铬酸废水处理方法及处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铬酸废水处理方法，包括将铬酸废水与阴、阳离子树脂进行离子交换后，对交换容量饱和后的阴、阳离子树脂逆洗及重生所产生的废水在隔膜电解槽内进行处理；还公开了一种铬酸废水处理系统，用于对生产系统所产生的铬酸废水进行处理，包括阳极树脂槽；阴极树脂槽；再生及逆洗废水收集槽；再生水存储槽；隔膜电解槽，用于对混合废液进行电解处理，隔膜电解槽包括槽体，该槽体内还设有离子隔膜，该离子隔膜将槽体分隔为内槽和外槽；该内槽中设有一个阴极板，该外槽中设有阳极板；纯化槽；阴极再生液储存槽，用于储存强碱溶液；阳极再生液储存槽；生产系统的进液口分别与再生水储存槽、纯化槽相连，生产系统的铬酸废水出液口分别与每个阳极树脂槽相连。本发明用于电镀行业等产生铬酸废水的场合。
【专利说明】铬酸废水处理方法及处理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铬酸废水的处理方法，还涉及一种铬酸废水的处理系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中，很多在生产过程中产生铬酸废水的行业，铬酸废水处理所滋生的环保问题一直是个亟待解决的大难题。
[0003]如在电镀行业中，电镀生产过程产生的废水主要来源于镀件清洗、地面冲洗、吊挂具和极板冲洗，废弃槽液更换等，电镀废水包括前处理废水、含铬废水、含铬合物废水、铬酸废水、综合废水等，一般采用废水分类收集、分别处理的工艺。
[0004]其中铬酸废水主要含以酸根阴离子形式存在的Cr042_、硫酸根及以简单的阳离子形态存在的金属离子如Ni2+、Cu2+、Cr6+、Fe3+等，现有技术的处理方法主要有化学还原中和沉淀法及阴、阳离子树脂交换法。用化学还原中和沉淀法处理铬酸废水，需要在铬酸废水中加入沉淀剂及还原剂、凝缩剂，处理I公斤的铬酸会产生10公斤的污泥，处理过程产生大量污泥使排污造成的环保问题突出。目前推广的阴、阳离子树脂交换法，虽然强调做到废水再生利用零排放，但产业界能接受的程度低，因为阴离子树脂有铬酸钠，除了吸附铬酸根还须经过脱钠处理，当吸附使铬酸浓度较高时，对树脂伤害大，且要把铬酸钠清洗干净需要大量纯水，阳极金属杂质的 积累量多，使阳离子交换树脂吸附效果变差，频繁逆洗再生浪费水资源，逆洗再生用的硫酸与片碱其纯度要求高，有的处理方式将铬酸钠及阳极的逆洗液硫酸盐类做成涂料，但这种方式须要专业的统一机构处理，所得到阳极的逆洗液的浓度不高，量也不大造成运送成本相对高，使代处理业运作成本高，使得此方法理论上行得通，实际运营困难，而且不能做到密闭操作，不能使铬酸再利用废水再生，故现有企业宁可选择有污泥外排造成二次污染的化学还原中和沉淀法。
【发明内容】
[0005]本发明解决的第一个技术问题是，提供一种摈弃大量污泥外排、使铬酸废水再生回用并密闭操作的铬酸废水处理方法。
[0006]本发明解决的第二个技术问题是提供一种使用上述铬酸废水处理方法的铬酸废水处理系统。
[0007]本发明解决的第一个技术问题的技术方案是:
一种铬酸废水处理方法，包括以下步骤:
A.将生产系统产生的铬酸废水依次引入装有阳离子交换树脂的阳极树脂槽及装有阴离子交换树脂的阴离子树脂槽内，进行离子交换，该铬酸废水中的重金属离子及铬酸根离子被吸附，所述铬酸废水形成再生水，所述再生水输入再生水储存槽，供生产系统循环使用或供后续处理过程中使用；
B.当经过离子交换的阳离子交换树脂的交换容量接近或达到饱和后，停止向所述阳极树脂槽输入铬酸废水，并将所述阳离子交换树脂用强酸溶液进行再生处理，当阳极树脂槽中的阳极再生废液排出后，用步骤A中得到的再生水进行逆洗处理，使所述阳离子交换树脂恢复交换容量后进行下一轮的循环使用，将所述再生处理及逆洗处理所产生的阳极再生废液及阳极逆洗废液收集待处理；
当经过离子交换的阴离子交换树脂的交换容量接近或达到饱和后，停止向该阴极树脂槽输入铬酸废水，并将该阴离子交换树脂用强碱溶液进行再生处理，当阳极树脂槽中的阳极再生废液排出后，用步骤A中得到的再生水进行逆洗处理，使该阴离子交换树脂恢复交换容量后进行下一轮的循环使用，将再生处理及逆洗处理所产生的阴极再生废液及阴极逆洗废液收集待处理；
