申请日2018.05.16
公开(公告)日2018.09.28
IPC分类号C02F9/12; C02F101/22
摘要
一种含铬废水处理和铬回收方法，属于污水处理及综合利用领域。本发明调整含铬废水氧化还原条件及pH值范围在4到11之间，使铬转变为氢氧化铬胶体沉淀;然后按含铬废水中的含铬重量1/10到10倍的比例加入无机磁性颗粒和有机粘结剂;充分搅拌混合后经过磁性分离装置，分离出磁性颗粒‑氢氧化铬复合体和不含铬或低含铬普通废水。将磁性颗粒‑氢氧化铬复合体浸入强碱水溶液中，溶解出铬离子，经过磁性分离，得到磁性颗粒和铬盐溶液;磁性颗粒进入循环再利用，铬盐溶液结晶得到铬盐制品。本发明能直接从含铬废水中将铬提取分离出来，变含铬废水为不含铬或低含铬普通废水，使后续化学絮凝沉淀处理得到的废水和污泥中铬含量均能达到国家排放标准，还可以实现铬资源回收再利用。
翻译权利要求书
1.一种含铬废水处理和铬回收方法，其特征在于包括以下几个步骤：
(1)调整含铬废水氧化还原条件及pH值范围在4到11之间，使铬转变为氢氧化铬胶体沉淀;
(2)按含铬废水中的含铬重量1/10到10倍的比例加入无机磁性颗粒;
(3)按含铬废水中的含铬重量1/10到10倍的比例加入有机粘结剂;
(4)充分搅拌混合5到60分钟，使含铬废水中磁性颗粒和氢氧化铬胶体通过有机粘结剂连接;
(5)将步骤(4)所述含铬废水流过磁性分离装置，分离出磁性颗粒-氢氧化铬复合体和不含铬或低含铬普通废水;
(6)将步骤(5)所述磁性颗粒-氢氧化铬复合体浸入强碱水溶液中，溶解出铬离子，经过磁性分离，得到磁性颗粒和铬盐溶液;磁性颗粒进入步骤(2)循环再利用，铬盐溶液结晶得到铬盐制品;
(7)将步骤(5)所述不含铬或低含铬普通废水按现有化学絮凝沉淀或其它废水处理方案处理，获得符合国家排放标准的废水和污泥。
2.按权利要求1所述含铬废水处理和铬回收方法，其特征在于无机磁性颗粒是为铁氧体颗粒，或者是三氧化二铁颗粒，或者是金属铁、钴、镍及其合金颗粒;其中铁氧体颗粒分子式为XFe2O4，其中X是二价铁离子或者离子半径与二价铁离子相近的二价金属离子，包括锰、锌、铜、镍、钴。
3.按权利要求1所述含铬废水处理和铬回收方法，其特征在于无机磁性颗粒的形态为粒状、棒状和片状;平均直径在5纳米到10微米之间。
4.按权利要求1所述含铬废水处理和铬回收方法，其特征在于有机粘结剂是一元或多元有机酸及其盐或者一元或多元有机胺，一元或多元有机酸为脂肪酸、芳香酸和有机酸聚合物;一元或多元有机胺为脂肪胺、醇胺、酰胺和芳香胺。
5.按权利要求1所述含铬废水处理和铬回收方法，其特征在于有机粘结剂是多种有机酸及其盐的混合物，或者是多种有机胺的混合物，或者是有机胺与有机酸及其盐的混合物。
6.按权利要求1所述含铬废水处理和铬回收方法，其特征在于磁性分离是指把磁性物质和非磁性物质分离开的操作过程，磁性分离装置是指包含永磁体或电磁体核心部件、能够实现磁性分离操作的装置，包括磁鼓分离器、高梯度磁性分离器。
说明书
一种含铬废水处理和铬回收方法
技术领域：
本发明涉及一种含铬废水处理和铬回收方法，主要应用于制革、电镀、冶金和环境治理等领域。
技术背景
制革、电镀和冶金等工业排放出大量含铬废水和含铬污泥，造成严重的资源浪费和环境污染，急需铬资源回收和铬污染治理的技术解决方案。
传统处理含铬废水的方法包括溶剂萃取、离子交换与吸附、膜分离和生物法等，这些方法针对的是废水中的铬离子处理，要求废水环境是偏酸性，由于存在处理效率和成本等问题，难以工业化实际应用。
现有制革、电镀和冶金等企业大规模处理含铬废水的主要方法是化学絮凝沉淀法，即通过加入絮凝剂，使铬和其它废弃物从含铬废水中沉淀下来，达到去除废水中铬的目的，也有添加磁种来强化这种化学絮凝沉淀的文献报道。
