专利名称：一种含六价铬废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理方法，特别涉及一种含六价铬废水的处理方法。
电镀、金属表面酸洗、皮革加工、染色、彩印、冶金、化工、制药等工业废水中均含有六价铬，同时还常含有铜、镍、铅、锌、镝，有时还含有砷、汞等。六价铬的处理相对复杂，由于六价铬毒性大，环保局对含六价铬废水的排放标准非常严格（0.5mg/l以下），企业需投入大量资金安装二级、三级处理设备，费用十分昂贵。
目前常用的处理方法有亚硫酸法、铁粉法、硫酸亚铁吸附还原沉淀法。
亚硫酸盐法是利用燃烧硫气体通入含铬废水，使Cr6+转化为Cr3+，再用石灰中和，使Cr3+沉淀出来，Cr6+去除率可达85%，但缺点是SO2气体有毒，设备庞大，效率低，除渣量大，原水Cr6+含量不能太高。
铁粉法利用铬酸盐（Cr2O2-7、CrO2-4）的强氧化性，使Fe0→Fe++→Fe+++，同时将铬酸根离子中的六价铬还原为无毒的三价铬，Cr6+→Cr3+。若铁粉用量大，反应时间长（长期搁置），Cr6+几乎全部（接近100%）可能被还原为Cr3+，但由于铁粉用量过多，反应时间过长（超过5小时），且炉渣量大，故逐渐被淘汰。
硫酸亚铁法是先将铁粉转化成硫酸亚铁（FeSO4），用一定量的水稀释，用NaOH中和，过滤出80-90%的水，用沉淀物处理含铬废水，使Cr6+→Cr3+。借助过滤器和负压泵，得到近中性的清水，排放，沉淀物处理完毕。此法的缺点是硫酸亚铁在水中解离能力低，用药量大，效率低，不能充分有效地利用处理剂。由于处理剂要预先中和，再过滤出水，中和后的处理剂易氧化，不能长期保存。
本发明的目的在于提供一种快速、高效、简便处理含六价铬废水的方法。
以下百分比均为重量百分比。
本发明的方法包括如下步骤：配制含有2～90％铁粉和/或铁屑、1～97％浓盐酸(含36％HCl)、1～80％水的处理剂，其中，所述处理剂还可以含有0～3％木炭粉、0～10％炉灰渣、0～1％锌粉；将所述处理剂与含六价铬的废水混合搅拌后，加入含有41～55％氢氧化钠和/或氢氧化钾、41～55％水、0～1％聚丙烯酰胺、0～3％七水合氢氧化钡(Ba(OH)2·7H2O)的混凝剂，搅拌。
本发明的方法中，废水中Cr6+的毫克数与处理剂的毫升数之比优选为10:1，混凝剂优选为含有聚丙烯酰胺、氢氧化钡、氢氧化钠和/或钾的饱和水溶液，其用量优选为处理剂的1/2。
本发明方法中的处理剂为浑浊液体，可长期保存不变质、不变氧化、失效。本发明废水处理工艺的反应式为：
将处理剂浊液加入废水后搅拌，再加入混凝剂，使水溶液保持中至碱性状态（PH7-8）。三价铁与三价铬形成凝胶，同时灰渣释放出的氢氧化铝和大量的偏硅酸（）立即在中至碱性环境中的整个溶液范围内形成棉絮状凝胶，吸收和容纳所有悬浮物（如少量饱和木炭粉），氢氧化铬迅速下沉。产物Fe(OH)3的K[Fe3+]·[OH-]3为2.0×10-39，Cr(OH)3的K[Cr3+]·[OH-]3为2.0×10-33，二者K值很小，一形成就立即沉淀下来，使水溶液中的Fe3+和Cr3+离子不断还原。 为了完全消除Cr6+，应充分供给Fe2+，即[Cr6+]/[Fe++]≤0.31，最好是[Cr6+]/[Fe2+]＝0.0069。
在中碱性水溶液中，形成的胶体主要由Fe(OH)3和Cr2O3·nH2O组成，加上木炭粉+Al(OH)3++混凝剂中的高分子链附着，使形成的固体全部干净地沉淀下来。
本发明的方法中，铁粉与盐酸快速反应生成二价铁离子，将六价铬离子还原为无毒的三价铬，并在混凝剂作用下形成沉淀，经固液分离后，废水得到净化。
如果废水中含有汞和铅，锌粉可以和铅、汞等形成合金，一起去除；如果废水中不含汞和铅，则在配制处理剂时无需添加锌粉。
