本发明专利技术为工业废水中六价铬的电解处理提供了一种经济可行的方法，该方法是在碱性条件下，以难溶性铅锑合金为阳极、铁板为阴极，或以难溶性铅锑合金、可溶性铁板为阳极，阴极仍为铁板，直接进行电解，在敞开式无隔膜电解槽中，通入直流电，六价铬在阴极直接还原为三价铬，当电解液中六价铬含量小于5mg·L↑［－１］时，停止电解。本发明专利技术可对流入集水井的含铬废水进行直接电解，可将电极板插入废水中，长时间通入低电压、小电流进行电解，使六价铬还原去除。 由于电极采用铅锑合金和废铁板制成，材料取材方便，成本低廉，可节省大量的投资成本；电解前后不需要加酸或碱来调节溶液的pH值，从而简化了工艺流程，减少了酸碱用量，也相应降低了运行成本，操作变得简单。
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【技术实现步骤总结】
本专利技术涉及一种处理三废的方法，具体涉及一种在碱性介质中电解处理废水中低浓度六价铬的方法。
技术简介
铬渣是生产铬盐后排出的主要废渣，这些铬渣大部分露天堆放，基本不进行处理。由于渣中含有水溶性和酸溶性六价铬，这些可溶性六价铬会随雨水下渗而流失，严重污染周围环境中的土壤、河流及地下水源。含铬废水的处理方法很多，亚铁盐还原沉淀法是经典方法，因其工艺成熟、设备简单、运行成本低而被很多厂家采用。但该工艺也存在很多缺点，首先向废水中加酸调节pH值，在pH=2-3时将六价铬还原，然后加碱调节pH为8-9，使三价铬与其他重金属离子沉淀分离。 一般含铬废水pH值达不到上述要求，而且存在加酸调节pH的工序，给操作带来麻烦，产生大量沉淀物，消耗大量动力。针对这些问题，如果在碱性条件下进行六价铬的还原和金属离子的沉淀，将使工艺流程简化，酸碱用量减少，运行成本也相应降低。一般来说，雨水滴出的含铬液呈弱碱性，因此，可直接在弱碱性介质中电解还原Cr6+处理铬渣浸出液，而不需要对铬渣浸出液进行预处理，这样可以简化操作，降低处理成本。
技术实现思路
为了解决含六价铬废水无法直接处理的问题，本发明提供了一种简单、成本低、易于操作的处理工艺。本发明的技术方案是这样实现的，包括以下步骤：配制电解液；选择阳极和阴极材料并电解；取样分析；处理污泥。其中（1）电解液由向含六价铬废水中添加硫酸钾作为添加剂而配制，硫酸钾的添加量为每升废水添加1.2g～3.5g硫酸钾。（2）阳极和阴极材料选择为不溶性合金作为阳极、铁板作为阴极，或不溶性合金、可溶性铁板作为阳极。在敞开式无隔膜电解池中，通入直流电，六价铬在阴极直接还原为三价铬或与从阳极溶解出来的二价铁离子在溶液中发生反应还原为三价铬。 由于生成的Cr3+在碱性介质中形成Cr(OH)3沉淀，达到除铬的目的；电解温度≤318.15K。（3）取样分析：当电解液中六价铬含量小于5mg.L-1时，停止电解。难溶性合金为铅锑合金。以难溶性铅锑合金与可溶性铁板为阳极，铅锑合金与铁板交叉排列。电解时槽电压为1.8-3V，正负极面积比为3：1-8：1，极板间距为2-8mm，电解温度为283.15K-318.15K。电解后的沉淀物经离心、烘干后备用，电解液循环使用或排放。废铁板可作为电解时的阴极。
当采用难溶性铅锑合金作为阳极时，溶液中生成的沉淀主要为蓝灰色的氢氧化铬沉淀；当阳极为难溶性铅锑合金与可溶性铁板交叉排列，阴极仍为铁板时，电解过程中生成的沉淀主要为氢氧化铬与棕红色氢氧化铁的混合沉淀。本专利技术的专利技术要点是在碱性介质中采用直接电解还原法处理废水中的六价铬。电解原理为：以铅锑合金为阳极，铁板为阴极，或以难溶性铅锑合金与可溶性铁板交叉排列于阳极，阴极仍为铁板，在敞开式无隔膜电解槽中，通入直流电，边搅拌边电解，将六价铬离子还原为三价铬离子。 由于溶液呈碱性，生成的Cr3+形成Cr(OH)3沉淀，从而达到除铬的目的。主要反应式如下：阳极过程或阴极过程取样分析。当电解液中六价铬含量小于5mg.L-1时，废水达到国家排放标准，停止电解。沉淀物离心干燥备用，电解液可循环使用或排放。电解温度不宜高于318.15K，但在限定的温度范围内，较高的温度有利于电解反应。本专利技术的积极效果为：1、本专利技术可直接电解流入集水井的含铬废水，可将电极板插入废水中，采用低电压、小电流长时间进行电解，使六价铬还原去除。 由于电极采用铅锑合金和废铁板制成，材料易得，成本低廉，可节省大量的投资费用。
