申请日2004.01.02
公开(公告)日2006.05.10
IPC分类号C02F1/62; C02F1/461
摘要
本发明提供了一种经济可行的工业废水中六价铬电解处理方法，该方法直接在碱性条件下进行电解，以不溶性的铅锑合金为阳极，阴极为铁板，或者以不溶性的铅锑合金和可溶性的铁板共为阳极，阴极仍为铁板，在敞开式无隔膜电解槽内，通直流电，六价铬在阴极直接被还原为三价铬，当电解液中六价铬含量小于5mg.l-1时，停止电解。本发明可对流入集水井中的含铬废水直接电解处理，可在废水中插入极板，通低电压和低电流较长时间进行电解，使六价铬被还原而除去。由于电极采用铅锑合金和废铁板，取材方便，成本较低，可节约大量的投资成本;电解前和电解后都不用加酸碱来调节溶液的酸碱度，从而使工艺简化、酸碱用量降低，运转费用相应降低，操作也变得简单。
権利要求書
1、一种工业废水中六价铬电解处理方法，该方法包括下列步骤：
配制电解液;选取阳极、阴极材料，通电电解;取样分析;沉渣处理; 其特征在于：(1)在碱性含铬(VI)废水中加入添加剂硫酸钾，硫酸钾加入量： 每升废水中加入1.2g～3.5g硫酸钾;碱性含铬(VI)废水PH值为：7.01≤PH ≤12.91;(2)以铅锑合金为阳极或以铁板为阳极，以铁板为阴极，在敞开式 无隔膜电解槽内，通直流电，六价铬在阴极直接被还原为三价铬或在溶液中 与阳极溶出的二价铁离子反应而被还原为三价铬，生成的Cr3+形成Cr(OH)3 沉淀;电解温度≤318.15K;(3)取样分析：当电解液中六价铬含量小于5mg.L-1 时，停止电解;
槽电压：1.8～3V;阴极面积∶阳极面积=3～8∶1;极板间距：2～8mm; 电解温度：283.15K～318.15K。
2、根据权利要求1所述的工业废水中六价铬电解处理方法，其特征在于： 沉渣采用离心甩干供使用，电解溶液排放或循环使用。
3、根据权利要求1或者所述的工业废水中六价铬电解处理方法，其特征 在于：废铁板作阴极。
说明书
工业废水中六价铬电解处理方法
技术领域：本发明涉及一种三废的处理方法，尤其涉及一种在碱性介质中 采用电解处理废水中低浓度六价铬的方法。
背景技术：铬渣为铬盐生产排出的主要废渣，这些铬渣多为露天堆放，基 本上未做处理，由于渣中含有水溶态和酸溶态的六价铬，这些可溶态六价铬会 随雨水溶渗流失，严重污染周围环境的土壤、河流及地下水源。
含铬废水有多种处理方法，亚铁盐还原沉淀法是经典的方法。因其工艺成 熟、设备简单、运转费用低而为许多厂家采用。但是该工艺也存在不少缺点。 首先向废水中加入酸调节pH，在pH=2-3时还原六价铬，然后再加碱调节pH至 8-9，使三价铬和其它重金属离子形成沉淀而分离。一般含铬废水的pH值达不到 上述要求，都有加酸调节pH的过程，因此给操作带来麻烦，产生沉渣多，动力 消耗也大。针对这些问题，如果六价铬还原与金属离子的沉淀都在碱性条件下 进行，那么将使工艺简化、酸碱用量降低，运转费用相应降低。
一般情况下，雨水淋淅出的含铬液体呈弱碱性，因此，直接在弱碱性介质 中采用电解还原Cr6+来处理铬渣浸出液，不需对铬渣浸出液再作预处理，这样可 使操作变得简单、处理费用降低。
发明内容：
为了解决对含铬(VI)废水不能直接处理的问题，本发明提供一种处理工 艺简单、费用低、操作容易的工业废水中六价铬电解处理方法。
本发明的技术方案是以下述方式实现的：一种工业废水中六价铬电解处理 方法，该方法包括下列步骤：
配制电解液;
选取阳极、阴极材料，通电电解：取样分析;
