一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法，所述方法包括如下步骤：对鞣制废水进行简单预处理，去除固体杂质；将所得的去除固体杂质的含铬鞣制废液置于赫尔槽中，加入少量尿素，适量硼酸和甲醇，调节pH；选用镀铱DSA极板作为阳极，经镀前除油、抛光处理的镀件作为阴极，置于电镀槽中；连接脉冲电源；调节极板间距至7.5cm，调节电压使得阴极电极电位维持在-0.96～-1.1V之间，电流密度为8～35A／dm2；机械搅拌，电解。本发明技术处理过的含铬鞣制废水出水Cr含量比现有碱沉淀技术明显降低，可以大幅度降低废水中铬含量，实现了金属铬的回收利用，解决当前鞣制废水碱沉淀技术中面临的含铬污泥量大、处置费用高的问题。
【专利说明】一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法。
【背景技术】
[0002]制革鞣制工段产生的废水呈酸性，含有大量的三价铬、氯化物、甲酸盐等蒙囿剂以及胶原的水解产物等。由于铬属于一类优先控制污染物，因此含铬鞣制废水必须进行单独处理，达到相应排放标准后才能进入综合废水进行集中处理，由此产生的含铬污泥作为危险性固体废弃物必须交由具有处理资质的部门进行专门的无害化处理。现有的鞣制废水处理技术主要是碱沉淀法，该方法处理费用低、操作简单、该方法可有效的将鞣制废水中的铬去除并达到1.5mg / L以下的排放标准，因此成为多数制革企业优先选择的方法，但产生的含铬污泥量大，铬浓度偏低，其处置费用达到2000~4000元/吨，给制革企业带来了沉重的负担。
[0003]近年来随着制革技术的不断革新以及市场对革制品花色品种的需要，铬鞣过程中新型化学品种类逐渐增加，同时铬鞣废水的不断循环利用，使含铬废液中物质越来越复杂，其中大量存在的有机化合物会与铬离子形成稳定的螯合物，使铬离子和碱发生沉淀并不能有效的将鞣制废水中的铬完全去除，废液中仍会残留有一定量的铬，处理后出水很难达标，导致后续废水处理过程产生的污泥中含铬量超标，使一般固体废弃物向危废转变，由此造成的环境风险激剧增加，急需研发新型的含铬鞣制废水处理技术，以实现铬污泥的大幅度减量，直接在废水处理过程中实现铬的资源化，降低处置费用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法，实现鞣制废水的有效处理以及鞣制废水中金属铬的回收。
[0005]本发明的一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法，所述方法包括如下步骤:
[0006](1)对鞣制废水进行简单预处理，去除固体杂质；
[0007](2)将步骤(1)所得的去除固体杂质的含铬鞣制废液置于赫尔槽中，加入少量尿素，与原废水中含有的甲酸构成甲酸-尿素体系电镀基础液，在甲酸存在的条件下，Cr (III)与COO-形成电活性较强的中间体，再加适量硼酸作为缓冲剂，调节pH，使得溶液中Cr以较易析出的配合物形式存在，同时添加一定量甲醇作为阻氢剂，以提高阴极的析氢电势，增加铬的层析量；
[0008](3)选用镀铱DSA极板作为阳极，经镀前除油、抛光处理的镀件作为阴极，置于电镀槽中；
[0009](4)连接脉冲电源；调节极板间距至7.5cm，调节电压使得阴极电极电位维持在-0.96~-1.1V之间，电流密度为8~35A / dm2 ；
[0010](5)机械搅拌，电镀。
[0011]所述步骤(2)中pH小于4.0。[0012]所述步骤(3)中的极板面积比为S阴:Sp0=I: 1.5~2.0。
[0013]所述步骤(3)中的电解槽分为阴极区和阳极区，可以有效的防止反应过程产生的六价铬对电镀过程的干扰。
[0014]电沉积技术中，影响铬沉积的主要限速步骤是是Cr(III)转化为Cr(0)。而溶液介质的成分会对该过程产生影响，已有的电化学研究表明，电镀液中加入甲酸可以促进电反应性较强的中间体形成，从而加快铬的沉积。制革鞣制过程中通常为加速铬向皮中的渗透，在鞣制前的浸酸过程中加入了大量甲酸等低分子有机酸，本发明技术充分利用该性质，促进鞣制废水的处理和铬回收效率的提升。
[0015]本发明将皮革鞣制废水与电化学技术有效结合，采用电沉积的方法实现高铬含量主鞣废水的处理，通过极板材料的选择、电流密度的优化及电沉积溶液介质成分的调控，实现主鞣废水的有效处理以及鞣制废液中金属铬的回收。本发明处理过的含铬鞣制废水出水Cr含量比现有碱沉淀技术明显降低，可以完全达标排放，实现了金属铬的回收利用，解决当前碱沉淀技术中面临的含铬污泥处置难度大、费用高的问题。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]实施例一
[0018]取150mL去除固体杂质的含铬鞣制废液于200mL赫尔槽中，加入0.3mol尿素、30mL甲醇。调节pH值2~3，加入硼酸缓冲剂7g，使反应过程中pH维持在3.0~4.0范围内。电镀液所处温度为20~40°C。以镀铱DSA极板为阳极,经过镀前预处理的镀件为阴极置于镀液体系中，连接脉冲电源进行电镀，调节极板间距和电压，使得阴极电极电位在-0.96~-1.1V之间，电流密度在20A / dm2，机械搅拌速率为200r / min。电镀时间120min。镀件上形成50 μ m厚的铬镀层，最终实现废液中金属铬的回收，并使得含铬鞣制废水得到有效处理。
[0019]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)对鞣制废水进行简单预处理，去除固体杂质； (2)将步骤(1)所得的去除固体杂质的含铬鞣制废液置于赫尔槽中，加入少量尿素，适量硼酸和甲醇，调节pH ； (3)选用镀铱DSA极板作为阳极，经镀前除油、抛光处理的镀件作为阴极，置于电镀槽中； (4)连接脉冲电源；调节极板间距至7.5cm，调节电压使得阴极电极电位维持在-0.96~-1.1V之间，电流密度为8~35A / dm2 ； (5)机械搅拌，电镀。
2.根据权利要求1所述的一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法，其特征在于，所述步骤⑵中pH小于4.0。
3.根据权利要求1所述的一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的极板面积比为S P月:Sp0=I: 1.5~2.0。
4.根据权利要求1所述的一种处理含铬鞣制废水及回收金属铬的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的电镀槽分 为阴极区和阳极区。
【文档编号】C02F1/461GK103695970SQ201310711798
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】马宏瑞, 花莉, 马鹏飞, 潘丙才, 吕向菲 申请人:陕西科技大学, 南京大学