[发明专利]一种使用碳糊电极吸附电还原无害化处理六价Cr废水的方法

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种使用碳糊电极吸附电还原无害化处理六价Cr废水的方法，将聚苯胺与D‑葡萄糖酸钠或EDTA修饰至碳糊电极表面，聚苯胺可提高电极比表面积，提升电极的吸附能力；络合剂可提供特殊的官能团，改变电子转移途径，提高电极的还原能力，通过电镜扫描可发现，电极表面孔洞增多；另利用电化学表征发现，电子能够在电极上进行有效转移，促进电化学反应的发生，且具有令人满意的电化学稳定性，即使多次处理Cr(VI)废水，经过再生的电极依旧保持了高效性，本发明具有电极材料合成简单、成本低、工艺流程短；在优选情况下，Cr(VI)还原率达到88.3％，总去除率达到95％，具有实际工业应用前景。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种使用碳糊电极吸附电还原无害化处理六价Cr废水的方法。

背景技术

电镀、皮革鞣制、纺织、摄影等领域会产生大量含Cr(VI)废水。Cr(VI)具有强烈的毒性，人体中若存在过量的Cr(VI)会造成皮肤病、肝肾损伤、畸形与免疫系统的减弱。Cr(VI)的处理方法有很多种，以电化学处理为例，分为电还原与电吸附，电还原是将Cr(VI)还原为无毒的Cr(III)；电吸附则是利用多孔的电极将Cr(VI)吸附至电极表面，达到吸附与富集的效果。而在工业生产中，一般是利用絮凝、微生物处理使Cr(VI)沉淀或还原；然而所用原理很难再生，且处理时间过长，此类处理方法会给工厂带来很大的成本压力。而且实际废水成分复杂，若使用复杂的工艺针对某一种污染物，是对于处理装置与相关原料的巨大浪费。综上所述，简化工艺流程，降低原料成本，使用可再生材料是针对性水处理工艺的未来发展方向。

碳糊电极对重金属离子非常敏感，常用于检测污水中的重金属离子浓度。而化学修饰的碳糊电极由于电极表面有不同的特殊官能团，电子传导方式发生改变，电还原与电吸附能力大大提高。且碳糊电极所用原料性质稳定，不易脱落或变性，阴阳极对换或稀盐酸浸泡即可再生。因此，化学修饰的碳糊电极是一种处理Cr(VI)废水的优良电极材料。然而，化学修饰碳糊电极应用于处理Cr(VI)废水尚未得到开发与研究。

中国发明专利ZL201610026028.1公开了一种处理镀铬废水净水系统及净水方法，装置分为三层结构，底层为厌氧生物滤层，中层为树脂型粒子电极层，上层为好氧生物滤层。该装置处理废水效果优良，可将镀铬废水的COD降低至可排放标准，还可将废水中的重金属离子处理完全。然而，该装置过于复杂，成本过高，且生物滤层等原材料难以再生，难以进行工业应用。

中国发明专利ZL201410404014.X公开了一种去除水中六价铬的化学还原辅助电化学方法，该方法分为三步，通过化学还原，电化学还原，絮凝沉淀等步骤将废水中的Cr(VI)完全去除。该工艺流程中的每一步相对简单，其中的原料没有浪费。然而整体处理工艺依旧复杂，成本较高，且电极材料无法循环使用，消耗较大。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决目前处理Cr(VI)废水的电化学处理方法所用电极很难再生或是还原效率低下，且处理时间过长，工艺复杂的问题，提供了一种使用碳糊电极吸附电还原无害化处理六价Cr废水的方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种使用碳糊电极吸附电还原无害化处理六价Cr废水的方法，包括以下步骤：

S1：采用D-葡萄糖酸钠(简称DCP)或EDTA(简称ECP)修饰碳糊电极；

S2：将步骤S1中得到的修饰后的碳糊电极作为阴极，石墨作为阳极，所述石墨的尺寸和形状与碳糊电极相同，将碳糊电极和石墨电极在含有六价Cr的废水中进行电反应，碳糊电极对六价Cr进行吸附与电还原；

S3：再生碳糊电极。

所述步骤S1中采用D-葡萄糖酸钠或EDTA修饰的碳糊电极包括以下步骤：

S11：将石墨片打磨干净；