C.将该阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液及阴极逆洗废液输入隔膜电解槽中进行电解处理，电解产生的高浓度铬酸混合酸进行纯化处理后输入生产系统进行循环利用，电解产生的高浓度碱性溶液用于该阴离子交换树脂再生处理时循环再利用。
[0008]本发明铬酸废水处理方法的有益效果是:由于上述技术方案采用阴、阳离子交换法与隔膜电解法相互结合，让铬酸废水通过与阴、阳离子交换树脂进行离子交换，使铬酸废水变为可重新回用到生产系统中的再生水；在对阴、阳离子交换树脂进行的再生及逆洗后续处理中，使用再生水代替现有技术的纯净水，节省了纯净水生产的大批设备投入，降低了生产成本，使整个生产过程及生产后续过程中形成封闭式的水循环，减免了水资源的浪费:在进一步的后续处理中，把阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液及阴极逆洗废液输入隔膜电解槽中进行电解处理，根据钠离子的游离性远大于其他金属离子的特性，在通电的情况下，钠离子很容易进入阴极区，而游离性小的金属离子如Fe3+、Cr6+、Ca2+等不能通过隔膜电解槽的离子隔膜而聚集在离子隔膜上靠阳极一侧的表面，形成氧化物或氢氧化物，附着于隔膜靠近阳极的一侧上，很容易用刮削法清除；而离子隔膜靠阴极的一侧的阴极处能够顺利电解出碱，离子隔膜另一侧的阳极处能够电解出酸。利用离子隔膜的区隔，可以很容易的把氢氧化钠、铬酸、硫酸及金属杂质分离出来，且操作程序简单，运作成本低，唯一产生的沉淀物就是在纯化处理时产生的少量的硫酸钡，它可以很容易的与铬酸分离，经过沉淀、收集、清洗也可以成为再生利用的产品，而不必外排，相比现有技术的沉淀中和法每处理I公斤铬酸废水产生10公斤沉淀废物的量，纯化处理时产生的少量的硫酸钡显得微乎其微，使得本发明优越性明显；另一方面，隔膜电解法解除了现有技术中使用离子交换树脂法所产生后续问题:a、电解产生的高浓度碱性溶液用于阴离子交换树脂再生处理时循环再利用，避免了由于逆洗再生用片碱纯度要求高而提高生产成本；还可以进一步提高铬酸的浓度，如在电镀行业中，提高铬酸的浓度使其达到电镀槽的浓度要求以回用到电镀槽，使整个生产过程及生产后续过程中形成封闭式的碱溶液的循环及铬酸溶液的循环，真正做到了密闭循环式生产，无需外排山、避免了由于现有技术中所得到阳极的逆洗液的浓度不高，造成无法回用到生产系统中，量也不大，却找专业的统一机构处理，造成运送成本相对高，使代处理业运作成本高的问题。
[0009]阳离子交换树脂与铬酸废水之间的离子交换过程中的主要化学反应为:铬酸废水中的Fe3+、Ni2+、Cu2+、Cr6+等阳离子和阳离子交换树脂中的阳离子进行交换；阳离子交换反应式如下:
Fe3++3RH=FeR3+3H+
Ni2++2RH=NiR2+2H+Cu2++2RH=Cu R2+2H+
Cr2++3RH=Cr R6+6H+
在各个生产行业中铬酸废水中的阳离子各不相同，如在电镀行业中，根据电镀产品的材质不同而不同，如给铁制产品电镀，则电镀铬酸废水中的阳离子主要为铁离子，给铜制产品进行电镀则电镀铬酸废水中的阳离子主要为铜离子。
[0010]经过阳离子交换后，铬酸废水中的阳离子进入阳离子交换树脂中，阳离子树脂中的氢进入铬酸废水中，使铬酸废水的PH值降低。通过阳离子交换使铬酸废水的PH值进一步降低，从而使铬酸废水中有较多的H+来维持Cr2O72-的存在；另外，较低的PH值也能促进铬酸废水在与阴离子交换树脂阴进行离子交换时，更有利于铬酸根阴离子的吸收。步骤A中阴离子交换的过程中的主要化学反应为:铬酸废水中的Cr2O广，CrO42' CrO42' SO广等阴离子和阴离子交换树脂中的阳阴离子进行交换；阴离子交换反应式如下:
Cr2072>2R0H=R2Cr207+20H-
Cr042>2R0H=R2Cr04+20H-
S042>2R0H=R2S04+20H-
