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电镀污水含铬废水深度处理工艺

发布时间:2022-5-11 10:09:22  中国污水处理工程网

申请日2021.02.07

公开(公告)日2021.08.10

IPC分类号C02F9/08; B01J21/18; C02F101/22; C02F103/16

摘要

本申请涉及电镀废水处理的领域,尤其是涉及一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其包括以下步骤:S1:在每升含铬废水中加入6‑13g处理剂,在光照条件下,搅拌27‑35min,得到第一混合物;S2:将第一混合物中的液体分离出来,并加入絮凝剂,然后过滤;其中,处理剂为陶粒负载光催化剂。本申请具有降低处理成本且步骤简单的效果。


权利要求书

1.一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:包括以下步骤:

S1:在每升含铬废水中加入6-13g处理剂,在光照条件下,搅拌27-35min,得到第一混合物;

S2:将第一混合物中的液体分离出来,并加入絮凝剂,然后过滤;

其中,处理剂为陶粒负载光催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:所述陶粒负载光催化剂为陶粒负载二氧化钛/石墨烯复合材料和二氧化钛。

3.根据权利要求1所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:所述陶粒的直径为1.1-1.3mm,连通率为63-68%。

4.根据权利要求1所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:所述陶粒负载光催化剂包括以下制备步骤,

A1:制备TiO2溶胶:按体积比1∶(4.6-5.2)∶(1.5-2.0)∶(0.18-0.22)分别称取钛酸四丁酯、乙醇、乙酸和蒸馏水,先将钛酸四丁酯与占乙醇总体积1/4-1/3的乙醇混合,搅拌均匀得溶液A,然后将蒸馏水、乙酸和剩余乙醇混合均匀,得溶液B,在搅拌条件下将溶液B缓慢滴加到溶液A中,滴速控制在18-20滴/分钟,滴完后继续搅拌1-2h,静置24-26h,得TiO2溶胶;

A2:在TiO2溶胶中加入二氧化钛/石墨烯,搅拌并超声1-1.5h,然后加入陶粒,超声1.5-2h后筛网滤出陶粒,80-85℃烘干,氮气保护下升温至450-500℃焙烧1.7-2.2h,自然降温至80-100℃停止通氮气,冷却至室温后洗涤、烘干,即得陶粒负载光催化剂。

5.根据权利要求4所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:步骤A2中,每200mlTiO2溶胶中加入0.01-0.03g二氧化钛/石墨烯。

6.根据权利要求4所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:步骤A2中,每200mlTiO2溶胶中加入6-8g陶粒。

7.根据权利要求4所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:步骤A2中的陶粒经过以下预处理:置于0.15-0.2mol/L的HCl溶液中搅拌10-20min,过滤,将过滤得到的陶粒置于蒸馏水中煮沸30-60min后,用蒸馏水洗涤、烘干、冷却。

8.根据权利要求4所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:步骤A2中的二氧化钛/石墨烯包括以下制备步骤:

将纳米级的氧化石墨烯置于无水乙醇溶液中,超声2-4h形成0.6-1.8mg/mL的悬浮液,将钛酸四丁酯缓慢地滴入悬浮液中,氧化石墨烯、钛酸四丁酯的质量比为1:(14-30),搅拌40-60min后,转移到聚四氟乙烯内胆中,装入不锈钢反应釜中,进行溶剂热反应,溶剂热反应的温度为180-210℃,反应时间为22-28h,得到二氧化钛/石墨烯。

9.根据权利要求1所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:步骤S2中加入絮凝剂时,使用重量比为1:(1-1.4)的氢氧化钠和生石灰调节从第一混合物中分离出的液体的PH为7-9。

10.根据权利要求1所述的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,其特征在于:步骤S2中的过滤为板框过滤。

说明书

一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺

技术领域

本申请涉及电镀废水处理的领域,尤其是涉及一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺。

背景技术

随着我国经济和科技的高速发展,由于电镀与国防、工业、生活等各个领域均息息相关,电镀行业开始呈现出前所未有的发展趋势,然而,电镀行业的发展过程中,有大量的废水、废气以及固体废弃物的排出,对于废水,如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等,按照污染物种类主要分为含氰废水、含铬废水、重金属废水及酸碱废水,其中,含铬废水由于含有剧毒的氰化物及六价铬,未处理达标就排放,会对人类及其他生物的生存环境都造成极大的危害。

相关技术中,通常采用化学沉淀法对含铬电镀废水作净化处理,即将化学药剂添加至含铬电镀废水中,使水中呈溶解状态的重金属离子转变为不溶于水的重金属化合物,上层清水排出,不溶于水的沉渣则输送到污泥浓缩池,通过沉淀进行去除的方法。但是该处理方法将消耗大量的还原剂,处理成本高,且污泥中的重金属容易对环境造成二次污染。

发明内容

为了降低处理成本且使步骤简单,本申请提供一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺。

本申请提供的一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺采用如下的技术方案:

一种电镀污水中含铬废水深度处理工艺,包括以下步骤:

S1:在每升含铬废水中加入6-13g处理剂,在光照条件下,搅拌27-35min,得到第一混合物;

S2:将第一混合物中的液体分离出来,并加入絮凝剂,然后过滤;

其中,处理剂为陶粒负载光催化剂。

通过采用上述技术方案,本申请在含铬废水中加入处理剂,在处理剂的催化作用下,六价铬转化为三价铬,然后将废水与处理剂进行分离,加入絮凝剂后,絮凝剂与重金属离子形成较大矾花的沉淀,之后过滤使得铬被去除,整体操作步骤简单,提高了处理速度,对化学试剂的消耗降低,可操作性强,适用性广;

