公布日：2023.10.17
申请日：2023.07.12
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/76(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/70(2023.01)N;C02F11/
122(2019.01)N;C02F101/22(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本发明涉及污水处理及资源回收领域，公开了一种用于镀铬废水危废减量及铬泥资源化的方法，主要包括COD降解、铬的分离提纯以及产品回收，该用于镀铬废水危废减量及铬泥资源化的方法在对废水中的有机污染物进行降解过程中不需要催化剂硫酸亚铁的投加，UV/Fenton处理过程中既无新增污泥量也无新增污泥种类，无有毒有害气体产生，后续铬资源化回收所得产物的纯度得到了提高，经过回收铬后的废水中各种重金属污染物除Ni2+外含量均可满足《电镀污染物排放标准(GB21900‑2008)》表2规定的水污染物排放限值的要求，由于做到了重金属污染物铬的资源化回收，因而极大程度的减少了废水处理过程中的固体危废量。
权利要求书
1.一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，包括以步骤：1)收集含铬废水并分析其COD值，根据测定得出的COD值(单位是g/L)计算所需的双氧水量V1(单位是L/m3或L/吨)；2)收集到的含铬废水测定COD值后排入UV/Fenton处理系统，将UV/Fenton处理系统内废水的pH4值调节到3-10之间，根据V1及UV/Fenton处理系统收集得到的废水的体积或者重量计算所需投加的双氧水的量V(单位是L)，开启UV/Fenton处理系统的UV灯，在UV/Fenton处理系统内的废水中投加双氧水，双氧水的投加量为V；3)UV灯开启一定时间后，在UV/Fenton处理系统内投加碱直至系统内废水的pH5值至4-13之间，碱投加完毕后，在UV/Fenton处理系统内投加足量的NaClO，然后继续开启UV灯一定时间，UV灯开启的总时间是0.5-10h；4)UV灯关闭后，将UV/Fenton处理系统内的废水排放至过滤系统1，过滤系统1过滤后的废水，加入一定的还原剂SP进行还原，经过还原后的废水，将pH6值调节至5-13之间，过滤系统1过滤出的污泥另行处理；5)pH6调节完成后，将废水排放至过滤系统2，过滤系统2中经过浓缩的污泥采用清水洗涤1-10次，过滤系统2过滤出的清水另行处理，过滤系统2中经过清洗的污泥排入污泥压滤系统，经过污泥压滤系统压滤形成干污泥。
2.根据权利要求1所述的一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，所述pH6取值范围的优选值是6-9之间，所述pH5取值范围的优选值是8-10之间。
3.根据权利要求1所述的一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，所述过滤系统2中经过浓缩的污泥清洗的次数的优选值是2-4，所述污泥压滤系统为高压隔膜式板框压滤机。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，所述COD值分析方法如下：1)先取适量含铬废水并测定废水的pH1值及Cr6+含量a(单位是g/L)，测定含铬废水中总铬含量b(单位是g/L)以及其它重金属离子的含量；2)废水测定Cr6+含量后按照比例加入足量的还原剂GV；3)GV投加完毕后，搅拌上述废水直至GV溶解完毕，GV溶解完毕后，在废水中投加适量的酸或者碱调节废水的pH2值，pH2值调节完毕后，废水静置10-500min；4)静置时间结束后，在废水中投加适量碱调节废水的pH3值至9-14之间，pH3调节完毕后，过滤废水；5)废水过滤完毕后，分析测定废水的COD值。
5.根据权利要求4所述的一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，所述GV为硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，所述硫酸亚铁投加量按照如下算式计算：m≥5.4×a(1)式(1)中，m是每升水中需要投加的FeSO4·7H2O的量，单位是：g/L，V1按照如下算式计算：V1＝p×COD(2)p的取值范围是0.5-9之间。
6.根据权利要求5所述的一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，所述p取值范围的优选值是2.8-5.6之间。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，所述次氯酸钠的质量百分比含量为10％，所述NaClO投加量按照如下算式计算：V2＝q×(b–a)(3)式(3)中b和a的单位均为g/L，V2的单位是L/m3，即每立方米或者每吨水中需要投加的次氯酸钠的体积；式(3)中q是系数，q的取值范围是9-11之间。
8.根据权利要求7所述的一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，所述q取值范围的优选值是9.3-10.2之间。
9.利用权利要求1-8任一项所述镀铬废水危废减量方法所制得的干污泥在铬泥资源化中的应用。
