申请日2014.03.13
公开(公告)日2014.08.20
IPC分类号C02F9/06; C02F1/42; C02F103/16; B01J49/00; C02F1/461
摘要
本实用新型公开了一种铬酸废水
权利要求书
1.一种铬酸废水处理系统，用于对生产系统所产生的铬酸废水进行处理，其特征在于，包括：
阳极树脂槽，所述阳极树脂槽有P套，P≥1，各个所述阳极树脂槽并行连接，所述阳极树脂槽内装有阳离子交换树脂，用于与所述铬酸废水进行离子交换，并用于对所述阳离子交换树脂进行再生处理及逆洗处理;
阴极树脂槽，所述阴极树脂槽有Q套，Q≥1，各个所述阴极树脂槽并行连接，所述阴离子树脂槽内装有阴离子交换树脂，用于与所述铬酸废水进行离子交换，并用于对所述阴离子交换树脂进行再生处理及逆洗处理;
再生及逆洗废水收集槽，用于收集每个所述阳极树脂槽所排出的阳极再生废液及阳极逆洗废液，还收集每个所述阴极树脂槽所排出的阴极再生废液及阴极逆洗废液，所述再生及逆洗废水收集槽内的液体成为混合废液;
再生水存储槽，用于收集每个所述阴极树脂槽排出的再生水;
隔膜电解槽，用于对所述混合废液进行电解处理，所述的隔膜电解槽包括槽体，所述槽体内还设有离子隔膜，所述离子隔膜将槽体分隔为内槽和外槽;所述内槽中设有阴极板，所述外槽中设有阳极板;
纯化槽，所述纯化槽的进液口与所述外槽相连;
阴极再生液储存槽，用于储存强碱溶液，所述阴极再生液储存槽的出液口分别与每个所述阴极树脂槽相连，所述阴极再生液储存槽的进液口与内槽相连;
阳极再生液储存槽，用于储存强酸溶液，所述阳极再生液储存槽的出液口分别与每个所述阳极树脂槽相连;
所述生产系统的进液口分别与再生水储存槽、纯化槽相连，所述生产系统的铬酸废水出液口分别与每个阳极树脂槽相连;
所述再生水储存槽的进液口分别与所述每个阴极树脂槽相连;再生水存储槽的出液口还分别与所述阴极树脂槽、所述阳极树脂槽、所述内槽相连;
所述再生及逆洗废水收集槽的进液口分别与每个阳极树脂槽、每个阴极树脂槽相连，出液口与隔膜电解槽的所述外槽相连;
所述相连均为配备管道阀门的可控连接，所述槽之间有液位高度差或设置 有泵。
2.根据权利要求1所述的一种铬酸废水处理系统，其特征在于，还包括加热浓缩槽，所述加热浓缩槽的进液口、出液口分别与所述纯化槽及所述生产系统的进液口进行串接。
3.根据权利要求1所述的一种铬酸废水处理系统，其特征在于，
所述槽体为塑料槽体，所述离子隔膜为N个紫砂缸，N≥1，所述紫砂缸为容积为60～100L、透水性为0.01～0.05ml/d㎡天、烧结温度为1000～1200℃的紫砂缸;
所述的阳极板和阴极板之间所加载的用于电解的电流密度为2～5A/d㎡、电压为15～30V;
所述阴极板为圆柱形不锈钢筒体，所述阳极板为镀铬铅板;
所述圆柱形不锈钢筒体上布满沿径向贯穿筒体壁的小孔。
说明书
铬酸废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种铬酸废水的处理方法，还涉及一种铬酸废水的处理系统。
背景技术
现有技术中，很多在生产过程中产生铬酸废水的行业，铬酸废水处理所滋生的环保 问题一直是个亟待解决的大难题。
如在电镀行业中，电镀生产过程产生的废水主要来源于镀件清洗、地面冲洗、吊挂 具和极板冲洗，废弃槽液更换等，电镀废水包括前处理废水、含铬废水、含铬合物废水、铬 酸废水、综合废水等，一般采用废水分类收集、分别处理的工艺。
