专利名称：利用香蕉皮处理含铬废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理方法，具体的说是利用香蕉皮处理含铬废水的方法。
背景技术：
在冶金，电镀，印染，制革等工业生产过程中都会产生大量含铬废水，这些废水中的主要污染物为六价铬。六价铬对人体健康的危害极大，可使人体的血红蛋白转变为高铁血红蛋白，干扰体内的氧化、还原和水解过程，对消化道、呼吸道、皮肤和粘膜等有严重危害，在一定条件下甚至能诱发癌症，为《污水综合排放标准》GB8978-1996所规定的一类污染物，必须进行处理，达标后才能排放。目前国内外对含铬废水处理的主要方法有化学还原法、电解法、膜分离法、吸附法、离子交换法、生物法等。其中化学还原法因其处理量大、处理效果好被广泛应用，其工艺可以分为2个阶段。首先在pH 0. 5-3的强酸性条件下，用化学还原剂(如硫酸亚铁I^eSO4 · 7H20、亚硫酸氢钠NaHSO3，焦亚硫酸钠Na2S2O5等)把废水中毒性很大的六价铬还原成毒性较低的三价铬；然后调节废水的PH值到碱性，使生成的三价铬转化为氢氧化铬Cr (OH) 3沉淀而去除。虽然化学还原法对含铬废水处理效果好，但工艺复杂，需消耗大量的化学试剂，这些化学试剂价格不菲，增加了生产成本，并且容易造成二次污染。
发明内容
本发明针对上述问题的不足，提供一种利用香蕉皮处理含铬废水的方法，其工艺简单、操作方便，成本低廉。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为
步骤一、取一定量粒径为0. 1-0. 5cm的香蕉皮粉，用去离子水洗涤2次后送入105°C 的烘干箱内，烘干，冷却至室温，备用；
步骤二、取5-20g步骤一中烘干后的香蕉皮粉和50-200mL浓度为21的固化液(固化液成分为海藻酸钠，明胶，壳聚糖中一种或多种)混合均勻，形成混合液，后将混合液加入 50-200mL浓度为0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后将混合物制成2—5mm 的颗粒，备用；
步骤三、将步骤二中粒径为2 — 5mm的混合物颗粒全部加入50_200mL浓度为0. lmol/L 的Cacl2溶液中，静置12小时，后取出，用去离子水洗涤2次，过滤，干燥，制得还原吸附剂，
步骤四、将步骤三中制得的还原吸附剂和含铬废水混合均勻(废水中六价铬与还原吸附剂的质量比为1 :200)，调节pH值至4，后在温度为25°C，搅拌转速为200— 250转/分钟的条件下，反应4一6小时，备用；
步骤五、将步骤四反应后的废水送入离心机内，以1500转/分钟的转速下离心10 分钟。其上清液中六价铬离子和总铬离子浓度均已降至国标下(《污水综合排放标准》 GB8978-1996规定排水中Cr (VI) <0. 5 mg/L且总Cr<l. 5 mg/L)，得到含有三价铬的沉淀物，步骤六、取步骤五中得到的全部沉淀物和50-200mL浓度为lmol/L的盐酸混合均勻，后送入振荡器内，在50—100转/分钟的转速下，解吸4一6小时，后将含有三价铬的解吸混合液送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟，分离，得到三价铬离子的溶液和废还原吸附剂。有益效果
经研究发现香蕉皮中含有大量的还原性物质如还原性多糖、多酚等，对六价铬具有很好的还原能力，其六价铬的还原能力比硫酸亚铁高4倍，是较好的还原剂。同时研究发现香蕉皮中还含有大量的羟基，羧基集团能高效吸附水中的三价铬，因此香蕉皮具有还原六价铬和吸附三价铬的双重功效。但若直接利用香蕉皮粉处理含铬废水会出现下述2个问题 (1)香蕉皮粉粒径小，质地轻，使用后难以从废水中分离出来。(2)香蕉皮粉作为一种天然材料，在水中会释放出一些可溶性有机物导致水体的二次污染。实验中我们发现若采用固化剂对香蕉皮粉进行包裹固化，制备成球状小颗粒可以很好的解决香蕉皮粉在废水中释放可溶性有机物的问题，固化后的释放量仅为固化前的3%，且能通过离心的方法方便的将这种球状小颗粒从废水中分离出来。利用香蕉皮制备成的还原吸附剂处理含铬废水具有成本低廉、处理效果好、工艺简单(在一个反应器内完成了六价铬的还原和三价铬的吸附，省略了化学还原法需加碱沉淀三价铬的工艺)，反应条件温和(PH 4)，能回收三价铬，二次污染小等优点，可为含铬废水的治理提供了一条新的出路，具有相当的经济、社会和环境效益。
具体实施例方式利用香蕉皮处理含铬废水的方法为
步骤一、取一定量粒径为0. 1-0. 5cm的香蕉皮粉，用去离子水洗涤2次后送入105°C 的烘干箱内，烘干，冷却至室温，备用；
步骤二、取5-20g步骤一中烘干后的香蕉皮粉和50-200mL浓度为21的固化液(固化液成分为海藻酸钠，明胶，壳聚糖中一种或多种)混合均勻，形成混合液，后将混合液加入 50-200mL浓度为0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后将混合物制成2—5mm 的颗粒，备用；