10.利用权利要求1-8任一项所述镀铬废水危废减量方法所制得的干污泥进行铬泥资源化的方法，其特征在于，所述污泥压滤系统压滤出的干污泥根据处理工艺的不同最终可制成不同的制成品。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于镀铬废水危废减量及铬泥资源化的方法，该用于镀铬废水危废减量及铬泥资源化的方法在对废水中的有机污染物进行降解过程中不需要催化剂硫酸亚铁的投加，UV/Fenton处理过程中既无新增污泥量也无新增污泥种类，无有毒有害气体产生，后续铬资源化回收所得产物的纯度得到了提高，经过回收铬后的废水中各种重金属污染物除Ni2+外含量均可满足《电镀污染物排放标准(GB21900-2008)》表2规定的水污染物排放限值的要求，由于做到了重金属污染物铬的资源化回收，因而极大程度的减少了废水处理过程中的固体危废量。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镀铬废水危废减量方法，其特征在于，包括以步骤：
1)收集含铬废水并分析其COD值，根据测定得出的COD值(单位是g/L)计算所需的双氧水量V1(单位是L/m3或L/吨)；
2)收集到的含铬废水测定COD值后排入UV/Fenton处理系统，将UV/Fenton处理系统内废水的pH4值调节到3-10之间，根据V1及UV/Fenton处理系统收集得到的废水的体积或者重量计算所需投加的双氧水的量V(单位是L)，开启UV/Fenton处理系统的UV灯，在UV/Fenton处理系统内的废水中投加双氧水，双氧水的投加量为V；
3)UV灯开启一定时间后，在UV/Fenton处理系统内投加碱直至系统内废水的pH5值至4-13之间，碱投加完毕后，在UV/Fenton处理系统内投加足量的NaClO，然后继续开启UV灯一定时间，UV灯开启的总时间是0.5-10h；
4)UV灯关闭后，将UV/Fenton处理系统内的废水排放至过滤系统1，过滤系统1过滤后的废水，加入一定的还原剂SP进行还原，经过还原后的废水，将pH6值调节至5-13之间，过滤系统1过滤出的污泥另行处理；
5)pH6调节完成后，将废水排放至过滤系统2，过滤系统2中经过浓缩的污泥采用清水洗涤1-10次，过滤系统2过滤出的清水另行处理，过滤系统2中经过清洗的污泥排入污泥压滤系统，经过污泥压滤系统压滤形成干污泥。
优选的，所述pH6取值范围的优选值是6-9之间，所述pH5取值范围的优选值是8-10之间。
优选的，所述过滤系统2中经过浓缩的污泥清洗的次数的优选值是2-4，所述污泥压滤系统为高压隔膜式板框压滤机。
优选的，所述COD值分析方法如下：
1)先取适量含铬废水并测定废水的pH1值及Cr6+含量a(单位是g/L)，测定含铬废水中总铬含量b(单位是g/L)以及其它重金属离子的含量；
2)废水测定Cr6+含量后按照比例加入足量的还原剂GV；
3)GV投加完毕后，搅拌上述废水直至GV溶解完毕，GV溶解完毕后，在废水中投加适量的酸或者碱调节废水的pH2值至合适值，pH2值调节完毕后，废水静置10-500min；
4)静置时间结束后，在废水中投加适量碱调节废水的pH3值至9-14之间，pH3调节完毕后，过滤废水；
5)废水过滤完毕后，分析测定废水的COD值。
优选的，所述GV为硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，所述硫酸亚铁投加量按照如下算式计算：
m≥5.4×a(1)
式(1)中，m是每升水中需要投加的FeSO4·7H2O的量，单位是：g/L，V1按照如下算式计算：
V1＝p×COD(2)
p的取值范围是0.5-9之间。
优选的，所述p取值范围的优选值是2.8-5.6之间。
优选的，所述次氯酸钠的质量百分比含量为10％，所述NaClO投加量按照如下算式计算：
V2＝q×(b–a)(3)
式(3)中b和a的单位均为g/L，V2的单位是L/m3，即每立方米或者每吨水中需要投加的次氯酸钠的体积；
式(3)中q是系数，q的取值范围是9-11之间。
优选的，所述q取值范围的优选值是9.3-10.2之间。
采用上述方法所制得的干污泥可进行铬泥资源化处理，具体的，污泥压滤系统压滤出的干污泥根据处理工艺的不同最终可制成不同的制成品。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种用于镀铬废水危废减量及铬泥资源化的方法，具备以下有益效果：
1、利用废水中原有的Fe3+作为UV/Fenton处理过程的催化剂，UV/Fenton处理过程中无需外加催化剂也无新增污泥量，由于废水中原有Fe3+含量较多使UV/Fenton反应速度较快，可以在30min之内完成，因而设备投资较低；
2、经过UV/NaClO处理后，废水中存在的Cr3+被氧化成了Cr6+，可以避免后续处理过程中铬的流失，对于镀铬废水中可能混入的氰而言，UV/NaClO可以实现高效快速破氰，经过UV/Fenton→UV/NaClO两级氧化，废水中的有机污染物的大部分及可能混入的氰均被除去，有利于后续沉淀除去废水中的Cu2+、Ni2+等重金属污染物，实现杂质离子与铬的分离，因而，最终制得的含铬化合物纯度得到了有效的提高；
3、废水中重金属污染物铬的资源化回收，使电镀铬废水处理中产生的固体危险废弃物减少了99％以上，降低了污泥处置成本；
4、经过处理后的废水，其中的各项污染物指标均得到了有效降低，利于后续处理或排放。
（发明人：衡云华;康佑军;徐泸军;王辉;周帅;莫柱金）