申请日2019.09.05
公开(公告)日2019.12.10
IPC分类号C02F9/04; C02F101/22
摘要
本发明属于工业污水处理技术领域，特别涉及一种处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法，首先向废水中加入酸液和亚铁离子将废水中的六价铬转化为三价铬，再向体系中加入少量的二价钴离子，然后向体系中注入双氧水发生芬顿反应，最后向反应体系中加入碱液使其中的金属离子被充分沉淀下来，过滤将沉淀物滤出，得到净化后的水体。
权利要求书
1.一种处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法，其特征在于：所述的芬顿氧化还原一体法为，
(1)向废水中加入酸液和亚铁离子并充分反应，确保在将废水中的六价铬充分转化为三价铬的基础上，所加入的酸液为过量;
(2)向步骤(1)中得到的废水体系中加入二价钴离子并分散充分后，于搅拌状态下继续向其中注入双氧水，直至废水体系中的有机氧化物被清除充分;
(3)向步骤(2)中得到的废水体系中加入碱液将其中的金属离子充分沉淀，过滤将所得的沉淀物滤出，得到净化后的水体。
2.如权利要求1所述的处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法，其特征在于：步骤(1)中所述的酸液为硫酸的水溶液。
3.如权利要求1所述的处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法，其特征在于：步骤(1)中所述的亚铁离子以硫酸亚铁的形式加入。
4.如权利要求1所述的处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法，其特征在于：步骤(2)中所述的二价钴离子以硝酸钴的形式加入。
5.如权利要求1所述的处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法，其特征在于：步骤(3)中所述的碱液为氢氧化钠的水溶液。
说明书
一种处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法
技术领域
本发明属于工业污水处理技术领域，特别涉及一种处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法。
背景技术
铬是生物体及微生物体所必须的微量金属元素之一，但超过一定量的铬会对人类和环境带来极大的压力并造成严重的危害。通常认为金属铬和二价铬无毒，三价铬毒性很小，危害最大的是六价铬的化合物。鉴于铬的危害性，世界各国对铬的排放都进行了严格的限制，国内对铬排放标准为：六价铬离子的浓度上限规定为0.5mg/L，总铬含量不得超过1.5mg/L。镀铬废水中除了含有大量六价铬以外，还含有相当浓度的有机污染(COD)。
发明内容
本发明提供了一种处理含铬废水的芬顿氧化还原一体法，主体方案为：
(1)向废水中加入酸液和亚铁离子，从而将废水中的六价铬转化为三价铬：
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
(酸性环境下，六价铬在溶液中以Cr2O72-形式存在)
其中，加入的酸液是过量的，这样始终保持废水体系为酸性环境，可以避免后续加入双氧水的时候将三价铬离子重新氧化成六价铬，而影响六价铬的去除效果;
(2)向反应后的废水体系中注入双氧水，双氧水与反应体系中的三价铁离子以及亚铁离子发生如下反应：
Fe3++H2O2=Fe2++2H++O2·
Fe3++RH=Fe2++H++R·(RH代表有机污染物的分子)
Fe2++H2O2=Fe3++OH-+OH·
其中，前两个反应为将三价铁离子转化为二价铁离子，而Fe2++H2O2=Fe3++OH-+OH·为芬顿反应，生成的羟基自由基OH·具有很强的氧化性，氧化电势高达2.73V，氧化能力在溶液中仅次于氟气，通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在其面前几乎都会无选择地被氧化降解掉;相比之下，双氧水将三价铁离子转化为二价铁离子过程中所生成的过氧自由基O2·氧化电势仅为1.3V左右，远不如OH·，基本无法有效氧化降解有机污染物，因此对废水中有机污染物COD起到清除降解作用的主要还是OH·，
从上述各反应式中不难看出：同样是生成一份二价铁离子(为芬顿反应提供亚铁离子)，Fe3++H2O2=Fe2++2H++O2·这一反应需要消耗一份的过氧化氢，换言之，投加的双氧水并非完全用于参与芬顿反应生成OH·，而是有相当一部分用在了三价铁向二价铁的转化反应上;而Fe3++RH=Fe2++H++R·无需过氧化氢的参与，而是完全利用废水中的有机物来完成三价铁离子到二价铁离子的转化。因此，如果能够尽量减少“Fe3++H2O2=Fe2++2H++O2·”这一反应的发生，而主要是通过“Fe3++RH=Fe2++H++R·”来获取二价铁离子的话，相应就能使投加的双氧水尽可能用来生成OH·，节省了双氧水的用量，
为实现这一目的，本方案中在注入双氧水之前先向体系中加入少量的二价钴离子，申请人发现，在该举措下，能明显减少三价铁离子与双氧水之间“Fe3++H2O2=Fe2++2H++O2·”反应的发生;
待体系中的COD被充分清除后停止注入双氧水，
(3)向反应体系中加入碱液使其中的金属离子被充分沉淀下来，过滤将沉淀物滤出，得到净化后的水体。（发明人赵先辉;候敬义;简捷;彭勇）
