申请日1986.11.07
公开(公告)日1988.05.04
IPC分类号C02F1/46; C02F1/62
摘要
本发明属于工业废水处理。主要适用于含钒含铬废水的处理。废水经酸溶预还原后进行电解。铁阴极电化学溶解产生亚铁离子将六价铬还原成三价铬，阴极反应将五价钒还原成四价钒，氢氧化铁吸附五价钒，最后铬、钒和铁以氢氧化物形式沉淀，获得Cr6+<0.5，V<0.4毫克/升的净水和富集钒、铬的沉渣。电解处理中无需化学附加剂。除钒依靠电解副反应，无额外电解消耗。沉渣无需加钠盐，经焙烧和水浸，可回收80%V2O5。
権利要求書
1、一种用硫酸亚铁还原--石灰中和法处理钒厂含钒废水的方法，其特征在于采用电解法处理含钒含铬废水，其具体工艺包括六价铬预还原、电解、过滤和中和。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于废水六价铬预还原在酸溶池中进行，将废铁屑、钒渣凝铁或电解残电极板加入酸溶池中，其固液比>1。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于电解的阴极和阳极均采用钢板，其厚度为2～5毫米，极板间距为12～18毫米。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于极水比为0.12～1.54分米2/升。
5、根据权利要求1和4所述的方法，其特征在于电解时间按下式计算，即：
电解时间(分钟)=0.0537× (C·V)/(B·A)
式中C为六价铬离子浓度(毫克/升);V为被处理废水的体积(升);B为库仑溶铁量(毫克铁/库仑);A为电流强度(安培)。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于当废水的PH值为2～3时，B值的取值范围为0.30～0.35。
说明书
本发明属于工业废水处理。主要适用于钒厂含铬含钒废水的处理。
钒厂在生产中要排出大量废水，这类废水通常呈酸性，含有Cr2O72-、CrO42-、VO2+、H3V2O7等六价铬和五价钒离子，此外还含有大量钠盐和游离酸。其中对人体和动植物危害最大的是六价铬、五价钒离子。
钒厂处理这类废水长期沿用硫酸亚铁还原-石灰中和法。该方法存在原材料消耗高，沉渣量大，有价金属无法回收等问题。沉渣的二次污染已成为急待解决的课题。
国内几个单位曾采用离子交换法处理钒厂废水，并分别回收钒和铬。经该方法处理后，最终排放水Cr6+<0.5、V5+<1毫克/升。西德专利DE3136002(1983)侧重废水中钒、铬的回收。采用铁屑或硫酸亚铁首先除钒，然后从沉积物中回收V2O5。除钒尾液经SO2还原六价铬后，再通过净化、干燥等工序制取氧化铬。上述方法均需外加酸、碱以及其它化学药剂，会降低排放水质。另外处理及回收工艺复杂，除钒深度不够也是问题。
电解法处理含铬废水已有工业应用。处理中除需投加NaCl抑制铁阳极钝化及降低电耗外，电解中阴极还原，氢氧化铁吸附等副反应也未充分利用，且耗电量也大。
本发明的目的在于提供一种处理钒厂酸性含钒含铬废水的电解方法。该方法不仅工艺简单，无需添加化学药剂;且废水净化深度大，沉渣量小;沉渣中钒铬富集，利于提钒;提钒所获收益可大部或全部抵消电解处理费用，即该方法总的成本低。
本发明用电解法处理钒厂酸性含钒含铬废水。利用电解过程阳极溶 铁间接还原反应，阴极还原反应以及氢氧化铁吸附反应，分别去除六价铬、五价钒离子，并使废水PH值升高，获得Cr6+<0.5，V<0.4毫克/升的净水和富集钒、铬的沉渣。净水用少量石灰乳化水中和后排放，沉渣用常规提钒方法回收V2O5。提钒尾渣可用做炼铁原料或水泥掺和料。
电解钒厂废水脱钒脱铬原理。
将普通钢板作为电极浸入作为电解液的酸性含钒含铬废水中，通入直流电进行电解。阳极电化学溶解，存在反应：
Fe-2e=Fe++(1)
Fe++可还原六价铬离子，存在如下反应：
Cr2O7=+6Fe+++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O (2)
CrO=4+3Fe+++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O (3)
与此同时，阴极发生析氢反应：
2H++2e=2〔H〕→H2↑ (4)
(式中〔H〕表示新生态氢原子)使溶液PH值逐渐升高，生成Fe(OH)3和Cr(OH)3的水解沉淀。
电解时五价钒离子可在阴极还原，即：
VO2++2H++e=VO+++H2O (5)
H3V2O7-+7H++2e=2VO+++5H2O (6)
同时也存在〔H〕或H2还原五价钒离子的反应：
VO2++1/2H2=VO+++OH-(7)
H3V2O7-+H2=2VO+++5OH-(8)
VO++在PH值升高后，以VO(OH)2或V2O4·2H2O形式水解沉出。
另外絮凝胶体Fe(OH)3能吸附废水中部分五价钒离子，直接形成以氢氧化铁为主的含钒絮凝共沉体。