CN105858991A

CN105858991A - 一种含铬废水的处理装置

Info

Publication number: CN105858991A
Application number: CN201610446079.XA
Authority: CN
Inventors: 侯绪华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2016-08-17

Abstract

一种含铬废水的处理装置，通过对氧化池、还原池、沉淀池、电解池、的PH值进行精确管控，结合电解还原法和化学还原法，大大提高了除铬效果和缩短除铬时间，还设置活动式羟基俘获筛网，对残存的铬离子进一步吸附俘获，另外，还在出水口处设置蓄水池，培养水生植物，对废水起到进一步净化作用。

Description

一种含铬废水的处理装置

技术领域

本发明涉及一种含铬废水的处理装置。

背景技术

近年来，金属铬和铬盐在电镀、铸造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行业中作为工业原料被广泛应用，其需求量也是与日俱增，其在工业生产过程中产生的铬渣和废铬水对环境造成严重污染。含铬废物被我国列入《国家危险废物名录》。铬的形态常见有铬(III)和铬(Ⅵ)，铬(III)常以难溶氢氧化物的形态存在，低毒或微毒，流动性小，铬(Ⅵ)属剧毒性物质，流动性强，比铬(III)更容易迁移，Cr(Ⅵ)经过雨露浸淋进入地表水或地下水，会严重污染水源和土壤，对环境会带来灾难性后果，不但会使人体致癌，还会影响动、植物生长。

目前，现有的含铬废水处理工艺主要有如下几种：

1、化学还原沉淀法。即在酸性条件下向含铬废水中加入还原剂，将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，然后再加入熟石灰或氢氧化钠，使其在碱性条件下生成氢氧化铬Cr(OH)₃沉淀，从而去除铬离子。在该方法中，采用何种还原剂会对除铬效果有影响，另外，还需要对酸、碱度进行精确控制，如果pH值不稳定，也会影响去铬效果；

2、电解还原法。即在含铬废水中埋入阴阳电极，在两电极电势作用下，不断溶解产生还原性诸如亚铁离子，亚铁离子将六价铬离子Cr⁶⁺还原成三价铬离子Cr³⁺，而Cr³⁺以氢氧化物Cr(OH)₃沉淀析出，达到除铬目的。但是，该方法耗电量大，而且在该沉淀物中同时会存在大量的氢氧化铁Fe(OH)₃，利用价值低；

3、吸附解析法。即采用专用吸附剂吸附废水中的铬，使铬的浓度降低。但该方法处理成本较高，结构复杂，吸附解析过程较繁琐。

4、离子交换法。即使用离子交换树脂对废水中六价铬进行选择性吸附，从而实现除铬目的；

5、植物或微生物法。即在含铬废水中培养耐受性强的菌株，对铬进行去除。但该方法不适合高浓度的含铬废水。

这些方法各有利弊，用来实施这些方法的装置结构繁杂，目前，最常用的仍然是化学还原沉淀法，从除铬时间、效率、还有成本上综合考虑，优选化学还原沉淀法。本发明正是致力于研究如何高效除铬的技术方案，结合使用化学还原沉淀法和电解还原法，以最低成本最有效方式以最短时间实现含铬废水的净化。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供一种含铬废水的处理装置，能够精确控制氧化还原时的PH值，且能够迅速处理含铬废水。

具体的，本发明提供一种含铬废水的处理装置，其特征在于包括氧化池1、还原池2、沉淀池3和电解池4，在氧化池1左侧设置有进水口5，上方设置有氧化剂投料斗11和酸式滴管12，池底设置氧化池PH计13，该氧化池PH计13通过数据线与设于中控室的可编程逻辑控制器连接，所述氧化池1右侧与还原池2连通，所述还原池2上方设置有还原剂投料斗21和碱式滴管22，池底设置还原池PH计23，该还原池PH计23、所述酸式滴管12和碱式滴管22通过数据线均与所述设于中控室的可编程逻辑控制器连接，所述还原池2右侧与所述沉淀池3连通，所述沉淀池3上方设置有加料斗31和碱性滴管32，池底设置沉淀池PH计33，该沉淀池PH计33和所述加料斗31通过数据线与所述设于中控室的可编程逻辑控制器连接，该沉淀池右侧与电解池4连通，所述电解池4左侧设计有阴极电极41，右侧设计有阳极电极42，池底设置电解池PH计43，上面设置酸性滴管44，在电解池上清液面处设置出水口6，将电解池中的废水作为导电液，通过在该两电极41、42之间通电，对电解池中的废水进行电解处理。