其中铬酸废水主要含以酸根阴离子形式存在的CrO42-、硫酸根及以简单的阳离子形 态存在的金属离子如Ni2+、Cu2+、Cr6+、Fe3+等，现有技术的处理方法主要有化学还原中和 沉淀法及阴、阳离子树脂交换法。用化学还原中和沉淀法处理铬酸废水，需要在铬酸废水中 加入沉淀剂及还原剂、凝缩剂，处理1公斤的铬酸会产生10公斤的污泥，处理过程产生大 量污泥使排污造成的环保问题突出。目前推广的阴、阳离子树脂交换法，虽然强调做到废水 再生利用零排放，但产业界能接受的程度低，因为阴离子树脂有铬酸钠，除了吸附铬酸根还 须经过脱钠处理，当吸附使铬酸浓度较高时，对树脂伤害大，且要把铬酸钠清洗干净需要大 量纯水，阳极金属杂质的积累量多，使阳离子交换树脂吸附效果变差，频繁逆洗再生浪费水 资源，逆洗再生用的硫酸与片碱其纯度要求高，有的处理方式将铬酸钠及阳极的逆洗液硫酸 盐类做成涂料，但这种方式须要专业的统一机构处理，所得到阳极的逆洗液的浓度不高，量 也不大造成运送成本相对高，使代处理业运作成本高，使得此方法理论上行得通，实际运营 困难，而且不能做到密闭操作，不能使铬酸再利用废水再生，故现有企业宁可选择有污泥外 排造成二次污染的化学还原中和沉淀法。
发明内容
本实用新型解决的问题是，提供一种摈弃大量污泥外排、使铬酸废水再生回用并密 闭操作的铬酸废水处理系统。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：
一种铬酸废水处理系统，用于对生产系统所产生的铬酸废水进行处理，包括：
阳极树脂槽，该阳极树脂槽有P套，P≥1，各个阳极树脂槽并行连接，阳极树脂槽内装有阳 离子交换树脂，用于与铬酸废水进行离子交换，并用于对阳离子交换树脂进行再生处理及逆 洗处理;
阴极树脂槽，该阴极树脂槽有Q套，Q≥1，各个阴极树脂槽并行连接，阴离子树脂槽内装 有阴离子交换树脂，用于与铬酸废水进行离子交换，并用于对阴离子交换树脂进行再生处理 及逆洗处理;
再生及逆洗废水收集槽，用于收集每个阳极树脂槽所排出的阳极再生废液及阳极逆洗废液， 还收集每个阴极树脂槽所排出的阴极再生废液及阴极逆洗废液，再生及逆洗废水收集槽内的 液体成为混合废液;
再生水存储槽，用于收集每个阴极树脂槽排出的再生水;
隔膜电解槽，用于对混合废液进行电解处理，隔膜电解槽包括槽体，该槽体内还设有离子隔 膜，该离子隔膜将槽体分隔为内槽和外槽;该内槽中设有一个阴极板，该外槽中设有阳极 板;
纯化槽，该纯化槽的进液口与该外槽相连;
阴极再生液储存槽，用于储存强碱溶液，该阴极再生液储存槽的出液口分别与每个阴极树脂 槽相连，该阴极再生液储存槽的进液口与内槽相连;
阳极再生液储存槽，用于储存强酸溶液，该阳极再生液储存槽的出液口分别与每个阳极树脂 槽相连;
生产系统的进液口分别与再生水储存槽、纯化槽相连，生产系统的铬酸废水出液口分别与每 个阳极树脂槽相连;
再生水储存槽的进液口分别与每个阴极树脂槽相连;再生水存储槽的出液口还分别与阴极树 脂槽、阳极树脂槽、内槽相连;
再生及逆洗废水收集槽的进液口分别与每个阳极树脂槽、每个阴极树脂槽相连，出液口与隔 膜电解槽中的外槽相连;
该相连均为配备管道阀门的可控连接，各个槽之间有液位高度差或设置有泵。
本实用新型铬酸废水处理系统的有益效果是：由于上述技术方案采用Q套阴极树脂 槽及P套阳极树脂槽各个并行配备管道阀门可控连接，使得系统的运作仅通过控制阀门来进 行，铬酸废水处理系统与生产系统一起使用，无需进行各个环节物料转移时的搬运，节省了 人力，降低了生产成本。
具体操作如下，当P=1，Q=1时，整个铬酸废水处理系统间歇式运作，首先启动生产 系统的铬酸废水出液口与阳极树脂槽相连的管道阀门，使铬酸废水进入阳极树脂槽，然后进 入阴极树脂槽，使铬酸废水变成再生水后进入再生水储存槽备用;当阳离子交换树脂及阴离 子交换树脂饱和或接近饱和后，关闭生产系统的铬酸废水出液口与阳极树脂槽相连的管道阀 门，并关闭阴极树脂槽与再生水储存槽之间的管道阀门，然后开启阳极再生液储存槽的出液 口与阳极树脂槽之间的管道阀门，使阳极再生液储存槽的强碱溶液输入阳极树脂槽，达到液 位高度要求后关闭该阀门，开启阴极再生液储存槽的出液口与阴极树脂槽之间的管道阀门， 