沉渣处理。
其中：(1)配制电解液是在碱性含铬(VI)废水中加入添加剂硫酸钾， 硫酸钾加入量：每升废水加入1.2g～3.5g硫酸钾;碱性含铬(VI)废水PH值为： 7.01≤PH≤12.91(2)以铅锑合金为阳极或以铁板为阳极，以铁板为阴极，在 敞开式无隔膜电解槽内，通直流电，六价铬在阴极直接被还原为三价铬或在溶 液中与阳极溶出的二价铁离子反应而被还原为三价铬，由于在碱性介质中，生 成的Cr3+形成Cr(OH)3沉淀，从而达到除铬的目的;电解温度≤318.15K。(3) 取样分析：当电解液中六价铬含量小于5mg.L-1时，停止电解。
电解时，槽电压：1.8～3V、阴极面积：阳极面积=3～8∶1、极板间距： 2～8mm、电解温度：283.15K～318.15K。
电解后的沉渣采用离心甩干供使用，电解溶液循环使用或排放。
电解时可采用废铁板作阴极。
采用非溶性的铅锑合金作阳极时，溶液中生成的沉淀主要是兰灰色的氢 氧化铬沉淀。
本发明的发明点在于在碱性介质中直接电解还原来处理废水中的六价铬， 其电解原理如下：
以铅锑合金为阳极，铁板为阴极，在敞开式无隔膜电解槽内，通直流电， 边搅拌边电解，使六价铬离子还原成三价铬离子，由于溶液为碱性，生成的Cr3+ 形成Cr(OH)3沉淀，从而达到除铬的目的。主要反应式如下：
阳极过程：4OH-→O2+2H2O+4e
Cr3++8OH--3e→CrO42-+4H2O
或Fe-2e→Fe2+
CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O
阴极过程：CrO42-+3e+4H2O→Cr3++80H-
2H2O+2e→H2+2OH-
取样分析，当电解液中六价铬含量小于5mg.L-1时，废水即达到国家排放标 准，停止电解。
沉渣离心甩干供使用，电解溶液可循环使用或排放。
电解温度不应高于318.15K，但在限定温度范围内，温度较高时有利于电解 反应的进行。
本发明的积极效果是：
1、本发明可对流入集水井中的含铬废水直接电解处理，可在废水中插入极 板，通低电压和低电流较长时间进行电解，使六价铬被还原而除去。由于电极 采用铅锑合金和废铁板，取材方便，成本较低，可节约大量的投资成本。
2、电解前和电解后都不用加酸碱来调节溶液的酸碱度，从而使工艺简化、 酸碱用量降低，运转费用相应降低，操作也变得简单。
具体实施方式：
实施例1
取六价铬初始浓度为6mg·L-1的电解液320ml置于体积为650ml的电解槽中， 加入0.8gK2SO4，然后用搅拌器进行搅拌并加热通电进行电解，边搅拌边电解。阳 极采用铅锑合金网状电极，阴极采用上面均匀钻空的铁板，阴阳极面积比为7∶ 1。
电解过程中，六价铬在阴极被还原为三价铬：
CrO42-+3e+4H2O→Cr3++8OH-
三价铬与电解液中的氢氧根离子反应生成沉淀：
Cr3*+3OH-→Cr(OH)3↓
该电解反应在碱性条件下进行，电解电压约为2.2V，电解液初始pH值为 11，随着电解过程的进行，pH值愈来愈小，在电解结束时，测定溶液的pH值接 近于中性。电解时间为6～12小时。六价铬初始浓度越大则电解消耗的时间越 多。由于电解电压和电解电流都很小，所以可以在废水积存池中插入电极板较 长时间通低电压、低电流进行电解，使六价铬还原为三价铬，并使三价铬以沉 淀的形式除去。在电解电压约为2.2V的情况下，极板间距选择为4mm，硫酸钾 加入量为1.5g·L-1电解液时，中速搅拌时，六价铬的还原速率最高。