[发明专利]一种含高浓度硫酸钠的含铬废水治理和资源回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铬废水的治理和资源回收方法，属于废水处理技术。

背景技术

随着工业的发展，重金属对人类健康和生态环境的危害越来越严重，其中以重金属铬的危害最为突出。铬具有三价和六价两种价态，Cr(III)以阳离子形式存在，而Cr(VI)则以铬酸根阴离子形式存在。水溶性的Cr(VI)是强致癌金属物，被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，同时也是美国环境保护署公认的129种重点污染物之一。Cr(III)是人体必须的微量元素，但过量的Cr(III)积累对人体具有致癌作用，且Cr(III)在一定环境条件下还容易转化为毒性更大的Cr(VI)，因此两种物质都必须给予处理去除。

针对含铬废水采用的处理方法有还原沉淀法，反渗透法，电解法，生物法，离子交换法等。其中的一些方法存在“二次污染”或成本过高的问题。相比而言，离子交换法不仅可避免“二次污染”，从根本上阻断污染源，而且可以实现重金属资源的回收利用，降低成本。

目前，国内外已经有用离子交换树脂处理含铬废水的相关报道(刘志刚，含铬污水净化回收、资源化技术，CN1810683A，J.A.S.Tenório，D.C.R.Espinosa.Treatment of chromium plating process effluents with ion exchange resins.WasteManagement，2001，21：637～642)。然而，实际废水成分复杂，除了含有六价铬以外还含有盐类以及一些金属阳离子。如果直接将废水通过阴离子交换柱，一些硫酸钠会在离子交换柱中结晶析出从而产生对树脂的“毒化”作用，且硫酸钠无法回收，造成资源的浪费。其次，如果不先通过阳离子交换柱则因形成氢氧化物不溶物而造成树脂的堵塞。现有的报道未能将“除盐”、“去阳”和“去铬”三者结合在一起。本发明在“去铬”步骤之前，加以“除盐”、“去阳”两个工艺步骤，不仅消除了盐和阳离子对树脂的毒害，而且可以对硫酸钠回收，降低了成本节约了资源。

发明内容

1.本发明的目的：提供一种含高浓度硫酸钠的含铬废水治理和资源回收方法，利用本发明方法不光可以对废水起到净化作用，并且还能回收其中的有用成份，实现废水治理达标排放与资源回收的有机结合。

2.技术方案：本发明的技术方案如下：

一种含高浓度硫酸钠的含铬废水治理和资源回收方法，步骤如下：

A)将工业生产中的含铬废水先进行过滤，去除废水中的不溶物：

B)将滤液在结晶池中加入适量晶种冷却结晶，分离出废水中硫酸钠等盐类；

C)将滤液通过阳离子交换柱，对其中的Zn、Fe、Cr(III)等阳离子进行吸附。

D)将通过阳离子交换柱后的滤液再通过阴离子交换柱，对其中的六价铬进行吸附。

E)待吸附饱和后分别用稀酸对阳柱进行再生，用稀碱对阴柱进行再生。

F)由阴柱再生下来的高浓度脱附液可用于上游生产工段，低浓度脱附液用于配置下一批阴柱脱附剂循环套用。

所述的阳离子交换柱装填有强酸性阳离子交换树脂，阴离子交换柱装填有弱碱性阴离子交换柱。

所述废水通过离子交换柱的流速控制在1BV/h～10BV/h，温度5℃～40℃。

所述阳离子交换柱的脱附剂为稀硫酸，质量浓度1％～5％，流速为1BV/h～10BV/h，温度为5℃～40℃；阴离子柱的脱附剂为氢氧化钠溶液，质量浓度为1％～5％，流速为1BV/h～10BV/h，温度5℃～40℃。

3.有益效果：本发明的优点及不同之处是：首先，在废水进入离子交换柱前通过加入适量晶种冷却结晶去除废水中高浓度的硫酸钠，避免了由于离子交换过程中硫酸钠等盐类的析出而造成对树脂的“毒化”作用，同时也实现了对无机盐的回收。其次，去盐后的废水先通过阳离子交换柱，去除其中的金属阳离子，再通过阴离子交换柱去除六价铬，避免了由于阳离子在阴离子交换柱中的残留而造成的对树脂的堵塞。

具体实施方案

实施例1

分别取10mL阳离子交换树脂和阴离子交换树脂装于两根玻璃柱中(Φ10×200mm)，将两柱串联。

取100mL废水，先通过过滤去除不溶物质，再通过加入0.5克硫酸钠作为晶种，冷却结晶去除水中的硫酸钠，共可回收硫酸钠8克。

将滤液以流速为2BV/h通过离子交换系统，废水中铬的去除率达95％。

用80mL质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液作为脱附剂，在25℃下以1BV/h的流速再生并回收六价铬，回收率达96％，前20mL高浓度回收液可回用于上游工段，后60mL可以用于配置下一批脱附液。