[发明专利]一种利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法

说明书

本发明公开了一种利用小分子双酮‑紫外光还原处理六价铬的方法，即向含有六价铬的水中投加终浓度为0.1‑1 mM的小分子双酮，调整溶液pH为3‑6，然后置于紫外光源下辐照，即可将水中的六价铬还原为三价铬。本发明建立的UV/小分子双酮体系，可迅速地将水中的六价铬还原为毒性低、更易通过物理法去除的三价铬；其反应符合零级动力学，去除六价铬的速率是UV/TiO2法的数十倍；该方法为均相反应，操作简便，且相比于UV/TiO2等方法，适用溶液pH范围更宽，受溶液中共存离子的影响较小，可广泛应用于含六价铬工业废水的处理。

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是一种利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法。

背景技术

铬是一种重要的金属元素，具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，在冶金、化工、矿物工程、电镀、制铬、颜料、制药、轻工纺织、铬盐及铬化物的生产中具有广泛应用。在铬的生产、使用过程中会产生大量含铬废水，危害环境安全。水中的铬主要以六价(Cr(VI))和三价(Cr(III))形式存在，其中六价铬的毒性很大，是三价铬的数十至数百倍，皮肤接触可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。鉴于六价铬的危害，美国环境保护局（EPA）将六价铬定为17种高度危险毒物之一，我国工业废水排放标准中也将六价铬列为第一类污染物，是国家重点控制的五大重金属污染物之一。根据我国污水综合排放标准GB 8978-1996，对于产生铬废水的工业，要求工厂排放污水中的六价铬含量不得高于0.5 mg/L。

六价铬的污染源复杂，迁移过程中形态变化多样，多以CrO42-、Cr2O72-形式存在，缺乏有效的防治技术，而Cr(III)能够通过碱沉淀等简易方式去除。因此，将Cr(VI)还原为毒性低、更容易去除的Cr(III)，对于水中Cr(VI)的最终去除具有重要意义。

光化学技术在处理水中污染物方面具有较好的效果。利用光化学还原六价铬为三价铬的技术主要有UV/TiO2等，其原理在于光催化TiO2产生还原性的电子将六价铬还原为三价铬，然后调节pH到中碱性，将铬通过沉淀去除。但由于TiO2为非均相催化剂，后期分离回收操作造成了工艺运行的不便。此外，有报道使用亚硫酸盐(Na2SO3)在紫外光下产生水合电子，将六价铬还原为三价铬。但亚硫酸盐体系的稳定运行对反应条件要求苛刻：需曝氮气除氧，且水合电子产生情况受水溶液的pH影响较大，适用范围窄。

专利号为ZL 201110419706.8的中国专利公开了一种基于UV/乙酰丙酮(2，4-戊二酮，AA)处理染料废水的方法，专利号为ZL 201210141846.8的中国专利则公开了一种利用两种小分子双酮（2,3-丁二酮，BD，或2,5-己二酮，HD）作为光活性剂处理染料废水的方法。由此可见，小分子双酮，包括AA、BD、HD具有光化学活性，能够高效脱色染料废水。进一步的研究发现，AA高效脱色染料的原理在于光致形成染料-AA激基复合物，可直接发生电子和能量转移。但是六价铬的结构和化学性质与染料类有机物截然不同，其能否与小分子双酮形成光激复合物并发生光致电子转移尚未可知。目前，未见有利用UV/小分子双酮法(UV/diketone)还原处理水中Cr(VI)的方法报道。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种利用小分子双酮光还原处理水中六价铬的方法，能够快速、高效地将水中的六价铬还原为三价铬，便于后期沉淀处理，本发明是这样实现的：

一种利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法，其具体步骤如下：