[发明专利]一种铬鞣污泥中重金属铬的再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种铬鞣污泥中重金属铬的再生方法。

背景技术

制革过程主要分为鞣前准备工段、鞣制工段和湿加工工段，其中皮革鞣制成为制革过程中主要的操作步骤，具备有效避免环境因素，如微生物降解、热作用和湿气等特点，对皮革的质量造成重要影响，而大量的三价铬盐即碱式硫酸铬就是皮革鞣制过程中最重要的原料。铬鞣污泥为制革鞣制工段产生的废水经碱沉淀形成的污泥，且鞣制过程中生皮对铬鞣剂的吸收率通常只有55％左右，其余的铬鞣剂随废水外排，因此铬鞣污泥具有高含铬量的特点。

重金属铬具有高稳定、难降解的特点，不易从环境中去除，会对生物体产生毒害作用。铬是一种有毒金属，是EPA确认的危险污染物之一；我国将含铬废物列为危险废物名录，铬主要有两种氧化状态：Cr³⁺和Cr⁶⁺。Cr³⁺是葡萄糖、脂质和蛋白质的代谢过程中的必需元素，而Cr⁶⁺则被认为对生物系统具有毒害作用。若在土壤和水体中存在强氧化剂，Cr³⁺极易被氧化为Cr⁶⁺。

传统的处理方法中，是将鞣制工段产生的废弃物与其他工段产生的废弃物一起进行处理，处理方法主要包括：填埋、海洋倾倒、焚烧或固定化。但传统方法的处理势必造成大量的重金属Cr进入自然环境中，进而进入食物链，威胁人们的生命健康。此外，若将各工段污泥混合进行含铬污泥的资源化，则也会增加处理污泥的总量而降低了污泥中的铬浓度，从而造成资源化效率的下降和成本的提高，因此，本发明针对制革过程中会产生Cr污染的铬鞣污泥进行重金属的再生。

目前，含铬废水的常用回收方法包括：萃取法、电解沉淀法、化学沉淀法、生物淋滤法和离子交换法等。

溶剂萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作，即利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中的方法。El-Hefny(Comparison of liquid-liquid extraction of Cr(VI)from acidic and alkaline solutions by two different amine extractants[J].Separation and Purification Technology，2009，67(1)：44-49)利用胺类萃取剂Aliquat 336和Alamine 336从H₂SO₄和碱介质中萃取Cr⁶⁺，考察萃取剂浓度、酸/碱介质浓度、被萃取金属溶液浓度、水溶液与有机溶液体积比等因素对萃取效率的影响，结果表明，在酸和碱的介质中，Cr⁶⁺萃取效率分别达到95％和98％。然而，萃取法对萃取剂的选择性要求非常高，既需要具备良好的选择性又要易于回收和再生，同时也要求其有一定的热稳定性能以及化学稳定性能，此外，毒性和黏度也有一定的要求。

电解沉淀是在一定条件下通过电流作用将废液中的贵金属离子还原为金属，沉积在阴极上回收的方法。通常溶液中的金属离子析出的电势不同，因为可以通过改变外加电压的大小，使金属离子分步析出以达到分离的目的。然而，电解沉淀法对电压要求高，同时耗费电能。

化学沉淀法通常先通过对制革污泥进行预处理，使Cr进入溶液中，此时，Cr主要以Cr³⁺的形式存在，随后调节溶液的pH值，使碱与Cr³⁺发生化学反应，形成Cr(OH)₃沉淀，从而达到Cr³⁺与其他干扰离子分离的目的。然而，化学沉淀法需要耗费大量酸、碱，易对环境造成污染。

生物淋滤法是利用自然界中的一些微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用，产生氧化、还原、络合、吸附或溶解作用，将固相中某些不溶性成分(如重金属、硫及其它金属)分离浸提出来的一种技术。然而，该方法需要驯化污泥，实验周期长，存在不稳定性，且需要后序工艺进行铬渣提取。

授权公告号为CN103011537B的专利文献公开了一种处理含三价铬污泥及回收重金属的方法，该方法对含铬污泥中组分含量进行分析，进而稀释含铬污泥，并经铵盐和氨水处理、碱处理、酸处理后，得到颜料级氧化铬、金属单质或者产品。该方法回收的铬可应用到钢铁、电镀和鞣革等行业中。