使阴极再生液储存槽的强酸溶液输入阴极树脂槽，达到液位高度要求后关闭该阀门，对阳离 子交换树脂、阴离子交换树脂进行再生处理，完成再生处理后，分别打开阳极树脂槽、阴极 树脂槽与再生及逆洗废水收集槽的进液口之间的管道阀门，排空阳极再生废液及阴极再生废 液后，打开再生水存储槽的出液口与阴极树脂槽、阳极树脂槽之间的管道阀门，使再生水分 别对阳离子交换树脂、阴离子交换树脂进行逆洗，所产生的阳极逆洗废液及阴极逆洗废液继 续排进再生及逆洗废水收集槽，完成逆洗并排空废液后，关闭阳极树脂槽、阴极树脂槽与再 生及逆洗废水收集槽的进液口之间的管道阀门，启动生产系统的铬酸废水出液口与阳极树脂 槽相连的管道阀门，进行铬酸废水处理的下一轮循环。对再生及逆洗废水收集槽的混合废液 处理：打开再生及逆洗废水收集槽出液口与隔膜电解槽的外槽之间的管道阀门，使混合废液 输入外槽中，打开再生水存储槽的出液口与内槽之间的管道阀门，往内槽输入再生水，并在 内槽的再生水中注入氢氧化钠溶液，使内槽中的氢氧化钠溶液浓度达到1wt%，内槽中的再 生水液位高度与外槽液位高度一致;电解反应过程中，内槽中氢氧化钠浓度逐渐升高，当氢 氧化钠浓度大于或等于4wt%时，将内槽中氢氧化钠溶液降浓度处理：打开内槽与阴极再生 液储存槽的进液口之间的管道阀门，使内槽中氢氧化钠溶液部分输入到阴极再生液储存槽， 然后关闭该阀门，并打开内槽与再生水储存槽之间的管道阀门，再生水补充到内槽，使内槽 液位维持与外槽液位高度一致，内槽中氢氧化钠溶液的浓度从4wt%降低到1wt%左右;定 期将沉淀在离子隔膜上的金属离子氧化物剔除;电解时外槽中生成铬酸混合酸，当铬酸混合 酸浓度升高至可供电镀槽使用的浓度后，打开外槽与纯化槽之间的管道阀门，将外槽中的高 浓度铬酸混合酸输入纯化槽并关闭该阀门，再打开再生及逆洗废水收集槽出液口与外槽之间 的管道阀门，输入混合废液进行补充维持外槽的液位与内槽一致，高浓度铬酸混合酸经过纯 化处理后，打开纯化槽出液口与生产系统进液口之间的管道阀门，将经过纯化的高浓度铬酸 输入生产系统进行循环利用。
当P>1，Q>1时，铬酸废水处理系统的运作与上述的运作基本相同，其区别在于， 将Q套阴极树脂槽及P套阳极树脂槽分成两组或两组以上，每次运作只启动其中一组阳极 树脂槽及阴极树脂槽与生产系统的铬酸废水出液口之间的管道阀门，关闭其他组与生产系统 的铬酸废水出液口之间的管道阀门，直到启动的那一组在处理铬酸废水自身达到饱和或接近 饱和后，关闭管道阀门停止铬酸废水的进入，同时启动其他组与生产系统的铬酸废水出液口 之间的管道阀门，如此进行轮值，使得饱和或接近饱和的那一组在进行再生及逆洗的时候， 系统对铬酸废水处理连续操作，不需间歇式操作。
作为对上述技术方案的进一步改进，还包括加热浓缩槽，该加热浓缩槽的进液口、 出液口分别与纯化槽及生产系统的进液口进行串接。该改进使得铬酸废水处理系统对从纯化 槽得到的纯铬酸的浓度可调节，能达到生产系统的要求。
作为对上述技术方案的一个具体方案，槽体为塑料槽体，该离子隔膜为N个紫砂 缸，N≥1，该紫砂缸为容积为60～100L、透水性为0.01～0.05ml/d㎡天、烧结温度为 1000～1200℃的紫砂缸;该的阳极板和阴极板之间所加载的用于电解的电流密度为2～5A/d ㎡、电压为15～30V;该阴极板为圆柱形不锈钢筒体，该阳极板为镀铬铅板，该圆柱形不锈 钢筒体上布满沿径向贯穿筒体壁的小孔。紫砂缸因含有定量的石英砂，在高温烧结下保有一 定的透水性，比一般陶瓷更能耐铬酸的浸蚀;即使长期使用的条件下，其透水性仍保持不 变;在多个紫砂缸连接使用时，电流的分布依然均匀，使得电解再生效果好。因为阴极板做 成圆柱形，可使其达到低电流且电流分布均匀，使阴极液能以铬酸根的形态往阳极游离，而 使铬酸铁沉淀，达到快速有效除去金属杂质。
