申请日20200103
公开(公告)日20200519
IPC分类号C02F9/04; C02F1/28; B01J20/20; B01J20/30; C02F101/16; C02F101/22; C02F103/16
摘要
本发明提供了一种电镀废水中铬和氨氮的处理及资源化回收方法，包括如下步骤：向电镀废水中滴加无机碱液，进行搅拌、静置和过滤，得到混合液一和氢氧化铬沉淀;向所得混合液一中加入磷酸氢二钠，搅拌至溶解;然后边搅拌边滴加无机碱液;再加入氯化镁溶液，进行搅拌、静置和过滤，得到混合液二和磷酸铵镁沉淀;向所得混合液二中加入经硝酸改性的活性炭，在水浴下震荡吸附，过滤回收活性炭。本发明通过两次沉淀基本去除电镀废水中的铬与氨氮，得到的沉淀物氢氧化铬可制化学试剂或油漆颜料，沉淀物磷酸铵镁可用做氮磷镁缓释肥;剩余氨氮通过改性活性炭进行深度吸附处理，该方法为电镀废水开发了一种有效的污染物处理和资源化回收处理技术。
权利要求书
1.一种电镀废水中铬和氨氮的处理及资源化回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)沉淀金属铬离子
向电镀废水中滴加无机碱液，直至溶液pH稳定在8-12，进行搅拌、静置和过滤，得到滤液一和滤饼一;洗涤所得滤饼一，将得到的洗涤液一和滤液一合并，得到混合液一和氢氧化铬沉淀;
(2)沉淀氨氮
首先向步骤(1)所得混合液一中加入磷酸氢二钠，搅拌至溶解;然后边搅拌边滴加无机碱液，直至pH稳定在8-12;再加入氯化镁溶液，进行搅拌、静置和过滤，得到滤液二和滤饼二;最后洗涤所得滤饼二，将得到的洗涤液二和所得滤液二合并，得到混合液二和磷酸铵镁沉淀;
其中，磷酸氢二钠与氯化镁的摩尔量均为电镀废水中氨氮的1～1.5倍;
(3)吸附氨氮
向步骤(2)所得混合液二中加入经硝酸改性的活性炭，在水浴下震荡吸附，过滤回收活性炭。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)与步骤(2)中所述无机碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液，所述无机碱液的质量分数为1～40%。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中加入无机碱液后与步骤(2)加入氯化镁溶液后的搅拌时间不小于30分钟。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中加入无机碱液后与步骤(2)加入氯化镁溶液后的静置时间为1～10小时。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中氯化镁溶液质量分数为5～50%。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)中震荡吸附时间为0.5～5小时。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)中硝酸改性的活性炭的制备方法包括如下步骤：
a.预处理：将活性炭用蒸馏水洗涤数次，于100～110℃干燥8～12小时;
b.活化：将预处理过的活性炭移入浓度为1-5mol/L的硝酸溶液中进行氧化改性;
c.洗涤干燥：将活化处理过的活性炭进行过滤、洗涤和加水煮沸，再进行过滤和干燥，得到硝酸改性的活性炭。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，步骤a中活性炭的目数为100～300目。
9.根据权利要求7所述方法，其特征在于，步骤b中所述氧化改性在加热和搅拌下进行;搅拌时间为1～2小时;加热温度为70～90℃。
10.根据权利要求7所述方法，其特征在于，步骤c中所述干燥条件为100～120℃下干燥10～12小时。
说明书
一种电镀废水中铬和氨氮的处理及资源化回收方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种电镀废水中铬和氨氮的处理及资源化回收方法。
背景技术
电镀行业是传统的重污染行业，污染物中包含各种重金属离子，有机物和氨氮等成分，对于价值较高的几种金属如镍、铜等经过化学沉淀、萃取和离子交换等处理已实现部分或全部回收。