根据本发明，根据各PH计的测量结果，通过所述可编程逻辑控制器，控制所述氧化剂投料斗、还原剂投料斗、酸式(性)滴管、碱式(性)滴管、加料斗的药剂加入量，以使各池中的电导率均小于3us/cm，氧化池和电解池的PH值稳定在2～4，还原池和沉淀池的PH值稳定在8～9。

根据本发明，所述氧化剂诸如双氧水、稀硫酸等，作为还原剂诸如硫酸亚铁、亚硫酸钠等等，作为酸性溶液，例如盐酸、硫酸等，作为碱性溶液，例如氢氧化钠，熟石灰水等等。

根据本发明，所述阴极电极和阳极电极采用石墨电极或者铁电极。

根据本发明，在电解池中还设置有活动式羟基俘获筛网，以进一步俘获吸附六价铬离子和三价铬离子。

根据本发明，在出水口右侧还可以设置蓄水池，将电解池中的废水注入蓄水池中，并将蓄水池的酸碱度调和成中性，在蓄水池中培养水生植物，以进一步去除废水中的残存铬。

根据本发明，通过对每一步的PH值进行精确管控，结合电解还原法和化学还原法，大大提高了除铬效果和缩短除铬时间，还设置活动式羟基俘获筛网，对残存的铬离子进一步吸附俘获，另外，还可以在出水口处设置蓄水池，培养水生植物，对废水起到进一步净化作用。

根据本发明，通过先氧化后还原，萃取和解析的干扰大大降低，能够提高废水处理产品的回收利用价值。

根据本发明，通过对每一步的PH值进行精确管控，结合化学还原法和电解还原法，大大提高了除铬效果和缩短除铬时间。另外，还可以利用废水培养水生植物，进一步提高除铬效果。

附图说明

图1为示出本发明第一实施方式的含铬废水的处理装置的示意图。

具体实施方式

下面参照附图通过对具体实施方式对本发明作出详细说明。该说明是示例性的，本发明并不限于该具体实施方式之中。

如图1所示，本发明含铬废水处理装置包括氧化池1、还原池2、沉淀池3和电解池4，在氧化池1左侧设置有进水口5，上方设置有氧化剂投料斗11和酸式滴管12，池底设置氧化池PH计13，该氧化池PH计13通过数据线与设于中控室的可编程逻辑控制器连接，所述氧化池1右侧与还原池2连通，所述还原池2上方设置有还原剂投料斗21和碱式滴管22，池底设置还原池PH计23，该还原池PH计23、所述酸式滴管12和碱式滴管22通过数据线均与所述设于中控室的可编程逻辑控制器连接，所述还原池2右侧与所述沉淀池3连通，所述沉淀池3上方设置有加料斗31和碱性滴管32，池底设置沉淀池PH计33，该沉淀池PH计33和所述加料斗31通过数据线与所述设于中控室的可编程逻辑控制器连接，该沉淀池右侧与电解池4连通，所述电解池4左侧设计有阴极电极41，右侧设计有阳极电极42，池底设置电解池PH计43，上面设置酸式滴管44，在电解池上清液面处设置出水口6，将电解池中的废水作为导电液，通过在该两电极41、42之间通电，对电解池中的废水进行电解处理。

