[发明专利]一种膜过滤耦合光还原脱除和回收铬的方法

说明书

本发明公开了一种膜过滤耦合光还原脱除和回收铬的方法，属于废水重金属离子处理领域。往含六价铬的水溶液中加入高聚物，高聚物与六价铬形成大分子配位物通过膜过滤被截留而从水中去除，光照下，被截留的Cr(VI)还原成Cr(III)并通过膜反萃得到回收。本发明不仅能够实现含铬废水中六价铬的脱除，而且能够将六价铬还原为三价铬进行回收，是一种简单、高效、低能耗的绿色工艺方法，在环境污水治理和资源综合利用方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于废水重金属离子处理领域，具体地说，本发明涉及一种膜过滤耦合光还原脱除和回收铬的方法。

背景技术

铬是一种常见的重金属污染物，主要以Cr(VI)和Cr(III)的形式存在。其中，Cr(VI)多见于电镀厂、制革厂、冶炼厂以及印染厂等工业废水中。Cr(VI)毒性高，属于致癌、致畸和致突物质，若直接排放，会对人、畜和植物等造成严重危害。各国都制定了严格的含铬废水排放标准，我国的废水排放标准(GB8978-1996)中，Cr(VI)的最高允许排放浓度为0.5mg/L。由于Cr(III)的毒性较Cr(VI)大大降低，且Cr(III)易沉淀去除，采用还原方法将Cr(VI)转化为Cr(III)成了诸多含铬废水处理工艺中一个重要环节。

Cr(VI)的还原处理方法主要有电解法、生物法和化学法。电解法需消耗大量电能和钢材，运转费用高。生物法须保证功能菌的生长状态良好，对功能菌－废水的配比也有严格要求。化学法根据投加还原剂的不同，又可分为硫酸亚铁法、亚硫酸氢钠法、铁屑法和二氧化硫法等。这些方法存在能耗高、处理费用大、工艺流程复杂、设备投资大等缺点。另外，经这些方法处理得到含Cr(III)溶液，后续处理往往是将溶液中和，使Cr(III)沉淀成为污泥而废弃，易引起二次污染，且铬作为一种有价元素没有得到回收利用。如何合理而有效地处理含Cr(VI)废水是环境保护及资源综合利用的重要研究课题。

ZL201110336257.0涉及一种在光照条件下，加入光引发剂以还原水溶液中六价铬离子的方法，往含六价铬的水溶液中加入光引发剂，调节溶液至酸性，在太阳光或人造光的光照下，混合后即可实现六价铬的还原，将高毒性的六价铬还原为毒性低、溶解度小的三价铬，为还原六价铬提供了一种经济简便、快速有效、环境友好的方法，大大降低了水溶液中六价铬的还原处理成本，可实现含六价铬废水无害化处理的目的。但该方法并没解决铬作为资源回收提取的问题，也没考虑如何再生循环利用高聚物等关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜过滤耦合光还原脱除和回收铬的方法，以水溶性高聚物作为配位剂和光引发剂来构造光还原体系，六价铬离子可以首先与高聚物形成大分子配位物，通过膜过滤截留从而从水中脱除，然后在太阳光或人造光的照射下将高聚物中六价铬还原成三价铬，三价铬进一步被通过膜孔被反萃进入水相，从而一体化地同时实现六价铬的膜过滤去除、六价铬的还原以及反萃回收还原得到的三价铬。该方法还可解决如何实现再生重复使用高聚物的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种膜过滤耦合光还原脱除和回收铬的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)往含六价铬离子的水溶液中加入高聚物，将溶液pH值调至6以下；

2)对上述溶液进行膜过滤；

3)光照条件下，膜过滤截留的高聚物溶液中的六价铬离子还原成三价铬离子；

4)将含三价铬离子的高聚物膜反萃，以pH值6以下的稀酸溶液为反萃剂，含三价铬离子的高聚物相和水溶液分别在膜的两侧流动，三价铬离子通过膜孔被反萃进入到稀酸溶液中。

本发明所述含Cr(VI)离子的水溶液中六价铬离子浓度为0.5～5000mg/L。