CN110589943A - 一种凝胶化处理含铬废水的方法及其所得的玻璃用添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理电镀铬废水的方法。向电镀铬废水中加入水玻璃，使废水全部凝胶化。废水中含有的金属离子均被固化到凝胶中，所得凝胶经干燥后可以用作着色剂、析晶促进剂等玻璃用添加剂，避免了固体废弃物的产生，避免产生二次污染。

Description

一种凝胶化处理含铬废水的方法及其所得的玻璃用添加剂
技术领域
本发明涉及一种电镀废水的处理方法及其所得副产品与应用，属于环境技术领域。
背景技术
随着电镀工业的发展，含铬电镀废水的排放量逐渐增大，对生态环境造成不良影响。目前电镀铬废水处理方法有电解法、沉淀法、吸附法、膜分离法等。电镀含铬废液常用的处理方法包括：化学处理法（主要有铁氧体法、亚硫酸、还原法、槽内处理法和钡盐法等）和单独使用无机絮凝剂或者合成高分子絮凝剂来处理。上述方法不能彻底除去废水的铬，效果不够理想，且不能将电镀废水中的铬回收利用，处理完的废渣成为二次污染源，极难处置。
发明内容
本发明为了解决以上技术的不足，提供了一种凝胶化处理电镀铬废水的方法。
本发明是通过以下措施实现的：
向电镀铬废水中直接加入水玻璃，电镀铬废水的酸性恰好满足水玻璃发生溶胶-凝胶反应；添加水玻璃量适当时，废水可全部凝胶化。一方面，凝胶干燥后，固定大量结合水，减少废水排放，另一方面铬离子固化于凝胶中。
本发明方法的具体操作步骤如下：
(1)将适量水玻璃加入电镀铬废水中，搅拌均匀；
(2)静置一定时间，混合溶液全部凝胶化；
(3)凝胶老化；
(4)加热烘干。
进一步的，上述步骤 (1)中水玻璃为市售商品，优选模数为3.3；每升废水中加入水玻璃的量为0.5~2 L。
进一步的，上述步骤 (1)中的搅拌时间为30s；
进一步的，上述步骤 (2)中的静置时间为2~270 min；
进一步的，上述步骤(3)中的老化时间为1h；
进一步的，上述步骤(4)中的加热烘干温度为100 oC，烘干时间为6~24 h。
实验发现，随着水玻璃添加量的增多，凝胶时间一直增加。当在1 L电镀铬废水中添加0.5 L水玻璃时凝胶时间最短，为2min；当添加的水玻璃的量为2 L时，凝胶时间增加至270 min。
电镀铬废水中含铬离子及其他金属离子和有机物，溶液呈较强酸性。如实验采用的电镀铬废液，Cr含量为6920 mg/L，pH值为3.34。经上述步骤处理后，离子均被固定在凝胶中。由于干凝胶主要成分是玻璃所需的氧化钠和氧化硅（由水玻璃水解缩聚反应产生），同时其中固化的铬离子在玻璃中可作为绿色玻璃的着色剂和析晶促进剂（如专利2012103680012所述），因此所得干凝胶也在本发明的保护范围内。
所述干凝胶作为玻璃的着色剂和析晶促进剂使用时，其用量按常规玻璃所需铬的用量计（通常做玻璃着色剂用时，添加量以Cr2O3计为0.2~1%；做析晶促进剂时剂以Cr2O3计为1~8%）；所添加的干凝胶带入的氧化钠和氧化硅从玻璃配料中扣除即可。
有益效果：本发明提供的方法可使电镀铬废水全部凝胶化，废水中铬离子固化于干凝胶中；所得干凝胶材料可作为玻璃的着色剂和析晶促进剂再利用，避免了废水处理产生的固体废弃物的二次污染，并使电镀铬废水中的铬得到了有效、完全利用，为电镀铬废水处理提供了新的思路。整个废水处理过程简单、高效，无需吸附塔等专门设备，投资少，成本低。
具体实施方式
下面就具体实施例对本发明作进一步详细说明，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
采用XRF分析凝胶样品的组成成分。
以下为具体实施例：
实例1
(1)将0.5 L水玻璃加入1 L电镀铬废水中搅拌均匀；
(2)静置2 min，混合溶液全部凝胶化；
(3)凝胶老化1 h；
(4)100 oC加热烘干6 h。
按上述步骤制得的凝胶材料其主要成分为：SiO2 36.48%、Na2O 35.94%、ZnO5.43%、Cr2O3 4.32%。所得干凝胶可按玻璃工艺要求作为玻璃析晶促进剂。
实例2
(1)将1 L水玻璃加入1 L电镀铬废水中搅拌均匀；
(2)静置5 min，混合溶液全部凝胶化；
(3)凝胶老化1 h；
(4)100 oC加热烘干6 h。
按上述步骤制得的凝胶材料其主要成分为：SiO2 62.32%、Na2O 23.66%、ZnO4.05%、Cr2O3 3.24%。所得干凝胶可按玻璃工艺要求作为玻璃着色剂和玻璃析晶促进剂。
实例3
(5)将2 L水玻璃加入1 L电镀铬废水中搅拌均匀；
(6)静置270 min，混合溶液全部凝胶化；
(7)凝胶老化1 h；
(8)100 oC加热烘干6 h。
按上述步骤制得的凝胶材料其成分体系与实施例2相同，所得干凝胶可按玻璃工艺要求作为玻璃着色剂。
对比例
(1)将0.334 L水玻璃加入1 L电镀铬废水中搅拌均匀；
(2)静置一定时间，混合溶液未全部凝胶化。

Claims (8)

1.一种凝胶化处理含铬废水的方法，其特征是包括以下步骤：
(1)将适量水玻璃加入电镀铬废水中，搅拌均匀；
(2)静置一定时间，混合溶液全部凝胶化；
(3)凝胶老化；
(4)加热干燥，得到干凝胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：电镀铬废水∶水玻璃的体积比为1:0.5~2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(1)中的搅拌时间为30 s。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(2)中的静置时间为2~270 min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(3)老化时间为1h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：烘干温度为100 oC，时间为6~24 h。
7.一种按权利要求1~5任意一项所述方法得到的干凝胶材料，其特征是：含有玻璃的基本成分氧化钠、氧化硅以及着色或成核所需的铬元素。
8.一种权利6所述干凝胶在玻璃作为着色剂或析晶促进剂的应用。
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