本发明中，根据各PH计的测量结果，通过所述可编程逻辑控制器，控制所述氧化剂投料斗、还原剂投料斗、酸式(性)滴管、碱式(性)滴管、加料斗的药剂加入量，以使各池中的电导率均小于3us/cm，氧化池和电解池的PH值稳定在2～4，还原池和沉淀池的PH值稳定在8～9。

本发明中，所述氧化剂诸如双氧水、稀硫酸等。作为还原剂诸如硫酸亚铁、亚硫酸钠等等。

本发明中，是通过进水口5将含铬废水注入氧化池1中的。在含铬废水注入之前，可以在进水口设置滤网，一方面初步过滤石子、落叶、腐败物等等，以减少对反应进程的干扰，另一方面对反应池和沉淀池中沉淀物的回收利用减轻负担。将含铬废水注入氧化池后，通过氧化剂投料斗投入调制好浓度的氧化剂，将含铬废水中的三价铬离子氧化成六价铬离子，在废水注入之前，已经对废水中的铬离子以及其他诸如镁离子、铝离子等做过浓度检测，根据该浓度配置相应的氧化剂浓度和加入量，也可以是，在注入氧化剂之前现测废水浓度，再根据该检测结果进行氧化剂配制。另外，通过酸式滴管，向氧化池中滴入酸性溶液，以调节氧化池中的PH值。此时，利用PH计13对氧化池中的PH值进行实时检测，根据该检测结果，通过可编程逻辑控制器控制酸式滴管滴入的酸性溶液的浓度和加入量。

优选的，在氧化池中还设置搅拌机(未示出)，对氧化池中的废水进行搅拌，以使之均匀化。对于搅拌机的叶片，应采用耐酸性叶片。

在废水被充分氧化后，废水中的三价铬离子、二价铁离子等等被氧化成六价铬离子、三价铁离子等等，然后，将氧化池中的废水通过连接通道注入还原池中。

同样，将氧化后的含六价铬离子的废水注入还原池后，通过还原剂投料斗投入调制好浓度的还原剂，将含铬废水中的三价铬离子氧化成六价铬离子，还原剂的浓度和加入量根据测得还原池废水中的六价铬离子浓度以及在氧化池中加入的氧化剂的浓度和加入量确定。另外，通过碱式滴管，向还原池中滴入碱性溶液，以调节还原池中的PH值。此时，利用PH计14对还原池中的PH值进行实时检测，根据该检测结果，通过可编程逻辑控制器控制碱式滴管滴入的碱性溶液的浓度和加入量。

优选的，在还原池中还设置搅拌机(未示出)，对还原池中的废水进行搅拌，以使之均匀化。对于搅拌机的叶片，应采用耐碱性叶片。

本发明中，通过在还原六价铬离子之前将三价铬离子先氧化成六价铬离子，目的在于对铬离子解析和萃取过程中，尽量减少三价铬离子的干扰，让萃取、结晶产物纯度更高，提高废物利用的价值。这属于本申请人另外一项发明的研究重点，不在此详述。本发明研究的重点在于提供一种快速高效的将废水中的铬离子一网打尽的处理装置。

本发明中，还在还原池底部平铺氢氧化铬回收地膜，在将六价铬离子还原成三价铬离子之后，三价铬离子在碱性环境下迅速反应生成Cr(OH)₃沉淀下来，利用该回收地膜回收沉淀物。因为还原池中的主要沉淀物是Cr(OH)₃，所以其纯度很高，可以对其进行回收利用。

在废水被充分还原后，废水中的六价铬离子被还原成三价铬离子，大部分三价铬离子在还原池中被回收，然后，将还原池中的废水的上清液通过连接通道注入沉淀池中，让其进一步沉淀。

在沉淀池上方设有加料斗31，该加料斗用于向沉淀池中加入不同于还原池中加入的还原剂的还原剂，目的是在沉淀的过程中，进一步对残存的六价铬离子进行还原，同时，避免由于未知的原因导致被还原的三价铬离子重新反黄，氧化成六价铬离子。加入的还原剂和还原池中的不同，考虑的是部分三价铬离子与还原池中的还原剂反应不彻底，这可能是因为物理上的裹附的原因，也可能是因为化学上饱和度的原因，不管是什么原因，总之仍然会残存部分三价铬离子。在沉淀池中进一步还原沉淀。

