CN104843838A - 分极连续流式含铬废水电化学处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新型的含铬废水电化学处理方法和装置，阴极室1与阳极室2被含NaCl的盐桥3隔开，阳极板5由穿孔铁板和1～2cm厚的碎铁屑构成。含铬废水自阳极板5与盐桥3之间进入阳极室，被阳极板上释放的Fe2+离子还原成Cr3+离子并随水流进入沉淀反应室6，与来自阴极室1的OH-离子混合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。水中小块絮体进入斜管沉淀室7继续沉淀，最后进入清水室8。本方法采用连续进水模式推动水流，阳极室5因氧化还原反应呈酸性，沉淀室6因阴极液的注入呈弱碱性，整个运行过程无需外加酸、碱。
Description
技术领域
本发明涉含铬废水处理领域。
背景技术
含铬废水的电化学处理技术是指通过电化学反应产生还原性物质(Fe2+)将六价铬(通常以CrO4 2-形式存在)还原成低毒性的三价铬(Cr3+)，然后通过生成Cr(OH)3沉淀将铬从废水中去除。
该技术使用的阳极通常为Fe(或Fe/Al)，通电时阳极上发生氧化反应释放出Fe2+离子(或Fe2+、Al3+离子)；Fe2+离子与CrO4 2-反应生成Fe3+离子和Cr3+离子；Fe3+离子、Cr3+离子(或Al3+离子)与阴极上产生的OH-离子反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3(或Al(OH)3)沉淀，最后通过沉淀或气浮等方式进行泥水分离，将铬从废水中去除。
现有技术中阳极与阴极处于同一个反应器内，且为降低能耗，提高反应效率，二者额间距通常只有5～10mm，其反应特点使得该技术通常采用批处理的方式进行操作。
CrO4 2-的还原通常在酸性情况下进行，还原成Cr3+后在碱性情况下进行沉淀。因此，现有电化学处理含铬废水在还原阶段通过外加酸将废水pH值调整为酸性，在之后的沉淀阶段又通过外加碱将废水pH值调整到碱性和中性，耗费大量酸、碱，并带来相关的安全生产问题。此外，酸、碱的加入需要精确计量，处理系统必须配套相应的计量泵及传感器，导致设备投资和维护费用上升。
发明内容
本发明通过使用盐桥将阳极与阴极分开在两个室内，使阳极区域的还原反应与阴极区域的沉淀反应分别在两个不同的区域内进行，实现了连续进水，无需外加酸、碱及其配套的传感器和计量设备。运行过程中仅消耗铁片/屑和电能。
为实现本发明目的而采用的技术方案是：如图1所示，(1)阴极室1与阳极室2之间用内含NaCl的盐桥3分开，盐桥基质为粘土、琼脂、木屑等。(2)阴极4为不锈钢网、石墨网等；阳极板5由穿孔铁板/网、上面铺设1～2cm厚的碎铁屑构成。(3)含铬废水自阳极板5与盐桥3之间的区域进入阳极室，然后穿过阳极板向下流动。
(4)含铬废水进入阳极室2之后与阳极板上释放的Fe2+离子发生氧化还原反应，生成Cr3+离子和Fe3+离子，并随水流进入沉淀反应室6。该氧化还原反应会导致阳极室的溶液pH值下降，呈酸性。
(5)在沉淀反应室6的底部，阴极室1的碱性溶液通过循环水泵与来自阳极室的溶液混合，使溶液的pH值升高呈弱碱性，并生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀絮体。大块絮体沉淀在沉淀反应室的底部，小块的絮体随水流进入斜管沉淀室7继续沉淀。
(6)经过上述处理后的废水进入清水室8，此时原含铬废水中的六价铬已达到排放标准，pH值也小于9，可排放或回用。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
图1分极连续流式含铬废水电化学处理装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明范围内。
实施例1：
本实施例中，采用传统淋洗技术对某铬污染场地的土壤进行淋洗修复，产生含铬废水，Cr(VI)浓度为105mg/L。为现场处理这些废水，制作了图1所示的移动处理装置。在阳极室内，废水的pH值为4左右，出水pH＝8.9，Cr(VI)浓度低于检测限，达到污水综合排放标准GB8979-2012的要求。现场处理后的水被回用于污染土壤的淋洗。整个处理过程不需要额外的酸、碱及其储罐，大大降低了现场安全生产标准的要求。该装置安装在一辆小型拖车内，根据场地修复过程中废水产生的位置随时移动，避免了场内临时排水管渠的修建，修复工作完成后，设备被车拖走，不存在任何废水处理设施的拆除和善后处置工作。
Claims (2)
1.一种污染土壤修复方法；
其特征在于：利用盐桥将阳极与阴极隔开，使水中六价铬的还原反应发生在阳极区域，三价铬的沉淀反应发生在下游混有阴极液的沉淀反应区。
2.实现权利要求1所述的方法采用的装置；
其特征在于：实现权利要求1所述方法的装置中，阳极与阴极被盐桥隔开，使水中六价铬的还原反应发生在阳极区域，三价铬的沉淀反应发生在下游混有阴极液的沉淀反应区。
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112250144A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-22 | 暨南大学 | 一种基于电化学氧化-还原顺序转换的Cr(VI)去除与回收方法 |
| CN114835208A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-08-02 | 林金龙 | 电解滤芯、废水处理系统及处理方法 |
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2015
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