从反应中可以看出，吸附铬酸根阴离子时，同样多的阴离子交换树脂Cr2O72-的交换容量为CrO42-交换容量的两倍，
作为上述技术方案的一个具体方案，步骤B中对阳离子交换树脂进行再生处理的步骤具体为:在阳极树脂槽中加入强酸溶液为浓度为I~4wt%的硫酸溶液，对阳离子交换树脂浸泡时间超过24小时；
或步骤B中对阴离子交换树`脂进行再生处理的步骤具体为:在阴极树脂槽中加入强碱溶液为浓度为I~4wt%的氢氧化钠溶液,对阴离子交换树脂浸泡时间超过24小时；
阳离子交换树脂再生的反应如下:
2FeR3+3H2S04=Fe2 (SO4) 3+6RH
NiR2+H2S04=Ni S04+2RH
CuR2+H2S04=Cu S04+2RH
CrR6+3H2S04=Cr (SO4) 3+6RH
阴离子交换树脂再生反应如下:
R2Cr207+2Na0H=Na2Cr207+2R0H
R2Cr04+2Na0H=Na2Cr04+2R0H
R2S04+2Na0H=Na2S04+2R0H
阴离子再生处理产生的产物主要为Na2Cr2O7和Na2S04。
[0011]作为对上述技术方案的进一步改进，浸泡时间在24小时至48小时之间。这个时长比较合理，既使阳离子交换树脂再生或阴离子交换树脂再生完全，又控制在最大限度地提高生产效率的范围内。
[0012]作为上述技术方案的一个具体方案，步骤C中的隔膜电解槽被离子隔膜分为外槽和内槽，离子隔膜内侧的内槽为阴极，离子隔膜外侧的外槽为阳极，该阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液和阴极逆洗废液输入外槽中，进行电解前，往内槽加入再生水，并在内槽的再生水中注入氢氧化钠溶液，使内槽中的氢氧化钠溶液浓度达到lwt%，内槽中的再生水液位高度与外槽液位高度一致，用于电解的电流密度为2~5A/d m2、电压为15~30V ；电解反应过程中，内槽中氢氧化钠浓度逐渐升高，当氢氧化钠浓度大于或等于4wt%时，将内槽中氢氧化钠溶液降浓度处理:移出部分内槽中氢氧化钠溶液供步骤B中的阴离子交换树脂的再生处理过程使用，所造成的液位下降由加入纯净水或再生水到阴极一侧进行补充，使内槽中氢氧化钠溶液的浓度从4wt%降低到1?〖％左右；定期将沉淀在离子隔膜上的金属离子氧化物剔除；电解时外槽中生成铬酸混合酸，随着铬酸混合酸浓度升高，定期将外槽中的高浓度铬酸混合酸引出外槽并进行纯化处理后输入生产统进行循环利用，阳极水位下降时输入阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液和阴极逆洗废液进行补充；步骤C中的纯化处理为:首先停止阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液和阴极逆洗废液进入隔膜电解槽中，再确定钠离子几乎游离到阴极中，这可从电流趋向近于零为标准，然后将阳极电解出的高浓度
将阳极电解出的高浓度铬酸混合酸，加入碳酸钡，搅拌后静置分离，上层溶液成为纯铬酸，将所述纯铬酸输回生产系统中继续使用。该具体方案使生产操作管理过程简单，只要定期对内槽的氢氧化钠溶液进行降浓度处理，定期对外槽的铬酸混合酸溶液进行降浓度处理，以及定期刮除附着在离子隔膜上的金属氧化物或氢氧化物即可，无需浪费人力守在岗位上。
[0013]电解处理过程中，在离子隔膜靠阴极的一侧的阴极处的反应为:
H20=2H++0H-
Na++0H-=Na0H
阴极电解出碱，可以被回收继续使用。
[0014]在离子隔膜靠阳极的一侧的反应为:
Fe3++0H-=Fe (OH)3 I 如铁类的其他金属阳离子沉淀在离子隔膜靠阳极一侧的表面，可以被定期刮除。
[0015]在离子隔膜靠阳极一侧的阳极处的反应为:
H20=2H++0H-
Cr2072-+H+=H2Cr207
so42-+h+=h2so4
阳极电解出的铬酸混合酸通过纯化后去除硫酸后可以加入生产系统继续使用。
[0016]步骤C中的纯化处理为将阳极电解出的高浓度铬酸混合酸输入纯化槽中，加入碳酸钡，搅拌后静置分离，取上层溶液加入生产系统中继续使用。
[0017]纯化反应为:
BaC03+H2S04=BaS04 I +H2CHCO2 ?