步骤三、将步骤二中粒径为2 — 5mm的混合物颗粒全部加入50_200mL浓度为0. lmol/L 的Cacl2溶液中，静置12小时，后取出，用去离子水洗涤2次，过滤，干燥，制得还原吸附剂，
步骤四、将步骤三中制得的还原吸附剂和含铬废水混合均勻(废水中六价铬与还原吸附剂的质量比为1 :200)，调节pH值至4，后在温度为25°C，搅拌转速为200— 250转/分钟的条件下，反应4一6小时，备用；
步骤五、将步骤四反应后的废水送入离心机内，以1500转/分钟的转速下离心10 分钟。其上清液中六价铬离子和总铬离子浓度均已降至国标下(《污水综合排放标准》 GB8978-1996规定排水中Cr (VI) <0. 5 mg/L且总Cr<l. 5 mg/L)，得到含有三价铬的沉淀物，
步骤六、取步骤五中得到的全部沉淀物和50-200mL浓度为lmol/L的盐酸混合均勻，后送入振荡器内，在50—100转/分钟的转速下，解吸4一6小时，后将含有三价铬的解吸混合液送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟，分离，得到三价铬离子的溶液和废还原吸附剂。以下通过三个具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明 实施例一
步骤一、取一定量粒径为0. Icm的香蕉皮粉，然后用去离子水洗涤2次后送入105°C的烘干箱内，烘干，冷却至室温，备用；
步骤二、取5g步骤一中烘干后的香蕉皮粉和50mL浓度为洲的固化液(明胶和壳聚糖)， 混合均勻，形成混合液，后将混合液加入50mL浓度为0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻， 形成混合物，后将混合物制成2mm的颗粒，备用；
步骤三、将步骤二中粒径为2mm的混合物颗粒全部加入50mL浓度为0. lmol/L的Cacl2 溶液中，静置12小时，后取出，用去离子水洗涤2次，过滤，干燥，制得还原吸附剂，备用；
步骤四、取5g步骤三制得的还原吸附剂与500mL浓度为50mg/L含铬废水混合均勻，调节PH值至4，后在温度为25°C，转速为200转/分钟的条件下，反应4小时。在还原吸附剂的作用下，废水中的六价铬被还原为三价铬，然后三价铬被其吸附；
步骤五、将步骤四反应后的废水送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟， 对上清液进行铬含量检测，测得废水中六价铬的含量为0. 38mg/L,总铬含量为1. 41mg/L均已降至国标下，得到含有三价铬的沉淀物，备用；
步骤六、取步骤五中得到的全部沉淀物和50mL浓度为lmol/L的盐酸混合均勻，后送入振荡器内，以50转/分钟，解吸4小时(三价铬的解吸率测得为84%)，后将含有三价铬的解吸混合液送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟，分离，得到三价铬离子的溶液和废还原吸附剂，三价铬离子的溶液(主要为CrCl3 ·6Η20)可用作生产铬盐或制造含铬颜料等用途，而废还原吸附剂可作为一般废物进行处理处置。实施例二
步骤一、取一定量粒径为0. 3cm的香蕉皮粉，然后用去离子水洗涤2次后送入105°C的烘干箱内，烘干，冷却至室温，备用；
步骤二、取IOg步骤一中烘干后的香蕉皮粉和IOOmL浓度为m的固化液(明胶和海藻酸钠)，混合均勻，形成混合液，后将混合液加入IOOmL浓度为0. lmol/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后将混合物制成4mm的颗粒，备用；
步骤三、将步骤二中粒径为4mm的混合物颗粒全部加入IOOmL浓度为0. lmol/L的 Cacl2溶液中，静置12小时，后取出，用去离子水洗涤2次，过滤，干燥，制得还原吸附剂，备用；
步骤四、取IOg步骤3制得的还原吸附剂与500mL浓度为100mg/L含铬废水混合均勻， 调节PH值至4，后在温度为25°C，转速为230转/分钟的条件下，反应5小时。在还原吸附剂的作用下，废水中的六价铬被还原为三价铬，然后三价铬被其吸附；
步骤五、将步骤四反应后的废水送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟， 对上清液进行铬含量检测，测得废水中六价铬的含量为0. 3aiig/L，总铬含量为1. ^mg/L均已降至国标下，得到含有三价铬的沉淀物，备用；
