公布日：2023.02.03
申请日：2022.10.09
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C25D21/18(2006.01)I;C25D21/22(2006.01)I;C02F1/42(2006.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F101/22(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种电镀含铬废水资源化利用的方法，包括如下步骤：(1)将所述电镀含铬废水过滤去除杂质；(2)将步骤(1)的电镀含铬废水调节pH为2-3后，通过阴树脂交换柱吸附后的出水，调节其pH至5后进入阳树脂交换柱进行离子交换，至废水中Cr(Ⅵ)浓度达标；所述阴树脂交换柱的阴树脂为铬专项吸附树脂；阳树脂交换柱的阳树脂为强酸型阳离子交换树脂；(3)停止交换，将阴树脂交换柱和阳树脂交换柱分别淋洗再生；(4)将步骤(3)中阴树脂交换柱淋洗再生得到的液体为再生液，将再生液通过钠离子交换柱脱钠处理后，蒸发浓缩得到镀铬液，镀铬液用于电镀过程，降低处理成本。
权利要求书
1.一种电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将所述电镀含铬废水过滤去除杂质，(2)将步骤(1)的电镀含铬废水调节pH为2-3后，通过阴树脂交换柱吸附后的出水，调节其pH至5后进入阳树脂交换柱进行离子交换，至废水中Cr(Ⅵ)浓度达标；所述阴树脂交换柱的阴树脂为铬专项吸附树脂；阳树脂交换柱的阳树脂为强酸型阳离子交换树脂；(3)停止交换，将阴树脂交换柱和阳树脂交换柱分别淋洗再生；(4)将步骤(3)中阴树脂交换柱淋洗再生得到的液体为再生液，将再生液通过钠离子交换柱脱钠处理后，蒸发浓缩得到镀铬液，镀铬液用于电镀过程。
2.根据权利要求1所述的电镀含铬废水的处理-回用方法，其特征在于，将步骤(2)中依次经阴树脂交换柱和阳树脂交换柱处理后废水作为电镀过程前处理冲洗水。
3.根据权利要求1所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电镀含铬废水，Cr(Ⅵ)浓度范围为400-900mg/L；步骤(2)中，达标后废水中Cr(Ⅵ)浓度≤0.2mg/L。
4.根据权利要求1所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，步骤(4)蒸发浓缩得到的镀铬液中，Cr(Ⅵ)的浓度为600-900g/L。
5.根据权利要求1所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，步骤(4)中，去除镀铬液中部分硫酸根。
6.根据权利要求5所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，步骤(4)中，向镀铬液入用于去除硫酸根离子的碳酸钡。
7.所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，所述阴树脂交换柱淋洗为：淋洗液淋洗后，反冲洗；所述淋洗液为10-15wt％的NaOH溶液，淋洗液自上而下淋入交换柱，持续20-40min后，静置40-60min，如此往复至交换柱检测不到Cr(Ⅵ)；所述阳树脂交换柱淋洗为淋洗液淋洗后，反冲洗，淋洗液为20-30wt％硫酸。
8.根据权利要求7所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，所述阴树脂交换柱的淋洗为：酸性淋洗液淋洗、碱性淋洗液淋洗，反冲洗，具体为：采用5-10％盐酸淋洗20-30min，用清水冲洗至中性，再采用10-15wt％NaOH淋洗，喷淋速度为2BV/h，喷淋时间30-60min，静置时间30-60min；往复至交换柱检测不到Cr(Ⅵ)；用清水冲洗30-60min。
9.根据权利要求1所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，步骤(1)所述的过滤去除悬浮物及颗粒固体杂质。