硫酸生成硫酸钡沉淀，使得铬酸的纯度增加。
[0018]作为对上述技术方案的进一步改进，纯铬酸经过加热浓缩达到生产系统的浓度要求。
[0019]本发明解决的第二个技术问题的技术方案是:
一种铬酸废水处理系统，用于对生产系统所产生的铬酸废水进行处理，包括: 阳极树脂槽，该阳极树脂槽有P套，P ^ 1，各个阳极树脂槽并行连接，阳极树脂槽内装有阳离子交换树脂，用于与铬酸废水进行离子交换，并用于对阳离子交换树脂进行再生处理及逆洗处理；阴极树脂槽，该阴极树脂槽有Q套，1，各个阴极树脂槽并行连接，阴离子树脂槽内装有阴离子交换树脂，用于与铬酸废水进行离子交换，并用于对阴离子交换树脂进行再生处理及逆洗处理；
再生及逆洗废水收集槽，用于收集每个阳极树脂槽所排出的阳极再生废液及阳极逆洗废液，还收集每个阴极树脂槽所排出的阴极再生废液及阴极逆洗废液，再生及逆洗废水收集槽内的液体成为混合废液；
再生水存储槽,用于收集每个阴极树脂槽排出的再生水；
隔膜电解槽，用于对混合废液进行电解处理，隔膜电解槽包括槽体，该槽体内还设有离子隔膜，该尚子隔膜将槽体分隔为内槽和外槽；该内槽中设有一个阴极板，该外槽中设有阳极板；
纯化槽，该纯化槽的进液口与该外槽相连；
阴极再生液储存槽，用于储存强碱溶液，该阴极再生液储存槽的出液口分别与每个阴极树脂槽相连，该阴极再生液储存槽的进液口与内槽相连；
阳极再生液储存槽，用于储存强酸溶液，该阳极再生液储存槽的出液口分别与每个阳极树脂槽相连；
生产系统的进液口分别与再生水储存槽、纯化槽相连，生产系统的铬酸废水出液口分别与每个阳极树脂槽相连；
再生水储存槽的进液口分别与每个阴极树脂槽相连；再生水存储槽的出液口还分别与阴极树脂槽、阳极树脂槽、内槽相连；
再生及逆洗废水收集槽的进液口分别与每个阳极树脂槽、每个阴极树脂槽相连，出液口与隔膜电解槽中的外槽相连；` 该相连均为配备管道阀门的可控连接，各个槽之间有液位高度差或设置有泵。
[0020]本发明铬酸废水处理系统的有益效果是:由于上述技术方案采用Q套阴极树脂槽及P套阳极树脂槽各个并行配备管道阀门可控连接，使得系统的运作仅通过控制阀门来进行，铬酸废水处理系统与生产系统一起使用，无需进行各个环节物料转移时的搬运，节省了人力，降低了生产成本。
[0021]具体操作如下，当P=l，Q=I时，整个铬酸废水处理系统间歇式运作，首先启动生产系统的铬酸废水出液口与阳极树脂槽相连的管道阀门，使铬酸废水进入阳极树脂槽，然后进入阴极树脂槽，使铬酸废水变成再生水后进入再生水储存槽备用；当阳离子交换树脂及阴离子交换树脂饱和或接近饱和后，关闭生产系统的铬酸废水出液口与阳极树脂槽相连的管道阀门，并关闭阴极树脂槽与再生水储存槽之间的管道阀门，然后开启阳极再生液储存槽的出液口与阳极树脂槽之间的管道阀门，使阳极再生液储存槽的强碱溶液输入阳极树脂槽，达到液位高度要求后关闭该阀门，开启阴极再生液储存槽的出液口与阴极树脂槽之间的管道阀门，使阴极再生液储存槽的强酸溶液输入阴极树脂槽，达到液位高度要求后关闭该阀门，对阳离子交换树脂、阴离子交换树脂进行再生处理，完成再生处理后，分别打开阳极树脂槽、阴极树脂槽与再生及逆洗废水收集槽的进液口之间的管道阀门，排空阳极再生废液及阴极再生废液后，打开再生水存储槽的出液口与阴极树脂槽、阳极树脂槽之间的管道阀门，使再生水分别对阳离子交换树脂、阴离子交换树脂进行逆洗，所产生的阳极逆洗废液及阴极逆洗废液继续排进再生及逆洗废水收集槽，完成逆洗并排空废液后，关闭阳极树脂槽、阴极树脂槽与再生及逆洗废水收集槽的进液口之间的管道阀门，启动生产系统的铬酸废水出液口与阳极树脂槽相连的管道阀门，进行铬酸废水处理的下一轮循环。