2、电解前后不需要用酸或碱来调节溶液的pH值，从而简化了工序，减少了酸碱的用量，相应降低了操作成本，操作也更加简单。具体实施方式实施例1取初始六价铬浓度为6mg·L-1的电解液320ml置于容积为650ml的电解池中，加入0.，然后用搅拌器搅拌并加热进行电解，搅拌电解。阳极采用铅锑合金网状电极，阴极采用上面均匀钻孔的铁板，阴、阴极面积比为7:1。电解过程中，六价铬在阴极被还原为三价铬。三价铬与电解液中的氢氧离子反应生成沉淀。 电解反应在碱性条件下进行，电解电压约为2.2V，电解液初始pH值为11。随着电解过程的进行，pH值越来越小，电解结束时测量溶液pH值已接近中性。电解时间为6～12小时，六价铬初始浓度越大，电解所耗费的时间越多。由于电解电压和电流很小，可将电极板长时间插入废水储罐中，在低电压、小电流下进行电解，使六价铬还原为三价铬，三价铬以沉淀形式除去。当电解电压约为2.2V，极板间距选取4mm，硫酸钾加入量为1.5g·L-1电解液时，中速搅拌时六价铬还原率最高。 表1 不同初始pH值对Cr6+还原率的影响pH值9.0111.0012.91初始Cr6+浓度/mg·L-15.365.367.33最终Cr6+浓度/mg·L-10.310.220.78电解时间/+还原率/%94.2295.9089.36实验条件极板间距4mm，K2SO4加入量0.8g，温度294.15K。电解一定时间后测定电解液中六价铬含量，当溶液中六价铬含量小于0.5mg·L-1时停止电解。
测得溶液pH值接近7，电解结束后过滤分离沉淀物。上述实验共进行三次，但每次电解液的初始pH值不同，实验结果列于表1。实验结果表明，电解后废水符合国家排放标准，六价铬含量小于0.5mg·L-1。实施例2取初始六价铬浓度为25mg·L-1的电解液320ml，置于容积为650ml的电解槽中，加入0.，阳极和阴极均采用铁板制成，上面有均匀的孔，阳极和阴极面积比为1：1。然后用搅拌器搅拌加热，接通电源进行电解，搅拌电解。电解过程中，发生的化学反应如下：阳极过程阴极过程三价铬和三价铁在碱性溶液中生成氢氧化物沉淀。 此外，三价铬还能以不溶性亚铁铬酸盐形式析出。三价铬与电解液中的氢氧离子反应生成沉淀。电解反应在碱性条件下进行，电解液初始pH值为9，随着电解过程的进行，pH值越来越小，电解结束时，所测溶液pH值接近中性。电解时间约为10分钟。六价铬初始浓度越大，电解所需时间越长。电解电压约为2V，电解温度为室温，极板间距选取4mm，硫酸钾加入量为1.5g·L-1电解液，搅拌为中速，此时六价铬的还原率最高。经过一定时间的电解后测定电解液中六价铬的含量。 当溶液中六价铬含量小于0.5mg·L-1时,停止电解。
测量溶液的pH值接近7，电解结束后，过滤分离沉淀物。上述实验进行了三次，但每次电解液的初始pH值都不同。 实验结果列于表2。表2不同初始pH值电解质电解效果对比pH值7.019.0411.00Cr6+初始浓度/mg·L-125.0725.0525.10Cr6+最终浓度/mg·L-10.970.800.41还原率/％96.6496.8298.72电解条件电解质体积为320ml，K2SO4加入量为0.8g，温度为293.15K，槽电压为2V，极板间距为4mm实验结果电解后废水达到国家排放标准，六价铬含量小于0.5mg·L-1。权利要求1.一种制备电解质的方法，包括以下步骤；
【技术保护要点】
一种电解处理工业废水中六价铬的方法，包括如下步骤：配制电解质；选择阳极、阴极材料，通电电解；取样分析；处理污泥；其特征在于：（1）向碱性含六价铬废水中添加硫酸钾作为添加剂，硫酸钾的添加量为每升废水添加1.2～3.5g硫酸钾；（2）选择阳极、阴极材料如不溶性合金为阳极、铁板为阴极，或采用不溶性合金、可溶性铁板为阳极，在敞开式无隔膜电解池中通入直流电，六价铬在阴极直接还原为三价铬或与溶液中从阳极溶出的二价铁离子反应还原为三价铬，生成的Cr↑［３＋］形成Cr(OH)↓［３］沉淀； 电解温度≤318.15K；（3）取样分析：当电解液中六价铬含量小于5mg.L↑［－１］时，停止电解。
【技术特点概要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李宇、刘国基、罗廷亮、任宝增、
申请人（专利权人）：郑州大学
类型：发明
国家、省、市：41 [中国 | 河南]
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