将光催化剂负载于陶粒上,光催化剂不易团聚失活,同时稳定性增加,并且陶粒由于自身结构也具有较好的吸附作用,从而能够进一步提高对六价铬的去除率,且陶粒相对质量更轻,有利于该处理剂能够在含铬废水中被搅拌起来,其能够与含铬废水进行更加均匀的接触。

可选的,所述陶粒负载光催化剂为陶粒负载二氧化钛/石墨烯复合材料和二氧化钛。

通过采用上述技术方案,二氧化钛/石墨烯、和二氧化钛的共同选用,且在其负载到陶粒上后,对六价铬有更好的催化效率和去除率。

可选的,所述陶粒的直径为1.1-1.3mm,连通率为63-68%。

通过采用上述技术方案,在陶粒的该直径和连通率下,处理剂对六价铬的处理速度和去除率均更高。

可选的,所述陶粒负载光催化剂包括以下制备步骤,

A1:制备TiO2溶胶:按体积比1∶(4.6-5.2)∶(1.5-2.0)∶(0.18-0.22)分别称取钛酸四丁酯、乙醇、乙酸和蒸馏水,先将钛酸四丁酯与占乙醇总体积1/4-1/3的乙醇混合,搅拌均匀得溶液A,然后将蒸馏水、乙酸和剩余乙醇混合均匀,得溶液B,在搅拌条件下将溶液B缓慢滴加到溶液A中,滴速控制在18-20滴/分钟,滴完后继续搅拌1-2h,静置16-20h,得TiO2溶胶;

A2:在TiO2溶胶中加入二氧化钛/石墨烯,搅拌并超声1-1.5h,然后加入陶粒,超声1.5-2h后筛网滤出陶粒,80-85℃烘干,氮气保护下升温至450-500℃焙烧1.7-2.2h,自然降温至80-100℃停止通氮气,冷却至室温后洗涤、烘干,即得陶粒负载光催化剂。

通过采用上述技术方案,二氧化钛/石墨烯由于石墨烯与二氧化钛复合后使二氧化钛光生电子转移到石墨烯表面,光生电子能够得到有效的转移,降低了电子与空穴复合的概率,从而极大提高对六价铬的还原速率;二氧化钛/石墨烯均匀分散于TiO2溶胶中后,会与TiO2溶胶一同进入陶粒的表面以及孔隙中,焙烧后,得到陶粒负载二氧化钛/石墨烯和二氧化钛,有更好的催化效率。

可选的,步骤A2中,每200mlTiO2溶胶中加入0.01-0.03g二氧化钛/石墨烯。

通过采用上述技术方案,该加入比例下,陶粒上得到一定比例负载量的二氧化钛/石墨烯复和二氧化钛,使催化效率提高。

可选的,步骤A2中,步骤A2中,每200mlTiO2溶胶中加入6-8g陶粒。

通过采用上述技术方案,该加入比例上,得到的陶粒负载光催化剂的吸附速度和光催化作用速度配合较好,陶粒负载光催化剂的催化效率更高。

可选的,步骤A2中的陶粒经过以下预处理:置于0.15-0.2mol/L的HCl溶液中搅拌10-20min,过滤,将过滤得到的陶粒置于蒸馏水中煮沸30-60min后,用蒸馏水洗涤、烘干、冷却。

通过采用上述技术方案,陶粒在经过加酸前处理后,其比表面积增大,有更好的吸附性能。

可选的,步骤A2中的二氧化钛/石墨烯包括以下制备步骤:

将纳米级的氧化石墨烯置于无水乙醇溶液中,超声2-4h形成0.6-1.8mg/mL的悬浮液,将钛酸四丁酯缓慢地滴入悬浮液中,氧化石墨烯、钛酸四丁酯的质量比为1:(14-30),搅拌40-60min后,转移到聚四氟乙烯内胆中,装入不锈钢反应釜中,进行溶剂热反应,溶剂热反应的温度为180-210℃,反应时间为22-28h,得到二氧化钛/石墨烯。

通过采用上述技术方案,钛酸四丁酯在乙醇溶液中与氧化石墨均匀混合,然后氧化石墨和钛酸四丁酯在超声作用下、以及该搅拌时间下,氧化石墨能够在陶粒表面较为均匀分布,同时钛酸四丁酯在乙醇溶液中通过静电引力吸附到氧化石墨上,之后溶剂热反应中,氧化石墨被还原为石墨烯,石墨烯的表面负载锐态型的二氧化钛颗粒,且该光催化剂负载于陶粒表面,得到了二氧化钛/石墨烯;纳米级氧化石墨烯的选用,使得该二氧化钛/石墨烯能够较好的经过TiO2溶胶被负载到陶粒上。

可选的,步骤S2中的过滤为板框过滤。

通过采用上述技术方案,板框过滤将絮凝产生的沉淀形成整个滤饼,铬以及其他重金属离子被除去的废水被排出,滤饼则很便于直接进行回收。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.本申请通过陶粒负载光催化剂对含铬废水进行处理,在用絮凝剂处理,然后过滤,能够提高对六价铬的去除率,整体操作步骤简单,提高了处理速度,对化学试剂的消耗降低,可操作性强,适用性广;

2.本申请陶粒负载光催化剂采用陶粒负载一定量的二氧化钛/石墨烯复合材料和二氧化钛,得到的陶粒负载光催化剂的吸附速度和光催化作用速度配合较好,陶粒负载光催化剂的催化效率更高。

(发明人:胡波;李龙;祁建萍)

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