步骤六、取步骤五中得到的全部沉淀物和IOOmL浓度为lmol/L的盐酸混合均勻，后送入振荡器内，以80转/分钟，解吸5小时(三价铬的解吸率测得为88%)，后将含有三价铬的解吸混合液送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟，分离，得到三价铬离子的溶液和废还原吸附剂，三价铬离子的溶液(主要为CrCl3 ·6Η20)可用作生产铬盐或制造含铬颜料等用途，而废还原吸附剂可作为一般废物进行处理处置。
实施例三
步骤一、取一定量粒径为0. 5cm的香蕉皮粉，然后用去离子水洗涤2次后送入105°C的烘干箱内，烘干，冷却至室温，备用；
步骤二、取20g步骤一中烘干后的香蕉皮粉和200mL浓度为21的固化液(海藻酸钠和壳聚糖)，混合均勻，形成混合液，后将混合液加入200mL浓度为0. lmol/L的Cacl2溶液中， 混合均勻，形成混合物，后将混合物制成5mm的颗粒，备用；
步骤三、将步骤二中粒径为5mm的混合物颗粒全部加入200mL浓度为0. lmol/L的 Cacl2溶液中，静置12小时，后取出，用去离子水洗涤2次，过滤，干燥，制得还原吸附剂，备用；
步骤四、取20g步骤3制得的还原吸附剂与500mL浓度为200mg/L含铬废水混合均勻， 调节PH值至4，后在温度为25°C，转速为250转/分钟的条件下，反应6小时。在还原吸附剂的作用下，废水中的六价铬被还原为三价铬，然后三价铬被其吸附；
步骤五、将步骤四反应后的废水送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟， 对上清液进行铬含量检测，测得废水中六价铬的含量为0. 25mg/L，总铬含量为1. 14 mg/L 均已降至国标下，得到含有三价铬的沉淀物，备用；
步骤六、取步骤五中得到的全部沉淀物和200mL浓度为lmol/L的盐酸混合均勻，后送入振荡器内，以100转/分钟，解吸6小时(三价铬的解吸率测得为92%)，后将含有三价铬的解吸混合液送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟，分离，得到三价铬离子的溶液和废还原吸附剂，三价铬离子的溶液(主要为CrCl3 ·6Η20)可用作生产铬盐或制造含铬颜料等用途，而废还原吸附剂可作为一般废物进行处理处置。
权利要求
1.利用香蕉皮处理含铬废水的方法，其特征在于步骤一、取粒径为0. 1-0. 5cm的香蕉皮粉，用去离子水洗涤2次后送入105°C的烘干箱内，烘干，冷却至室温，备用；步骤二、取5-20g步骤一中烘干后的香蕉皮粉和50-200mL浓度为21的固化液混合均勻，形成混合液，后将混合液加入50-200mL浓度为0. Imo 1/L的Cacl2溶液中，混合均勻，形成混合物，后将混合物制成2—5mm的颗粒，备用；步骤三、将步骤二中粒径为2 — 5mm的混合物颗粒全部加入50_200mL浓度为0. lmol/L 的Cacl2溶液中，静置12小时，后取出，用去离子水洗涤2次，过滤，干燥，制得还原吸附剂，步骤四、将步骤三中制得的还原吸附剂和含铬废水混合均勻，其中废水中六价铬与还原吸附剂的质量比为1 :200，调节pH值至4，后在温度为25°C，搅拌转速为200— 250转/ 分钟的条件下，反应4一6小时，备用；步骤五、将步骤四反应后的废水送入离心机内，以1500转/分钟的转速下离心10分钟；离心后的上清液中六价铬离子浓度<0.5 mg/L，总铬离子浓度<1.5 mg/L，离心后含有三价铬的沉淀物，备用；步骤六、取步骤五中得到的全部沉淀物和50-200mL浓度为lmol/L的盐酸混合均勻，后送入振荡器内，在50—100转/分钟的转速下，解吸4一6小时，后将含有三价铬的解吸混合液送入离心机内，以1500转/分钟的转速离心10分钟，分离，得到三价铬离子的溶液和废还原吸附剂。
2.如权利要求1所述的利用香蕉皮处理含铬废水的方法，其特征在于步骤二中的固化液成分为海藻酸钠、明胶、壳聚糖中一种或多种。
全文摘要
利用香蕉皮处理含铬废水的方法，香蕉皮粉洗涤烘干后与固化液混合，加入Cacl2溶液形成混合物，制成颗粒；颗粒加入Cacl2溶液中，静置12小时，取出洗涤2次，过滤干燥，制得的还原吸附剂与含铬废水混合均匀，其中废水中六价铬与还原吸附剂的质量比为1200，调节pH值至4，反应4—6小时；反应后的废水送入离心机；离心后的上清液中六价铬离子浓度<0.5mg/L，总铬离子浓度<1.5mg/L，离心后沉淀物和盐酸混合均匀送入振荡器内，解吸4—6小时，解吸混合液送入离心机内，分离得到三价铬离子的溶液和废还原吸附剂。具有成本低廉、处理效果好、工艺简单、反应条件温和，能回收三价铬，二次污染小等优点。
文档编号C02F1/28GK102531142SQ20121000963
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者刘亚纳, 周鸣, 朱书法, 朱青菊, 汤红妍, 许景明 申请人:河南科技大学