其中，海藻酸和去离子水的质量比为1:18;
(3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中，并向反应釜中滴加1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后反应，反应结束后，离心，取出上清液，并除去溶剂，得到1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂;其中，海藻酸、1,2-二甲基咪唑氢氧化物的摩尔比为1.2：1;1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液的滴加速度为3.0mL/min;
(4)向含铬废水中加入还原剂，4500转/分的状态下搅拌处理40min，静置沉淀2.5h，将上清液泵入到吸附处理池中;其中，还原剂为硫酸亚铁，其添加量为0.25g/L;
(5)向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理1.8h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准;其中，1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂的添加量为0.30g/L。
实施例5
一种含铬废水的高效环保处理方法，包括以下步骤：
(1)将1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂混合搅拌混合均匀，得到1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液;其中，1,2-二甲基咪唑氢氧化物和溶剂的质量比为1：30;
(2)将海藻酸和去离子水混合搅拌溶胀，制得海藻酸水溶液;其中，海藻酸和去离子水的质量比为1:20;
(3)将上述制得海藻酸水溶液置于反应釜中，并向反应釜中滴加1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液，边滴加边搅拌，滴加结束后反应，反应结束后，离心，取出上清液，并除去溶剂，得到1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂;其中，海藻酸、1,2-二甲基咪唑氢氧化物的摩尔比为1.3：1;1,2-二甲基咪唑氢氧化物溶液的滴加速度为3.5mL/min;
(4)向含铬废水中加入还原剂，5000转/分的状态下搅拌处理20min，静置沉淀3h，将上清液泵入到吸附处理池中;其中，还原剂为硫酸亚铁，其添加量为0.28g/L;
(5)向吸附处理池中的含铬废水中加入上述制得的1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂，800转/分的状态下搅拌吸附处理2h，然后离心，分离后的上清液达到排放标准;其中，1,2-二甲基咪唑海藻酸盐离子液体吸附剂的添加量为0.33g/L。
经检测，上述实施例中的铬离子废水中铬离子的去除率均为99.8%以上。