[发明专利]一种同时氧化镀铬废水中次磷酸根和还原六价铬的方法

说明书

技术领域

本申请涉及环境工程水处理技术领域，特别涉及一种同时氧化镀铬废水中次磷酸根和还原六价铬的方法。

背景技术

次磷酸根离子因其毒性较小、还原性强，而广泛应用于化学镀铬工艺中。通常化学镀铬工艺中排出的镀槽废水中次磷酸根离子的浓度高达3000mg/L，次磷酸根离子进入人体后，将会影响钙的吸收。此外，镀铬废水中含有大量高浓度的六价铬离子，六价铬离子是我国“十二五”期间重点防控的五大重金属污染物之一，其毒性比三价铬离子高出100倍，对环境及人体健康伤害极大。因此，必须妥善处理镀铬废水，严格控制镀铬废水中次磷酸根离子和六价铬离子的含量。

由于镀铬废水中往往同时含有六价铬离子和次磷酸根离子。因此，将六价铬离子还原为三价铬离子和将次磷酸根离子氧化成正磷酸根离子是去除镀铬废水中的六价铬离子和次磷酸根离子的关键步骤。目前的镀铬废水处理方法是先将次磷酸根离子氧化为正磷酸酸根离子，再加入石灰或铁盐等试剂，使以正磷酸酸根离子以沉淀的形式去除。然后在镀铬废水加入还原剂，将六价铬离子还原为三价铬离子，常用的还原剂有Na₂S₂O₅、NaSO₃、NaHSO₃和FeSO₄等。

但是，现有的镀铬废水处理方法，处理过程中还原剂利用率低、处理后的镀铬废水含盐量高、且处理过程中产生SO₂引起环境的二次污染；此外，现有的镀铬废水处理方法只能分段还原六价铬离子和氧化次磷酸根离子，现有的镀铬废水处理方式工艺繁琐，还原剂利用率低，增加污水处理投资和运行成本。

发明内容

本申请的发明目的在于提供一种同时氧化镀铬废水中次磷酸根和还原六价铬的方法。此方法克服了现有的镀铬废水的处理方法存在的上述问题，采用此方法可在一个电解池中同时氧化次磷酸根离子和还原六价铬离子，实验结果表明，本申请示出的方法次磷酸根离子的氧化效率为95％，六价铬离子的还原效率为99％。

在达到上述目的中，本申请实施例示出一种同时氧化镀铬废水中次磷酸根和还原六价铬的方法。所述方法包括使含有添加剂的镀铬废水在电解池中进行电解催化反应；

所述电解池的阳极材料采用二氧化钛；

所述电解池的阴极采用石墨电极。

在说明书中所述的镀铬废水中次磷酸根离子的浓度为100mg/L-1000mg/L左右，pH值为2-13。

根据本申请示出的方法，将含有添加剂的镀铬废水置于电解池中，本申请以二氧化钛电极为阳极，以石墨作为阴极构建电催化电解催化反应体系(电解池)，反应过程中阴极发生的电极反应为：H₂O-2e^-＝H₂O₂+2H⁺；镀铬废水中的水还原产生的H₂O₂将镀铬废水中的六价铬离子还原为三价铬离子，在还原过程中的中间产物五价铬离子催化H₂O₂产羟基自由基(·OH)。在催化过程中，五价铬离子可降低H₂O₂产羟基自由基(·OH)反应的活化能,即使在常温下其反应速度也非常快,H₂O₂迅速分解产生大量的·OH；·OH将次磷酸根离子氧化为正磷酸根离子，从而达到同时还原六价铬离子和氧化次磷酸根离子的目的。整个电催化电解催化反应体系是一个绿色的化学反应，无需外加H₂O₂等化学试剂，反应过程不会产生二次污染，并且本申请示出的方法对六价铬离子的还原效率可达到99％对次磷酸根离子的氧化效率可达到95％。

由于阴极发生的电极反应：H₂O-2e^-＝H₂O₂+2H⁺，在弱酸性环境下可促进反应的进行，柠檬酸铵和柠檬酸缓冲液在弱酸性环境中的缓冲容量较大，所以本申请实施例采用柠檬酸铵和柠檬酸缓冲液作为添加剂调节镀铬废水的pH值，使镀铬废水的pH值控制在3-5的范围内，而较好的是pH3。