炉灰渣为铝硅酸盐，如果它和木炭粉的比例很大的话，特别是炉灰渣粉末不能完全分解的话，它就会原封不动地参与整个水处理过程，最后残留在沉淀物中，白白浪费，起不到任何作用。
所述木炭粉、灰渣、锌粉的粒度优选小于180目，更优选小于200目。
混凝剂中最好加入氢氧化钡，目的是能与Cr6+等大多数重金属结合而立即沉淀，并消除部分Cl-和砷酸根离子；加入聚丙烯酰胺是为了形成聚合物链，促进沉淀。
本发明方法中氯化亚铁和偏硅酸盐的解离能力比硫酸亚铁强1.85倍，因此用量少，效率高。氯化亚铁在废水中完全解离，充分利用，中间无任何损失。该方法处理时间短，设备简单。得到的沉淀物脱水后形成稳定的难溶铬铝硅酸盐岩，不会造成二次污染。沉淀物中含有相当数量的Al(OH)3和Fe(OH)3，这些物质在脱水过程中形成铝硅酸盐，这是一种极难溶解的物质，沉淀物脱水后，像普通垃圾一样处理。Cr6+在露天环境、雨水、弱酸水、弱碱水，甚至强酸中都是不会溶解的，碱性水中只有少量Cr6+溶解。实验沉淀物溶解（二次污染）实验见下表
由此可见，底泥的处理应避免与强碱混合，最安全的处理方法是将底泥与煤粉混合烧成尖晶石矿物回归自然，当然，当渣中铬含量很高时，可以回收利用。
通过下列实施例进一步说明本发明。
实施例：将由26.44％铁粉、34.50％浓盐酸(水中含36％HCl)、0.26％木炭粉(200目)、1.33％炉灰渣(200目)、0.13％锌粉(200目)和37.34％自来水组成的处理剂与废水±1ml处理剂混合，用搅拌机搅拌3分钟，加入由1/2处理剂量、47.7％氢氧化钠、2％Ba(OH)2·7H2O、0.3％聚丙烯酰胺和50％自来水组成的混凝剂，搅拌3分钟，静置7分钟，形成上层清水、下层沉淀渣，上层清水循环使用或排放，下层沉淀渣脱水后按普通垃圾处理。
废水试验及处理结果见下表<
接上表
上述方案和实施例仅用于说明的目的，对于本领域的技术人员来说，可以对本发明做出多种改动或改进而不脱离本发明的本质和权利要求的保护范围。
权利请求
1.一种含六价铬废水的处理方法，其特征在于：配制含有2～90重量％铁粉和/或铁屑、1～97重量％浓盐酸(含HCl 36％)、1～80重量％水、0～3重量％木炭粉、0～10重量％炉灰、0～1重量％锌粉的处理剂，将上述处理剂与废水混合、搅拌，加入含有41～55重量％氢氧化钠和/或氢氧化钾、41～55重量％水、0～1重量％聚丙烯酰胺、0～3重量％Ba(OH)2·7H2O的混凝剂，搅拌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：废水与处理剂以±1ml处理剂的比例混合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中混凝剂的量(以重量计)是处理剂的量的1/2。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述木炭粉、灰渣和锌粉的粒度小于180目。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述木炭粉、灰渣和锌粉的粒度均小于200目。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加入混凝剂，搅拌，静置，然后进行固液分离。
全文摘要
本发明公开了一种含六价铬废水的处理方法，该方法包括向废水中加入含有铁粉、盐酸和水的处理剂，搅拌废水，再加入含有氢氧化钠和水的混凝剂，搅拌废水，本发明的方法可以快速、彻底、简便地处理含六价铬废水，且不会造成二次污染。
文件编号C02F1/
公开日期 1994 年 6 月 15 日 申请日期 1993 年 12 月 22 日 优先权日期 1993 年 12 月 22 日
发明人： 金宜泽 申请人： 金宜泽