专利名称：一种含六价铬的废水处理方法
技术领域：
本发明涉及废水处理方法，特别是含六价铬的废水处理方法。
在电镀、金属表面酸洗处理、皮革加工、染色、彩色印刷、冶金、化工、制药等工业废水中会含六价铬，同时，往往还含有铜、镍、铅、锌、镝，有时还有砷、汞等，其中六价铬的处理比较复杂。因为六价铬毒性很强，环保局对含六价铬的废水排放标准很严格(0.5mg/l以下)，企业不得不投入大量资金安装二级、三级处理设备，成本很高。
目前，常用的处理方法有亚硫酸法、铁粉法和硫酸亚铁吸附还原沉淀法。
亚硫酸法为用烧硫磺汽体通入含铬废水，使Cr6+→Cr3+，然后用石灰中和，使Cr3+等沉淀，除Cr6+率能达85%，但缺点是SO2气体有毒，设备庞大，效率低，除渣量大，原水Cr6+含量不能太高。
铁粉法是利用铬酸根(Cr2O2-7、CrO2-4)的强氧化作用，使Fe0→Fe++→Fe+++，同时在铬酸根离子中的六价铬被还原成无毒的三价格，Cr6+→Cr3+。若铁粉用量较大，反应时间较长(长期搁置)时，可能把几乎全部(近100%)的Cr6+还原成Cr3+，但由于用铁粉太多，反应时间太长(5小时以上)，渣量大，逐渐被陶汰。
硫酸亚铁法是先把铁粉化合成硫酸亚铁(FeSO4)，用一定量的水加以稀释，用NaOH中和，滤去80～90%水，用其沉渣处理含铬废水，使Cr6+→Cr3+，借助滤网和负压抽水，得到接近中性清水，排放，沉渣处理。该法的缺点是硫酸亚铁在水中的解离能力低、用量大、效率低，处理剂不能充分有效利用，由于处理剂预先中和，滤去水，这种中和后的处理剂易氧化，不能长期保存。
本发明的目的是提供一种快速高效、简便易行地处理含六价铬的废水的方法。
以下百分比均为重量百分比。
本发明的方法为配制含2～90%铁粉和/或铁屑、1～97%的浓盐酸(含HCl36%)和1～80%水的处理剂，该处理剂还可进一步含0～3%的木炭粉，0～10%的炉灰渣、0～1%的锌粉;使上述处理剂与含六价铬的废水混合并搅拌，然后向上述混合物中加入含41～55%氢氧化钠和/或氢氧化钾、41～55%的水、0～1%的聚丙烯酰胺和0～3%的7水氢氧化钡(Ba(OH)2·7H2O)的凝集剂，并搅拌。
本发明的方法中废水中Cr6+毫克数与处理剂的毫升数的比例优选为10∶1。凝集剂优选为含聚丙烯酰胺、氢氧化钡、和氢氧化钠和/或钾的饱和水溶液。其用量优选为处理剂的1/2。
本发明方法中的处理剂为混浊液，可长期存放，不变质、不氧化、不失效。本发明的废水处理过程的反应式为
处理剂混浊液加入废水中后搅拌，然后加入凝集剂，使水溶液保持中偏碱性(PH7～8)，3价铁、3价铬形成凝胶体，同时由于炉灰渣释放的氢氧化铝和大量偏硅酸(H2SiO3)在中偏碱性环境中立即在全溶液范围内形成絮棉状凝胶体吸附和收容所有悬浮固形物(如少量已饱和木炭粉)，铬氢氧化物迅速下沉。生成物Fe(OH)3的K[Fe3+]·[OH-]3为2.0×10-39，Cr(OH)3的K[Cr3+]·[OH-]3为2.0×10-33，两种Ks非常小，只要一形成马上沉淀，水溶液中Fe3+和Cr3+离子不断减少，为完全消除Cr6+，应充分供应Fe2+，即[Cr6+]/[Fe++]≤0.31，优选[Cr6+]/[Fe2+]＝0.0069。
中偏碱性水溶液中，所形成的胶体以Fe(OH)3、Cr2O3·nH2O为主体，附着木炭粉+Al(OH)3+H2SiO3+凝集剂中的高分子链，使全部所形成的固形物一并沉淀干净。
本发明方法中铁粉和盐酸反应很快生成二价铁离子，二价铁离子将六价铬离子还原成无毒的三价铬，在凝集剂的作用下形成沉淀，固液分离后，使废水得到净化。
如果废水中有汞和铅存在，锌粉可与铅、汞等形成合金，一并除去，如果废水中无汞和铅存在，则无需在配制处理剂时加入锌粉。
