申请日2010.10.14
公开(公告)日2011.02.16
IPC分类号C02F1/62; C02F1/48
摘要
本发明公开一种利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法，具体步骤为将待处理的含可溶性Cr(Ⅵ)废水溶液调节到一定的pH值导入到密闭电弧放电装置;在密闭电弧放电装置通入放电气体，接通直流电源进行放电处理;放电处理10-15分钟即可有效还原溶液中Cr(Ⅵ)。本发明利用等离子体气体电弧放电装置还原含铬废水中Cr(Ⅵ)，方法独特新颖，还原效率高，不需任何化学试剂。而且所需设备简单，操作方便，成本也较低，便于推广使用。
翻译权利要求书
1.一种利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于：包括下列步骤：
(1)、将待处理的含可溶性Cr(Ⅵ)废水溶液调节到一定的PH值，导入到密闭电弧放电装置;
(2)、在密闭电弧放电装置通入放电气体，接通直流电源进行放电处理;放电处理10-15分钟即可有效还原溶液中Cr(Ⅵ)。
2.根据权利要求1所述的利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于所述的电弧放电装置是一密闭的有机玻璃容器作为放电容器，放电容器中导入待处理的含可溶性Cr(Ⅵ)废水溶液，容器的底部安装不锈钢板作为阴极，上端有放电气体的进气口和出气口，溶液液面上端有一不锈钢针作为阳极，并且阳极与液面的距离3-5mm。
3.根据权利要求1或2所述的所述的利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于所述的PH值调节在小于2或大于8时，还原效果较好;直流放电的电压范围1350-1650V，电流为35-45毫安;所述的放电气体为氩气。
说明书
一种利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法
技术领域
本发明涉及环境污水处理领域，具体涉及是一种利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)。
背景技术
铬(Cr)化合物是冶金工业、金属加工电镀、颜料、印染、纺织品生产以及制革等行业不可缺少的工业原料。这些工业每天都会产出大量含Cr废水。其中Cr(Ⅵ)具有强氧化性，极易溶于水，在环境中有很强的流动性。与其他价态的Cr相比，Cr(Ⅵ)的毒性最大，是致癌、致畸、致突变的“三致”污染物。国际癌症研究所已经把Cr(Ⅵ)归为致癌物。鉴于Cr(Ⅵ)的极大危害性，世界各国都严格控制Cr(Ⅵ)的排放。因此，高Cr(Ⅵ)工业废水在排放之前必须经过除Cr(Ⅵ)处理。
目前处理含Cr(Ⅵ)废水的方法主要有还原-沉淀、吸附、离子交换、电沉积、生物除铬、反渗透以及电渗析等。其中，还原-沉淀法应用最为广泛，其基本原理是在酸性条件下向含Cr(Ⅵ)废水中加入还原剂将Cr(Ⅵ)还原成毒性较小的Cr(Ⅲ)，然后再加入碱性药剂提高溶液pH值形成Cr(OH)3沉淀，最后分离去除。但此技术仍存在许多弊端，如为保证Cr(Ⅵ)被充分还原，需加入过量的还原剂，不但增加处理成本，还造成资源浪费，同时产生大量污泥，易造成二次污染。近年来，一些研究人员采用电化学法还原Cr(Ⅵ)，此方法需要消耗Fe电极，并易产生钝化现象，还原效率低。其它处理方法也都各有缺点，如吸附法速率慢，饱和吸附剂难再生;离子交换法同样存在离子交换树脂难再生，操作复杂等缺点。
因此，建立一种不产生二次污染，操作简单的含Cr(Ⅵ)废水处理方法极为迫切。本发明利用电弧放电能高效还原Cr(Ⅵ)，同时不需要任何化学还原剂，具有环保、设备要求简单、操作方便等优点，因而非常实用，有很好的应用前景。
发明内容
鉴于化学还原法还原Cr(Ⅵ)需大量还原剂，产生大量污泥易造成二次污染等缺点，本发明提供一种简单、高效、无需任何化学还原剂的Cr(Ⅵ)还原方法。
发明技术方案：
一种利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于：包括下列步骤：
(1)、将待处理的含可溶性Cr(Ⅵ)废水溶液调节到一定的PH值，导入到密闭电弧放电装置;
(2)、在密闭电弧放电装置通入放电气体，接通直流电源进行放电处理;放电处理10-15分钟即可有效还原溶液中Cr(Ⅵ)。
所述的利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于所述的电弧放电装置是一密闭的有机玻璃容器作为放电容器，放电容器中导入待处理的含可溶性Cr(Ⅵ)废水溶液，容器的底部安装不锈钢板作为阴极，上端有放电气体的进气口和出气口，溶液液面上端有一不锈钢针作为阳极，并且阳极与液面的距离3-5mm。放电时通过进气口通入放电气体。
所述的所述的利用电弧放电去除废水中可溶性Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于所述的PH值调节在小于2或大于8时，还原效果较好;直流放电的电压范围1350-1650V，电流为35-45毫安;所述的放电气体为氩气。
发明原理：
气体电弧放电可产生大量电子、低能离子(主要为带一个单位正电荷的氩离子)及宽波长范围的紫外光，在这些物理因素的综合作用下，水分子被电离生成水合电子、氢原子及羟基自由基等各种自由基。其中水合电子、氢原子等还原性自由基可有效还原Cr(Ⅵ)至Cr(Ⅲ)，反应式如下：
eaq-+Cr(Ⅵ)→Cr(Ⅲ)K=2.1×1010L/(mol·s)，pH 7
H·+Cr(Ⅵ)→Cr(Ⅲ)K=2.0×1010L/(mol·s)，pH 7
本发明利用等离子体气体电弧放电装置还原含铬废水中Cr(Ⅵ)，方法独特新颖，还原效率高，不需任何化学试剂。而且所需设备简单，操作方便，成本也较低，便于推广使用。