本发明中，还在沉淀池底部平铺氢氧化铬回收地膜，在沉淀池中，仍然会有一部分数量的Cr(OH)₃沉淀下来，不过此时，可能会有部分其他的沉淀物也沉淀了下来，此时，利用该回收地膜对其进行回收固化。

在绝大部分铬离子从废水中抽出来之后，将沉淀池中的上清液通过连通管道注入电解池中。如本发明背景技术所述，电解还原法本身可以对铬离子进行还原，但是由于耗电量巨大而经济效益差而在实际应用中不被采用。但是，在大部分铬离子被抽取之后，从进水口5注入的废污水在沉淀池中实际上已经被净化成中水了，此时并不需要耗费较大的电力对其进行还原，实际上，利用48V左右的直流电，还原2～3个小时，基本上就能把电解池中残存的铬离子一网打尽。

在该电解池中，还设置有活动式羟基俘获筛网，对残存的铬离子进一步吸附俘获。

本发明中，所述阴极电极和阳极电极采用石墨电极或者铁电极。

另外，还可以在出水口处设置蓄水池(未示出)，将电解池中的废水注入蓄水池中并进行酸碱度中和将其调和为中性，在蓄水池中培养水生植物，对废水起到进一步净化作用。作为水生植物，例如睡莲、美人蕉等。

以上通过具体实施方式对本发明做出详细说明，但需要说明的是，本发明并不限于该具体实施例，本发明可以在此基础上进行各种修饰和变更。凡不脱离本发明的精神和原则所作的任何修改等等同物，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含铬废水的处理装置，其特征在于包括氧化池、还原池、沉淀池和电解池，在氧化池左侧设置有进水口，上方设置有氧化剂投料斗和酸式滴管，池底设置氧化池PH计，该氧化池PH计通过数据线与设于中控室的可编程逻辑控制器连接，所述氧化池右侧与还原池连通，所述还原池上方设置有还原剂投料斗和碱式滴管，池底设置还原池PH计，该还原池PH计、所述酸式滴管和碱式滴管通过数据线均与所述设于中控室的可编程逻辑控制器连接，所述还原池右侧与所述沉淀池连通，所述沉淀池上方设置有加料斗和碱性滴管，池底设置沉淀池PH计，该沉淀池PH计和所述加料斗通过数据线与所述设于中控室的可编程逻辑控制器连接，该沉淀池右侧与电解池连通，所述电解池左侧设计有阴极电极，右侧设计有阳极电极，池底设置电解池PH计，上面设置酸性滴管，所述酸性滴管通过数据线与所述设于中控室的可编程逻辑控制器连接，在电解池上清液面处设置出水口，将电解池中的废水作为导电液，通过在该两电极之间通电，对电解池中的废水进行电解处理。

2.如权利要求1所述含铬废水的处理装置，其特征在于，根据各PH计的测量结果，通过所述可编程逻辑控制器，控制所述氧化剂投料斗、还原剂投料斗、酸式(性)滴管、碱式(性)滴管、加料斗的药剂加入量，以使各池中的电导率均小于3us/cm，氧化池和电解池的PH值稳定在2～4，还原池和沉淀池的PH值稳定在8～9。

3.如权利要求1所述含铬废水的处理装置，其特征在于，所述阴极电极和阳极电极采用石墨电极或者铁电极。

4.如权利要求1所述含铬废水的处理装置，其特征在于，在电解池中还设置有活动式羟基俘获筛网，以进一步俘获吸附六价铬离子和三价铬离子。

5.如权利要求1所述含铬废水的处理装置，其特征在于，在出水口右侧还设置蓄水池，将电解池中的废水注入蓄水池中，并将蓄水池的酸碱度调和成中性，在蓄水池中培养水生植物，以进一步去除废水中的残存铬。