对再生及逆洗废水收集槽的混合废液处理:打开再生及逆洗废水收集槽出液口与隔膜电解槽的外槽之间的管道阀门，使混合废液输入外槽中，打开再生水存储槽的出液口与内槽之间的管道阀门，往内槽输入再生水，并在内槽的再生水中注入氢氧化钠溶液，使内槽中的氢氧化钠溶液浓度达到lwt%，内槽中的再生水液位高度与外槽液位高度一致；电解反应过程中，内槽中氢氧化钠浓度逐渐升高，当氢氧化钠浓度大于或等于4wt%时，将内槽中氢氧化钠溶液降浓度处理:打开内槽与阴极再生液储存槽的进液口之间的管道阀门，使内槽中氢氧化钠溶液部分输入到阴极再生液储存槽，然后关闭该阀门，并打开内槽与再生水储存槽之间的管道阀门，再生水补充到内槽，使内槽液位维持与外槽液位高度一致，内槽中氢氧化钠溶液的浓度从4wt%降低到1?丨％左右；定期将沉淀在离子隔膜上的金属离子氧化物剔除；电解时外槽中生成铬酸混合酸，当铬酸混合酸浓度升高至可供电镀槽使用的浓度后，打开外槽与纯化槽之间的管道阀门，将外槽中的高浓度铬酸混合酸输入纯化槽并关闭该阀门，再打开再生及逆洗废水收集槽出液口与外槽之间的管道阀门，输入混合废液进行补充维持外槽的液位与内槽一致，高浓度铬酸混合酸经过纯化处理后，打开纯化槽出液口与生产系统进液口之间的管道阀门，将经过纯化的高浓度铬酸输入生产系统进行循环利用。
[0022]当P > 1，Q > I时，铬酸废水处理系统的运作与上述的运作基本相同，其区别在于，将Q套阴极树脂槽及P套阳极树脂槽分成两组或两组以上，每次运作只启动其中一组阳极树脂槽及阴极树脂槽与生产系统的铬酸废水出液口之间的管道阀门，关闭其他组与生产系统的铬酸废水出液口之间的管道阀门，直到启动的那一组在处理铬酸废水自身达到饱和或接近饱和后，关闭管道阀门停止铬酸废水的进入，同时启动其他组与生产系统的铬酸废水出液口之间的管道阀门，如此进行轮值，使得饱和或接近饱和的那一组在进行再生及逆洗的时候，系统对铬酸废水处理连续操作，不需间歇式操作。
[0023]作为对上述技术方案 的进一步改进，还包括加热浓缩槽，该加热浓缩槽的进液口、出液口分别与纯化槽及生产系统的进液口进行串接。该改进使得铬酸废水处理系统对从纯化槽得到的纯铬酸的浓度可调节，能达到生产系统的要求。
[0024]作为对上述技术方案的一个具体方案，槽体为塑料槽体，该离子隔膜为N个紫砂缸，N≤1，该紫砂缸为容积为60~100L、透水性为0.01~0.05ml/d m2天、烧结温度为1000~1200°C的紫砂缸；该的阳极板和阴极板之间所加载的用于电解的电流密度为2~5A/d m2、电压为15~30V ;该阴极板为圆柱形不锈钢筒体，该阳极板为镀铬铅板，该圆柱形不锈钢筒体上布满沿径向贯穿筒体壁的小孔。紫砂缸因含有定量的石英砂，在高温烧结下保有一定的透水性，比一般陶瓷更能耐铬酸的浸蚀；即使长期使用的条件下，其透水性仍保持不变；在多个紫砂缸连接使用时，电流的分布依然均匀，使得电解再生效果好。因为阴极板做成圆柱形，可使其达到低电流且电流分布均匀，使阴极液能以铬酸根的形态往阳极游离，而使铬酸铁沉淀，达到快速有效除去金属杂质。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明的铬酸废水的处理方法的实施例二的阴极氢氧化钠浓度曲线图；
