[发明专利]一种周期性倒极处理电镀含铬废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀车间含铬废水的处理方法，尤其涉及周期性倒极的混合阳极电絮凝法高效处理电镀含铬废水的方法。

背景技术

由于六价铬对人体具有高度的致癌性，长期接触会引起皮炎，损害肝、肾循环，甚至对神经组织也有严重损伤。研究发现，六价铬(例如CrO₄^2-)具有高水溶性及迁移性，并且其结构与硫酸根(SO₄^2-)相似，六价铬可以克服细胞渗透阻力，通过硫酸根的传输途径进入细胞内。进入细胞的六价铬可以通过胞内的酶作用还原为三价铬；在此过程中，体内生成的氧化还原物质会造成细胞DNA断裂，导致细胞染色体畸变。电镀含铬废水多呈酸性，废水中六价铬浓度往往介于几十至几百毫克每升。含铬电镀废水的来源主要有(1)酸洗废水：为了保证产品质量，镀件在电镀之前一般需要经过酸洗，除去表面的油渍、铁锈等，从而产生酸洗废水；(2)漂洗废水：镀件完成镀铬后，需要清洗表面的含铬附着液，会产生大量的漂洗废水。其排放量几乎占车间含铬废水排放量的80％以上；(3)镀铬废液：含铬电镀液使用一段时间后，已不能满足工艺的要求，需要进行更换，也会产生高浓的含铬废水。我国从上世纪60年代就开始对含铬废水进行治理，经过近半个世纪的发展，治理工艺逐步多元化。针对电镀含铬废水，其原料主要为铬酐，硫酸，以及少量的稀土，成分简单，因此电镀车间含铬废水的处理开发一种操作简单、成本经济的资源化治理工艺具有良好的应用价值。

截至目前，工业除铬技术分为两大类：一类是无害化处理技术，将六价铬还原为三价铬，然后在碱性条件下沉淀。如化学还原沉淀法、电凝法等。另一类是资源化处理技术，六价铬价态不发生变化，处理后可以实现六价铬的浓缩，比如膜分离法、离子交换法等。对于资源化处理技术，离子交换法或者膜分离法处理含铬废水的一次性投资较高，操作管理要求严格，对于小型电镀车间或企业，经济上难以承受。目前工业中对六价铬废水的处理方法主要是将六价铬还原为低毒三价铬，然后以Cr(OH)₃沉淀形式除去。此法产生的固体沉淀容易形成新的污染，并且不能实现铬离子的资源回收。电絮凝(Electrocoagulation,EC)在外电场的作用下，牺牲可溶性阳极使金属溶解，产生金属阳离子，这些金属阳离子在溶液中经过水解、聚合形成各种氢氧化物絮体，这些絮体就形成一种絮凝剂，通过与废水中污染物的结合可达到去除的作用。电絮凝集凝聚、吸附、气浮、氧化还原等作用为一身，在电絮凝过程不需要

投加任何氧化还原药剂，对环境产生很少的污染，因此被称为环境友好型水处理技术，且操作简单，占地面积少，投资低等优点。但在运行过程中，极板很容易因表面电解出的金属离子未及时迁移，而造成电极钝化，电流效率降低，增加能耗。另外，仅仅使用金属铁作为电极，电解后容易造成色度高，沉淀效果差等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种周期性倒极处理电镀含铬废水的方法，能在高效、低能耗、投资少且经济环保的前提下，处理电镀含铬废水，处理后的水不仅可达到排放标准，且可回收利用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种周期性倒极处理电镀含铬废水的方法，采用以下步骤：调节电镀含铬废水的pH＝5～7，电导率为500～2000μs/cm，然后插入极板，通入直流电进行电絮凝反应并且周期性改变极板极性对废水进行电解，电解后混合液进入沉淀池，上清液回收利用，沉淀的絮体作为制备合金的原材料。

对废水进行电解时采用双极式电解槽，与电源两端相连的极板为单电极，中间极板都是双电极，通电过程中，双电极极板的一面为阳极，一面为阴极。与单极式相比，双极式电解槽中极板腐蚀较均匀，不会发生短路现象，因此可缩小极板间距，提高极板有效利用率，降低造价和运行费用。

相邻两块极板之间的空间距离为为0.6～3cm。

按电解效率为100％计算，电解出铁离子的含量与总铬含量的比例为3：1-5：1。

阳极的主要反应式有三个：

Fe→Fe²⁺+2e^-(1)

Al→Al³⁺+3e^-(2)

H2O→1/2O₂+2H⁺+2e^-(3)