炉灰渣系铝硅酸盐，和木炭粉如果配比量大，尤其炉灰渣粉不能全分解，按原样参加全部水处理过程，最后留在沉渣中，毫开作用而浪费。
木炭粉、炉灰渣、锌粉优选小于180目，进一步优选小于200目。
凝集剂中优选加入氢氧化钡，其目的是包括Cr6+在内的多数重金属与之结合，立即沉淀，此外可以消除一部分Cl-和砷酸根离子。加入聚丙烯酰胺是为形成高分子链，促进沉淀。
本发明的方法中的氯化亚铁和偏硅酸盐的离解能力比硫酸亚铁强1.85倍，所以用量少，效率高。氯化亚铁在废水中全部解离，被充分利用，中间没有损失。该法处理时间短，所用设备简单，所得沉渣脱水后便形成稳定的难溶性铬铁-铝硅酸盐岩，不会造成二次污染。沉淀渣中含有相当数量的H4SiO4、Al(OH)3、Fe(OH)3，这些物质脱水过程中形成铝硅酸盐，这是非常难溶的物质，把沉渣脱水以后与普通垃圾一样处理，在露天环境、雨水、弱酸水、弱碱水、甚至强酸中也绝不溶出Cr6+，只是在碱水中略有Cr6+溶解，参见下表实验沉渣溶解(二次污染)实验
可见，沉渣的处理应避免与强碱混合堆放。最安全的处理方法是把沉渣与煤粉混合烧结合成尖晶石类矿物，回归大自然。当然，渣中铬含量很高时，可以回收利用。
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例将由26.44%的铁粉、34.50%的浓盐酸(含HCl36%的水溶液)、0.26%的木炭粉(200目)、1.33%的炉灰渣(200目)、0.13%的锌粉(200目)和37.34%的自来水构成的处理剂与废水10mgCr6+/1ml处理剂的配比混合，用搅拌机搅拌3分钟，加入处理剂的1/2量的47.7%的氢氧化钠、2%的Ba(OH)2·7H2O、0.3%的聚丙烯酰胺和50%的自来水构成的凝集剂，搅拌3分钟，然后静置7分钟，形成上层清水、下层沉淀渣，上层清水回收利用或排放，将下层沉淀渣脱水，与普通垃圾一样处理。
废水试验及其处理结果如下表所示<
<p>续前表
上述方案及实施例仅起说明作用，本领域的技术人员可对本发明作出许多改变或改进，但不脱离本发明的实质和权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种含六价铬的废水处理方法，其特征是配制重量百分数为含2～90%铁粉和/或铁屑、1～97%浓盐酸(含HCl36%)、1～80%水、0～3%木炭粉、0～10%炉灰渣和0～1%锌粉的处理剂，将该处理剂与废水混合，搅拌，加入重量百分数为含41～55%氢氧化钠和/或氢氧化钾、41～55%水、0～1%聚丙烯酰胺和0～3%的Ba(OH)2·7H2O的凝集剂，并搅拌。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是废水与所述处理剂以10mgCr6+/1ml处理剂的配比混合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是凝集剂用量(重量)为处理剂的1/2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是木炭粉、炉灰渣和锌粉小于180目。
5.如权利要求4所述的方法，其特征是木炭粉、炉灰渣和锌粉小于200目。
6.如权利要求1所述的方法，其特征是加凝集剂、搅拌后静置，然后固液分离。
全文摘要
本发明公开了一种含六价铬的废水处理方法。该方法为向废水中加入含有铁粉、盐酸和水等的处理剂，搅拌，然后加入含氢氧化钠和水等的凝集剂并搅拌。本发明的方法能快速、彻底、简便地处理含六价铬的废水，并不造成二次污染。
文档编号C02F1/56GK1087879SQ9311270
公开日1994年6月15日 申请日期1993年12月22日 优先权日1993年12月22日
发明者金义泽 申请人:金义泽