10.根据权利要求1所述的电镀含铬废水资源化利用的方法，其特征在于，所述铬专项吸附树脂为聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂；强酸型阳离子交换树脂为强酸苯乙烯阳树脂。
发明内容
基于以上的背景技术，本申请提供一种电镀含铬废水的处理的方法，使得废水中的铬经过处理可以回收回用于镀铬槽，作为镀铬工艺的原料，降低处理成本。
为了解决上述的技术问题，具体方法为，使用阴树脂吸附六价铬和阳树脂吸附Cr(Ⅲ)、铜、锌、镍及铁离子，阴树脂再生液脱钠及浓缩；
其中，所述阴树脂吸附六价铬和阳树脂吸附铜、锌、镍及铁离子，主要步骤为：
将含铬废水经过滤除去所述含铬废水中的杂质；
将所述经过预处理后的电镀含铬废水使用盐酸调节pH为2-3，通入阴树脂交换柱(第一交换柱)回收阴离子六价铬，阴树脂吸附后的出水，调节其pH至5后通入阳树脂交换柱(第二交换柱)回收铜、锌、镍及铁离子，得到各项指标浓度低的除铬废水，其中Cr(Ⅵ)的浓度≤0.2mg/L；当交换柱达到饱和状态后，通过淋洗脱附再生，并收集第一交换柱的脱附再生液，将再生液脱钠后浓缩。
所述再生液脱钠及浓缩的主要步骤为：
将所述含铬再生液通入钠离子交换柱进行脱钠处理；
将所述经过脱钠处理的六价铬再生液进行蒸发浓缩；
作为优选，将步骤(2)中经阴树脂交换柱和阳树脂交换柱处理后废水作为电镀过程前处理冲洗水。
作为优选，所述电镀含铬废水，Cr(Ⅵ)浓度范围为400-900mg/L；所述达标后废水中Cr(Ⅵ)浓度≤0.2mg/L。
作为优选，蒸发浓缩会后的镀铬液中，Cr(Ⅵ)的浓度为600-900g/L。
作为优选，蒸发浓缩后可进一步去除溶液中的硫酸根离子，可以添加碳酸钡除硫酸根离子。根据溶液中硫酸根的浓度，碳酸钡加入量与硫酸根摩尔比是1:1。
作为优选，所述阴树脂交换柱淋洗为：淋洗液淋洗后，反冲洗，反冲洗为本领域公知手段，本申请具体为：清水重新淋洗20-30min；所述淋洗液为10-15wt％的NaOH溶液，淋洗液自上而下淋入交换柱，持续20-40min后，静置40-60min，如此往复至交换柱检测不到Cr(Ⅵ)；所述阳树脂交换柱淋洗为淋洗液淋洗后，反冲洗，淋洗液为20-30wt％硫酸。
作为优选，所述阴树脂交换柱的淋洗为：酸性淋洗液淋洗、碱性淋洗液淋洗，反冲洗，具体为：通过盐酸加药装置将5-10wt％盐酸经由再生管路喷淋20-30min，用清水冲洗至中性，再通过液碱加药装置通入10-15wt％NaOH，喷淋速度为2BV/h，喷淋时间30-60min，静置时间30-60min；往复至交换柱检测不到Cr(Ⅵ)；用清水冲洗30-60min；
所述铬专项吸附树脂为聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂；强酸型阳离子交换树脂为强酸苯乙烯阳树脂。
有益效果
(1)本申请通过由阴树脂(第一交换柱)和阳树脂(第二交换柱)构成离子交换系统，分别对电镀废水中铬离子和其他阳离子(铜、镍、锌及铁)进行吸附，处理后废水中各离子浓度满足达标排放要求，且可以回用作为镀铬前处理冲洗水，降低处理成本。同时与传统采用沉淀法相比，减小占地面积。
(2)本申请控制阴离子交换柱吸附时，废水pH为2-3，因为溶液的pH值影响Cr(Ⅵ)在溶液中的存在形式。Cr(Ⅵ)在中性及碱性溶液中，主要物种是以CrO42-；而在酸性溶液中，则主要以HCrO-4形式存在。离子交换材料对溶液中阴离子选择性顺序为OH-＞HCrO4-＞CrO42-。当溶液的pH提高时，溶液中OH-浓度增加，因此阴树脂对Cr(Ⅵ)的选择吸附能力下降。此外，若溶液为碱性，Cr(Ⅵ)的存在形态为CrO42-，会占用阴树脂两个活性位置，而在酸性条件时，Cr(Ⅵ)的存在形态为HCrO4-，仅占用阴树脂一个活性位置。以上两方面共同影响，导致阴树脂在碱性条件下对Cr(Ⅵ)的吸附量降低。但当溶液pH<2时，阴树脂对铬离子的吸附容量有所降低，则可能是溶液中Cl-的浓度增加抑制了阴树脂与Cr(Ⅵ)的交换，并且HCrO4-逐渐转化为H2CrO4非离子形态，从而进一步导致其对Cr(Ⅵ)的吸附量下降。
(2)在对电镀废水吸附过程中，在阴树脂(第一交换柱)交换达到饱和后，通过质量分数为10-15％的氢氧化钠对铬离子交换系统进行脱附再生，所得再生液经过脱钠及浓缩后，可回用于镀铬槽，减少了铬环境污染，同时降低生产成本。
（发明人：周泳;费西凯;吴健;郑志发;黄炜;黄杨坤）