图2是本发明的铬酸废水的处理方法的实施例三的阴极氢氧化钠浓度曲线图；图3是本发明的铬酸废水的处理系统的实施例一的方框示意图；
图4是本发明的铬酸废水的处理系统的实施例一中铬酸电解隔膜槽的结构示意图；
图5是本发明的铬酸废水的处理系统的实施例一中铬酸电解隔膜槽的阴极板主视图； 图6是图5的俯视图；
图7是本发明的铬酸废水的处理系统的实施例二的方框示意图；
图8是本发明的铬酸废水的处理系统的实施例二另一种状态的方框示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0027]本发明的铬酸废水的处理方法的实施例一 首先将铬酸废水注入装有阳离子交换树脂的阳极树脂槽进行离子交换，然后再将从阳极树脂槽流出的铬酸废水注入装有阴离子交换树脂的阴离子树脂槽，铬酸废水变成符合排放标准的再生水，再生水输入再生水储存槽备用；当经过离子交换的阳离子交换树脂的交换容量接近或达到饱和后，停止向阳极树脂槽输入铬酸废水，并将阳离子交换树脂用浓度为I~4wt%的硫酸溶液对阳离子交换树脂浸泡时间超过48小时，此时硫酸溶液变成了阳极再生废液，将阳极再生废液收集待处理，用再生水对阳离子交换树脂进行逆洗，将逆洗所产生的阳极逆洗废液收集待处理；阳离子交换树脂恢复交换容量后进行下一轮的循环使用。
[0028]当经过离子交换的阴离子交换树脂的交换容量接近或达到饱和后，停止向阴极树脂槽输入铬酸废水，并将阴离子交换树脂用浓度为I~4wt%的氢氧化钠溶液对阳离子交换树脂浸泡时间超过48小时，此时氢氧化钠溶液变成了阴极再生废液，将阴极再生废液收集待处理，用再生水对阴离子交换树脂进行逆洗，将逆洗所产生的阴极逆洗废液收集待处理；阴离子交换树脂恢复交换容量后进行下一轮的循环使用。
[0029]隔膜电解槽的槽体被内置的两个容积各60L的陶瓷缸分为外槽和内槽，陶瓷缸作为离子隔膜，陶瓷缸内侧为阴极，陶瓷缸外侧的外槽为阳极，用于电解的电流密度为2~5A/d m2、电压为15~30V ;温度为50°C。
[0030]将阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液和阴极逆洗废液收集在一起成为混合废液，将混合废液输入外槽中，往陶瓷缸内加入再生水,并在陶瓷缸内的再生水中注入NaoH溶液，使陶瓷缸内的再生水含NaoH的浓度为lwt%左右，陶瓷缸内的再生水液位高度与外槽液位高度一致。
[0031]电解反应过程中，陶瓷缸中氢氧化钠浓度逐渐升高，当氢氧化钠浓度大于或等于4wt%时，将陶瓷缸中氢氧化钠溶液降浓度处理:移出部分陶瓷缸中氢氧化钠溶液存储备用，所造成的液位下降由加入再生水到阴极一侧进行补充，使陶瓷缸中氢氧化钠溶液的浓度从4wt%降低到1被％左右；定期将沉淀在陶瓷缸外壁上的金属离子沉淀物剔除；电解时外槽中生成铬酸混合酸，当铬酸混合酸浓度升高达到生产系统使用要求时，将外槽中的高浓度铬酸混合酸引出外槽并进行纯化处理，纯化处理为将高浓度铬酸混合酸，加入碳酸钡，搅拌后静置分离，上层溶液成为纯铬酸，将纯铬酸输回生产系统中继续使用，阳极水位下降时输入混合废液进行补充；从陶瓷缸中移出的氢氧化钠溶液，供步骤阴离子交换树脂的再生处理过程使用。[0032]本发明的铬酸废水的处理方法的实施例二
