申请日2016.06.14
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F9/04; C02F101/22
摘要
六价铬废水处理工艺，采用氧化还原法，利用亚硫酸氢钠将废水中六价铬还原成三价铬离子，调整PH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。本发明较其它处理方法相比此方法设备投资和运行费用较低，操作简单，现场可持续性处理废水，适用于电镀行业和印染、制药、轻工纺织、化工等行业的六价铬废水处理，减少了工业对环境无污染，同时也使企业的经济效益得到提高达到了双赢的效果。
权利要求书
1.一种六价铬废水处理工艺，其特征是采用氧化还原法，利用亚硫酸氢钠将废水中六价铬还原成三价铬离子，调整PH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去，具体工艺步骤如下：
(1)将含六价铬的废水排入到废水调节池中，均匀混合;
(2)将混合均匀的六价铬废水引入到酸化池，向其中加入加入硫酸进行酸化，控制PH值2.5左右;
(3)将PH值调到2.5左右之后，加入亚硫酸氢钠进行还原反应，亚硫酸氢钠与六价铬的质量比例为10：1——16：1，还原温度为20-40℃，还原时间为30-45分钟;
(4)将还原后的废水引入到中和池内，向其中加入氢氧化钠进行中和，将PH值调为7.5-8.5;
(5)向中和后的废水内加入聚丙烯酰胺进行沉淀，聚丙烯酰胺加入量与六价铬的质量比例为10：3，沉淀过程温度为20-40℃，沉淀时间为20-30分钟。
说明书
六价铬废水处理工艺
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种六价铬废水处理工艺。
背景技术
目前，含铬废水主要来源于金属电镀行业，钢铁制造工业等金属加工企业国内冶金和化学工业中每年大约排出20一30万吨铬渣。铬渣中的有害成分主要是可溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钙等六价铬离子。由于这些六价铬以及它的流失扩散而构成对生态环境的污染危害。其次是铬渣的强碱性危害。当铬渣在露天堆存时，经长期雨水冲淋后大量的六价铬离子随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康。在现有技术中，应用于处理六价铬的主要是利用膜分离法和生物法，但是使用成本较高，不易操作。
发明内容
本发明提供了一种六价铬废水处理工艺，以解决现有技术存在的处理成本较高和操作麻烦的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种六价铬废水处理工艺，采用氧化还原法，利用亚硫酸氢钠将废水中六价铬还原成三价铬离子，调整PH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去，具体工艺步骤如下：
(1)将含六价铬的废水排入到废水调节池中，均匀混合;
(2)将混合均匀的六价铬废水引入到酸化池，向其中加入加入硫酸进行酸化，控制PH值2.5左右;
(3)将PH值调到2.5左右之后，加入亚硫酸氢钠进行还原反应，亚硫酸氢钠与六价铬的质量比例为10：1——16：1，还原温度为20-40℃，还原时间为30-45分钟;
(4)将还原后的废水引入到中和池内，向其中加入氢氧化钠进行中和，将PH值调为7.5-8.5;
(5)向中和后的废水内加入聚丙烯酰胺进行沉淀，聚丙烯酰胺加入量与六价铬的质量比例为10：3，沉淀过程温度为20-40℃，沉淀时间为20-30分钟。
本发明原理是：含铬废水其中的六价铬离子在碱性条件下以CrO42-的形态存在，在酸性条件下以Cr2O72-形态存在。共同点都是六价的铬离子，可以用还原剂将六价铬还原为三价铬，再用碱中和生成难溶的氢氧化铬沉淀而除去。
Cr(OH)3颗粒较为细小，沉淀速度较慢，可以通过混凝的方法解决。混凝剂可选用聚合氯化铝、聚合硫酸铁。Cr2O72-的氧化还原电位在酸性介质中为+1.33，半反应如下：Cr2O72+14H+6e=2Cr++7H2O