中国专利CN201720029351.4公开了一种电镀含铬废水处理及回用设备，其使用离子交换法控制铬浓度在0.5mg/L以下。但是常规的重金属金属处理技术对去除电镀废水中氨氮污染物的处理效果较差，反渗透、电渗析、活性炭吸附等去除重金属的同时也对氨氮等具有良好的去除效果。中国专利CN110357198公开了一种用于低浓度氨氮废水处理的吸附材料及其制备方法、CN110217949公开了一种种高氨氮废水处理方法、CN110342686公开了一种利用化学沉淀-吸附法去除污水中氨氮的污水处理系统，上述方案由于处理成本较高，使其在高氨氮含量的废水处理中的应用受到极大的限制。
电镀废水中含有高浓度的铬和氨氮，如果能采用适当的方法将这两种污染物固定及回收，将是一种宝贵的铬和氮肥资源，具有较高的回收价值，同时能降低电镀废水的处理成本。本发明针对高浓度铬和氨氮电镀废水，采用分步沉淀和深度吸附处理，回收废水中的铬和氮，处理后废水中铬与氨氮浓度都达到废水排放标准。
发明内容
本发明提供了一种电镀废水中铬和氨氮的处理及资源化回收方法，其目的是通过两次沉淀基本去除电镀废水中的铬与氨氮，沉淀物氢氧化铬可制化学试剂或油漆颜料，沉淀物磷酸铵镁可用做氮磷镁缓释肥，实现废物的二次利用;剩余氨氮通过改性活性炭进行深度吸附处理，处理后氨氮浓度达到排放标准，为电镀废水开发一种有效的铬及氨氮污染物处理和资源化回收处理技术。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电镀废水中铬和氨氮的处理及资源化回收方法，包括如下步骤：
(1)沉淀金属铬离子
向电镀废水中滴加无机碱液，直至溶液pH稳定在8-12，进行搅拌、静置和过滤，得到滤液一和滤饼一;洗涤所得滤饼一，将得到的洗涤液一和滤液一合并，得到混合液一和氢氧化铬沉淀;
(2)沉淀氨氮
首先向步骤(1)所得混合液一中加入磷酸氢二钠，搅拌至溶解;然后边搅拌边滴加无机碱液，直至pH稳定在8-12;再加入氯化镁溶液，进行搅拌、静置和过滤，得到滤液二和滤饼二;最后洗涤所得滤饼二，将得到的洗涤液二和滤液二合并，得到混合液二和磷酸铵镁沉淀;
其中，磷酸氢二钠与氯化镁的摩尔量均为电镀废水中氨氮的1～1.5倍;
(3)吸附氨氮
向步骤(2)所得混合液二中加入经硝酸改性的活性炭，在水浴下震荡吸附，过滤回收活性炭。
优选地，步骤(1)与步骤(2)中所述无机碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液，所述无机碱液的质量分数为1～40%。
优选地，步骤(1)中加入无机碱液后与步骤(2)加入氯化镁溶液后的搅拌时间不小于30分钟。
优选地，步骤(1)中加入无机碱液后与步骤(2)加入氯化镁溶液后的静置时间为1～10小时。
优选地，步骤(2)中氯化镁溶液质量分数为5～50%。
优选地，步骤(3)中震荡吸附时间为0.5～5小时。
优选地，步骤(3)中硝酸改性的活性炭的制备方法包括如下步骤：
a.预处理：将活性炭用蒸馏水洗涤数次，于100～110℃干燥8～12小时。
b.活化：将预处理过的活性炭移入浓度为1-5mol/L的硝酸溶液中进行氧化改性。
c.洗涤干燥：将活化处理过的活性炭进行过滤、洗涤和加水煮沸，再进行过滤和干燥，得到硝酸改性的活性炭。
更优选地，步骤a中活性炭的目数为100～300目。
更优选地，步骤b中所述氧化改性在加热和搅拌下进行;搅拌时间为1～2小时;加热温度为70～90℃。
更优选地，步骤c中所述干燥条件为100～120℃下干燥10～12小时。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
(1)本发明提供的回收方法中第一步对电镀废水进行沉淀回收的产物为氢氧化铬，氢氧化铬可制化学试剂或油漆颜料，实现资源化利用。
(2)本发明提供的回收方法中第二步对废水进行二次沉淀氨氮回收的产物为磷酸铵镁，磷酸铵镁是一种氮磷镁肥料，可用做缓释肥二次使用，实现变废为宝。
(3)本发明提供的回收方法中第三步用经硝酸改性活性炭吸附氨氮，氨氮去除过程中无氨气产生，不会对环境造成二次污染。
(4)用于吸附的经硝酸改性的活性炭成本低廉，制备过程简单，吸附量比未经处理的活性炭高，经过深度吸附处理后的废水能够达到排放标准。（发明人蒋崇文;郭天宇;黄滔;谢华生;谢乐;刘有才;王偶和）