本实施例与络酸废水的处理方法的实施例一基本相同，其区别在于，隔膜电解槽的电解操作:取阴极逆洗液500L内含10g/L的铬酸钠放入隔膜电解槽的外槽，陶瓷缸内加入再生水，并在陶瓷缸内的再生水中注入1%的NaoH溶液经滴定分析NaoH浓度为6.33g/L，陶瓷缸内的再生水液位高度与外槽液位高度一致，操作条件:温度:50°C。通电进行电解，电解120小时过程中外槽增加混合废液240L，陶瓷缸补充再生水40L。随着时间的推移，陶瓷缸内的NaoH溶液浓度发生变化，其变化值与电解时间对应列表如下:
【权利要求】
1.一种铬酸废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤: A.将生产系统产生的铬酸废水依次引入装有阳离子交换树脂的阳极树脂槽及装有阴离子交换树脂的阴离子树脂槽内，进行离子交换，所述铬酸废水中的重金属离子及铬酸根离子被吸附，所述铬酸废水形成再生水，所述再生水输入再生水储存槽，供生产系统循环使用或供后续处理过程中使用； B.当经过离子交换的阳离子交换树脂的交换容量接近或达到饱和后，停止向所述阳极树脂槽输入铬酸废水，并将所述阳离子交换树脂用强酸溶液进行再生处理，当阳极树脂槽中的阳极再生废液排出后，用步骤A中得到的再生水进行逆洗处理，使所述阳离子交换树脂恢复交换容量后进行下一轮的循环使用，将所述再生处理及逆洗处理所产生的阳极再生废液及阳极逆洗废液收集待处理； 当经过离子交换的阴离子交换树脂的交换容量接近或达到饱和后，停止向所述阴极树脂槽输入铬酸废水，并将所述阴离子交换树脂用强碱溶液进行再生处理，当阳极树脂槽中的阳极再生废液排出后，用步骤A中得到的再生水进行逆洗处理，使所述阴离子交换树脂恢复交换容量后进行下一轮的循环使用，将所述再生处理及逆洗处理所产生的阴极再生废液及阴极逆洗废液收集待处理； C.将所述阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液及阴极逆洗废液输入隔膜电解槽中进行电解处理，电解产生的高浓度铬酸混合酸进行纯化处理后输入生产系统进行循环利用，电解产生的高浓度碱性溶液用于所述阴离子交换树脂再生处理时进行循环再利用。
2.根据权利要求1所述的铬酸废水处理方法，其特征在于: 步骤B中对阳离子交换树脂进行再生处理的步骤具体为:在阳极树脂槽中加入强酸溶液为浓度为I~4wt%的硫酸溶液，对阳离子交换树脂浸泡时间超过24小时； 或步骤B中对阴离子交换树脂进行再生处理的步骤具体为:在阴极树脂槽中加入强碱溶液为浓度为I~4wt%的氢氧化钠溶液,对阴离子交换树脂浸泡时间超过24小时。
3.根据权利要求2所述的铬酸废水处理方法，其特征在于:所述浸泡时间在24小时至48小时之间。
4.根据权利要求1所述的铬酸废水处理方法，其特征在于: 步骤C中所述的隔膜电解槽被离子隔膜分为外槽和内槽，离子隔膜内侧的内槽为阴极，离子隔膜外侧的外槽为阳极，所述阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液和阴极逆洗废液输入所述外槽中，进行电解前，往所述内槽加入所述再生水，并在所述内槽的再生水中注入氢氧化钠溶液，使所述内槽中的氢氧化钠溶液浓度达到lwt%，所述内槽中的再生水液位高度与所述外槽液位高度一致，用于电解的电流密度为2~5A/d m2、电压为15~30V ； 电解反应过程中，所述内槽中氢氧化钠浓度逐渐升高，当氢氧化钠浓度大于或等于4wt%时，将所述内槽中氢氧化钠溶液降浓度处理:移出部分所述内槽中氢氧化钠溶液供步骤B中的阴离子交换树脂的再生处理过程使用，所造成的液位下降由加入纯净水或再生水到阴极一侧进行补充，使所述内槽中氢氧化钠溶液的浓度从4wt%降低到1被％左右；定期将沉淀在离子隔膜上的金属离子氧化物剔除；电解时所述外槽中生成铬酸混合酸，随着所述铬酸混合酸浓度升高，定期将所述外槽中的高浓度铬酸混合酸引出所述外槽并进行纯化处理后输入生产统进行循环利用，阳极水位下降时输入阳极再生废液、阳极逆洗废液、阴极再生废液和阴极逆洗废液进行补充； 步骤C中所述的纯化处理为将阳极电解出的高浓度铬酸混合酸，加入碳酸钡，搅拌后静置分离，上层溶液成为纯铬酸，将所述纯铬酸输回生产系统中继续使用。