在酸性介质中铬是强氧化剂，电极电位低于1.33的物质可以将六价铬还原为三价铬离子。一般选用的物质有NaHSO3、Na2SO3。它们与Cr6+的反应如下：
2K2CrO7+6NaHSO3+5H2SO4=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+2K2SO4+8H2O
2K2CrO7+6Na2SO3+5H2SO4=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+2K2SO4+5H2O
Cr2(SO4)3+6NaOH→2Cr(OH)3↓+3NaSO4+H2O
本发明较其它处理方法相比此方法设备投资和运行费用较低，操作简单，现场可持续性处理废水，适用于电镀行业和印染、制药、轻工纺织、化工等行业的六价铬废水处理，减少了工业对环境无污染，同时也使企业的经济效益得到提高达到了双赢的效果。
具体实施方式
一种六价铬废水处理工艺，采用氧化还原法，利用亚硫酸氢钠将废水中六价铬还原成三价铬离子，调整PH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去，具体工艺步骤如下：
1、将含六价铬的废水排入到废水调节池中，均匀混合;
2、将混合均匀的六价铬废水引入到在酸化池，(由于每种含铬污水的PH都不同，加药量也不同，所以在此只能说到将PH调到酸性，具体加药量根据不同的污水而定)加入硫酸进行酸化，控制PH值2.5左右;
3、将PH值调到2.5左右之后，加入NaHSO3进行还原反应，加药量为440mg/L(此加药量只针对六价铬含量为300mg/L的废水)，还原温度为20-40℃，还原时间为30-45分钟;
4、将还原后的废水引入到中和池内，(由于每种含铬污水的PH值都不同，加药量也不同，所以在此只能说到将PH调到中性，具体加药量根据不同的污水而定)加入氢氧化钠进行中和，调PH值为7.5-8.5，
5、向中和后的废水内加入聚丙烯酰胺进行沉淀，加药量为1000mg/L，沉淀温度为20-40℃，沉淀时间为20-30分钟。
对本发明工艺处理的六价铬废水进行检测试验，试验方法：采用磁力搅拌器，试验条件：搅拌速度150转/分钟，试验水质：现场含铬废水(六价铬含量297.54)。
试验药剂：
试验方法：水样起始PH：4.17，调整PH到酸性之后，开始加入还原剂，还原时间30min，再调PH到弱碱性，目前会产生细小的Cr(OH)3沉淀，此时需要加入絮凝剂，使其产生较大絮团加速沉淀效果和沉淀速度，沉淀2小时左右，检测铬含量，达到0.5以下即为合格。
试验用量及结果：
药剂药剂用量测定结果NaHSO33.0克3.6mg/LNaHSO33.5克1.8955mg/LNaHSO34.0克1.2265mg/LNaHSO34.2克0.27mg/LNaHSO34.4克0.0mg/LNaHSO36.0克0.0mg/LNa2SO33.0克4.0mg/LNa2SO33.5克2.145mg/LNa2SO34.0克1.4385mg/LNa2SO34.2克0.748mg/LNa2SO34.4克0.174mg/L
试验结论：从上述结果可以看出NaHSO3的去除率比Na2SO3的去除率要高。通过观察两种药剂的结构式可以得知NaHSO3的结构式中比Na2SO3的结构式中多一个H+离子，通过具体试验也得知NaHSO3的水溶液PH值为5.0左右，Na2SO3的水溶液PH值为7.0左右。水溶液PH值低的药剂，溶解在废水中之后促使废水的PH值也降低，使还原反应的过程得到了更大的提高。之所以NaHSO3的去除率要比Na2SO3好。NaHSO3的用量在4.4克的时候去除效果为100%，水质此时为无色透明，用量在4.2克时，铬含量为0.27mg/L，虽然铬含量符合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中的一级标准，但是水质此时有点发黄绿色，外观上不理想。所以针对此水质，用量在4.4克时，效果为最佳。
上述进行的试验只是在实验室中进行的，其它物质对药剂的消耗较小，所以在实验室中用药量为4.4克时的去除率为100%，但是在现场的具体用药量还需要现场的具体试验确定现场的用药量。