虽然化学絮凝沉淀法或磁种强化化学絮凝沉淀法能够有效去除含铬废水中的铬，废水铬含量能够达到国家排放标准，但是，这种方法的最大弊端是铬和其它废弃物一起从含铬废水中沉淀下来，产生大量含铬污泥，造成二次环境污染，铬资源也不能回收利用。含铬污泥的再处理需要经过酸浸、铬分离和絮凝等步骤，工艺复杂，成本高昂，企业难以采用。
发明内容
针对上述含铬废水处理存在的问题，本发明的主要目的是提出从源头上治理含铬废水的技术解决方案，即采用磁性分离技术直接从含铬废水中将铬单独提取分离出来，变含铬废水为不含铬或低含铬普通废水，使后续化学絮凝沉淀处理得到的废水和污泥中铬含量均能达到国家排放标准，同时，还可以实现铬资源回收再利用。
为实现上述目的，本发明的主要内容是：
一种含铬废水处理和铬回收方法，其特征在于包括以下几个步骤：
(1)调整含铬废水氧化还原条件及pH值范围在4到11之间，使铬转变为氢氧化铬胶体沉淀;
(2)按含铬废水中的含铬重量1/10到10倍的比例加入无机磁性颗粒;
(3)按含铬废水中的含铬重量1/10到10倍的比例加入有机粘结剂;
(4)充分搅拌混合5到60分钟，使含铬废水中磁性颗粒和氢氧化铬胶体通过有机粘结剂连接;
(5)将步骤(4)所述含铬废水流过磁性分离装置，分离出磁性颗粒-氢氧化铬复合体和不含铬或低含铬普通废水;
(6)将步骤(5)所述磁性颗粒-氢氧化铬复合体浸入强碱水溶液中，溶解出铬离子，经过磁性分离，得到磁性颗粒和铬盐溶液;磁性颗粒进入步骤(2)循环再利用，铬盐溶液结晶得到铬盐制品;
(7)将步骤(5)所述不含铬或低含铬普通废水按现有化学絮凝沉淀或其它废水处理方案处理，获得符合国家排放标准的废水和污泥。
进一步地，所述无机磁性颗粒是为铁氧体颗粒，或者是三氧化二铁颗粒，或者是金属铁、钴、镍及其合金颗粒;其中铁氧体颗粒分子式为XFe2O4，其中X是二价铁离子或者离子半径与二价铁离子相近的二价金属离子，包括锰、锌、铜、镍、钴。
进一步地，所述无机磁性颗粒的形态包括粒状、棒状和片状;平均直径在5纳米到10微米之间;
进一步地，所述有机粘结剂是一元或多元有机酸及其盐或者一元或多元有机胺，一元或多元有机酸为脂肪酸及其盐、芳香酸及其盐和有机酸聚合物及其盐;一元或多元有机胺，为脂肪胺、醇胺、酰胺和芳香胺。
进一步地，所述有机粘结剂是多种有机酸及其盐的混合物，或者是多种有机胺的混合物，或者是有机胺与有机酸及其盐的混合物，
进一步的，磁性分离是指把磁性物质和非磁性物质分离开的操作过程，磁性分离装置是指包含永磁体或电磁体核心部件、能够实现磁性分离操作的装置，包括磁鼓分离器、高梯度磁性分离器等。
其中，磁性分离是指把磁性物质和非磁性物质分离开的操作过程，磁性分离装置是指包含永磁体或电磁体核心部件、能够实现磁性分离操作的一种装置，如磁鼓分离器、高梯度磁性分离器等。
同现有含铬废水处理和铬回收技术相比，本发明突出优点体现在以下几个方面：
第一、利用磁性颗粒从含铬废水中直接提取铬，铬提取率能够达到99%以上，提取出的磁性颗粒-氢氧化铬复合体不含或很少含其它废水组分，磁性颗粒-氢氧化铬复合体经过碱溶和磁性分离，得到可再循环利用的磁性颗粒和铬盐溶液制品，实现了磁性颗粒和铬资源回收再利用;
第二、对提取铬之后的不含铬或低含铬普通废水进行后续化学絮凝沉淀或其他方案处理，很容易同时得到铬含量符合国家排放标准的废水和污泥，有效解决了铬对环境的污染问题;
第三、在含铬废水处理和铬回收全过程中，没有铬含量超出国家排放标准的含铬废水和含铬污泥排放，实现了绿色清洁生产。
本发明提供了一个从源头上治理含铬废水和铬资源回收再利用的技术解决方案。