5.根据权利要求4所述的铬酸废水处理方法，其特征在于:所述纯铬酸经过加热浓缩达到生产系统的浓度要求。
6.一种铬酸废水处理系统，用于对生产系统所产生的铬酸废水进行处理，其特征在于，包括: 阳极树脂槽，所述阳极树脂槽有P套，P≥1，各个所述阳极树脂槽并行连接，所述阳极树脂槽内装有阳离子交换树脂，用于与所述铬酸废水进行离子交换，并用于对所述阳离子交换树脂进行再生处理及逆洗处理； 阴极树脂槽，所述阴极树脂槽有Q套，Q ≥1，各个所述阴极树脂槽并行连接，所述阴离子树脂槽内装有阴 离子交换树脂，用于与所述铬酸废水进行离子交换，并用于对所述阴离子交换树脂进行再生处理及逆洗处理； 再生及逆洗废水收集槽，用于收集每个所述阳极树脂槽所排出的阳极再生废液及阳极逆洗废液，还收集每个所述阴极树脂槽所排出的阴极再生废液及阴极逆洗废液，所述再生及逆洗废水收集槽内的液体成为混合废液； 再生水存储槽，用于收集每个所述阴极树脂槽排出的再生水； 隔膜电解槽，用于对所述混合废液进行电解处理，所述的隔膜电解槽包括槽体，所述槽体内还设有离子隔膜，所述离子隔膜将槽体分隔为内槽和外槽；所述内槽中设有阴极板，所述外槽中设有阳极板； 纯化槽，所述纯化槽的进液口与所述外槽相连； 阴极再生液储存槽，用于储存强碱溶液，所述阴极再生液储存槽的出液口分别与每个所述阴极树脂槽相连，所述阴极再生液储存槽的进液口与内槽相连； 阳极再生液储存槽，用于储存强酸溶液，所述阳极再生液储存槽的出液口分别与每个所述阳极树脂槽相连； 所述生产系统的进液口分别与再生水储存槽、纯化槽相连，所述生产系统的铬酸废水出液口分别与每个阳极树脂槽相连； 所述再生水储存槽的进液口分别与所述每个阴极树脂槽相连；再生水存储槽的出液口还分别与所述阴极树脂槽、所述阳极树脂槽、所述内槽相连； 所述再生及逆洗废水收集槽的进液口分别与每个阳极树脂槽、每个阴极树脂槽相连，出液口与隔膜电解槽的所述外槽相连； 所述相连均为配备管道阀门的可控连接，所述槽之间有液位高度差或设置有泵。
7.根据权利要求6所述的一种铬酸废水处理系统，其特征在于，还包括加热浓缩槽，所述加热浓缩槽的进液口、出液口分别与所述纯化槽及所述生产系统的进液口进行串接。
8.根据权利要求6所述的一种铬酸废水处理系统，其特征在于， 所述槽体为塑料槽体，所述离子隔膜为N个紫砂缸，N ≥ 1，所述紫砂缸为容积为60~100L、透水性为0.01~0.05ml/d m2天、烧结温度为1000~1200°C的紫砂缸； 所述的阳极板和阴极板之间所加载的用于电解的电流密度为2~5A/d Hf、电压为.15 ~30V ；所述阴极板为圆柱形不锈钢筒体，所述阳极板为镀铬铅板；所述圆柱形不锈 钢筒体上布满沿径向贯穿筒体壁的小孔。
【文档编号】C02F9/06GK103833167SQ201410093510
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】黄运富 申请人:黄运富