[发明专利]在碱性条件下处理含铬电镀废水的方法及设备

说明书

本发明涉及一种从废水中除去重金属离子的方法及设备。

在现有技术中，用亚铁盐作还原剂处理含铬电镀废水均在酸性条件下进行，即一般控制PH值为2-3，使废水中的六价铬还原成三价铬，还原后再将PH值提高至8-9，以使三价铬及其他重金属离子沉淀。由于一般含铬电镀废水的PH值都高于2-3，有些铬盐厂的废水则为中性甚至偏碱性，因此采用现有技术都需要有这样一个还原前先加酸将PH值降至2-3，还原后再加碱将PH值提高至8-9的反复过程，无疑将造成药剂的浪费和工艺的复杂。

现有技术的氧化还原反应是在反应器中经一定时间的搅拌而进行的，所需的亚铁盐还原剂需由单独设置的配槽及泵供给，反应器必须采取防腐措施，其体积流速仅为1-3/时，而且反应器前后还需分别配置用于调节PH值的酸槽和酸泵、碱槽和碱泵，重金属离子的絮凝需在单独设置的中和缓冲池中进行。因此，现有技术存在着工艺流程长、设备复杂、设备的处理能力低、难于连续操作的缺点。

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足之处，提供一种能直接在碱性条件下处理含铬电镀废水的方法，使六价铬的还原和重金属离子的絮凝一步完成，并且提供一种结构简单、处理能力大、易于连续操作的净化设备。

本发明的目的是这样实现的：

废水在碱性条件下直接进入净化器，与其中的助剂、亚铁盐还原剂接触进行氧化还原反应，同时被还原的三价铬及其他重金属离子生成絮状沉降物，而后进一步沉淀、固液分离。

实施本发明的上述方法只需在废水进入净化器之前加碱使其PH值提高到7-14适当的数值（具体的PH值由废水中六价铬及其他重金属离子的含量多少来确定）。所用的还原剂可以是硫酸亚铁、氯化亚铁等。控制还原剂进入水体的质量与六价铬的质量比例为 (Fe²⁺)/(Cr⁶⁺) ＝3.3-5.6。

本发明的方法所用助剂的组分为石灰、铝盐、镁盐、多硫化物及粘合剂。

上述助剂的组分中：石灰可以是含水40-60%的消石灰;铝盐可以是氯化铝、硫酸铝;镁盐可以是氯化镁、硫酸镁;多硫化物可以是多硫化钙、多硫化钠;粘合剂可以是聚乙烯醇水溶液、水玻璃、羧甲基纤维素等。

本发明所用助剂的组分重量%可以是：石灰85-95，铝盐（以Al³⁺计）0.1-10，镁盐0.1-5，多硫化物0.1-10，粘合剂1-10。

本发明依据的基本原理是：一个氧化还原过程进行的必要条件是氧化剂电对的电位要高于还原剂电对的电位，在标准状况下由标准氧化还原电位E⁰判断，在不同氢离子浓度（PH值）条件下，由克式量电位（又叫条件氧化还原电位）φ判断。通常人们只注意到在酸性条件下六价铬有很强的氧化性，其氧化还原电位远高于同一条件下亚铁的电位，而忽略了随着氢离子浓度的变化，氧化还原电对的电位也有相应的变化，即在碱性条件下，电对Cr（Ⅵ-Ⅲ）的电位和电对Fe（Ⅲ-Ⅱ）的电位均低于其标准氧化还原电位，而电对Cr（Ⅵ-Ⅲ）的电位又总是大于电对Fe（Ⅲ-Ⅱ）的电位，即ΦCr（Ⅵ-Ⅲ）＞ΦFe（Ⅲ-Ⅱ），因此，在碱性条件下亚铁盐还原六价铬在理论上是可行的。

助剂的作用在于使其释放的离子同溶液中的Fe³⁺、Cr³⁺及Me²⁺迅速形成沉淀，促使反应向右进行，并在后工序的絮凝沉降中起到吸附、助凝、助沉的作用。

本发明涉及的化学反应如下（PH＞7）：