申請日2014.11.10

　　公開(公告)日2016.04.20

　　IPC分類號C02F1/72; C02F1/62

　　摘要

　　本發(fā)明涉及Cr(VI)污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，利用水體中存在的Cr(VI)以及外界添加的SO32-相互作用生成具有強氧化性的硫酸根自由基來氧化水體中存在的污染物。此外，向該體系中加入適量的草酸可大大促進氧化性自由基的生成效率且強化六價鉻的還原。本發(fā)明的方法成本低，反應(yīng)速度快，無二次污染，操作簡單，具有廣泛適用性，不但可以實現(xiàn)對有害污染物的去除，同時可以實現(xiàn)將劇毒性Cr(VI)還原為無毒無害的Cr(III)，實現(xiàn)含鉻廢水的經(jīng)濟化利用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，其特征在于，將待處理的含有Cr(VI)的廢水溶液調(diào)節(jié)pH值，添加亞硫酸鹽，使SO32-/Cr(VI)摩爾比達到2-20;再加入一定量的草酸;亞硫酸根轉(zhuǎn)化為硫酸根，Cr(VI)還原成無害的Cr(III)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，其特征在于，所述的SO32-/Cr(VI)摩爾比為8-20。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，其特征在于，所述的SO32-/Cr(VI)-摩爾比為8。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，其特征在于，所述的pH范圍為2-6。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，其特征在于，所述的pH為4。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，其特征在于所述的草酸添加量與所述待處理廢水中Cr(VI)的摩爾比值范圍為2-20。

　　說明書

　　利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及Cr(VI)污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法。

　　背景技術(shù)

　　鉻是環(huán)境中常見的重金屬之一，天然水體中很少含有鉻，水體和土壤的重金屬鉻污染主要來自采礦、電鍍、冶金、染料、制革、木材防護等生產(chǎn)過程含鉻廢水和廢渣的隨意排放。鉻化合物在環(huán)境中主要有Cr(III)和Cr(VI)兩種存在形式，若受到環(huán)境中溫度、pH值、有機物等因素的影響，水體中的Cr(III)和Cr(VI)可以相互轉(zhuǎn)化，其中Cr(VI)的生物毒性比Cr(III)毒性高100倍，是國際公認的3種致癌金屬物之一，水中Cr(VI)含量大于0.5mg/L將危害人體健康。Cr(VI)在土壤和水溶液中容易遷移，它可通過大氣、飲水、食物或接觸侵入人體，引起皮膚糜爛、呼吸道感染、肝功能損傷甚至肺癌。

　　目前，國內(nèi)外治理鉻污染的方法較多，主要有化學(xué)處理法、離子交換法、電解法、吸附處理法、液膜分離法、生物化學(xué)法、超臨界處理法、離子浮選法幾種。但是這些方法效率較慢或者需要添加大量的化學(xué)試劑，成本高。此外，這些方法只是將Cr(VI)還原處理，未能實現(xiàn)將Cr(VI)廢水的經(jīng)濟化利用。因此為了合理利用Cr(VI)在水體中的存在，增加其應(yīng)用價值，我們需要開發(fā)出一種具有高經(jīng)濟價值的Cr(VI)處理手段。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明克服上述不足，提供一種利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，利用水體中存在的Cr(VI)以及外界添加的SO32-相互作用生成具有強氧化性的硫酸根自由基來氧化水體中存在的污染物。此外，向該體系中加入適量的草酸可大大促進氧化性自由基的生成效率且強化六價鉻的還原。該方法不但可以實現(xiàn)對有害污染物的去除，同時可以實現(xiàn)將劇毒性Cr(VI)還原為無毒無害的Cr(III)，實現(xiàn)含鉻廢水的經(jīng)濟化利用。

　　本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

　　一種利用Cr(VI)/SO32-水處理氧化的方法，根據(jù)待處理液中含有的Cr(VI)以及污染物的濃度，通過調(diào)節(jié)廢水溶液的pH值，添加適當(dāng)亞硫酸鹽，使SO32-/Cr(VI)摩爾比達到2-20，控制Cr(VI)與還原劑亞硫酸根之間電子轉(zhuǎn)移速率，從而生成具有氧化活性的硫酸根自由基以及羥基自由基，實現(xiàn)在常溫常壓下將有害物質(zhì)的降解或者氧化。同時，向該過程中加入適量的草酸可大大的促進該體系的氧化能力且強化Cr(VI)的還原。同時亞硫酸根轉(zhuǎn)化為無毒無害的硫酸根，Cr(VI)得以還原成無害的Cr(III)。

　　優(yōu)選的，所述的SO32-/Cr(VI)摩爾比為8-20。

　　優(yōu)選的，所述的SO32-/Cr(VI)-摩爾比為8。

　　優(yōu)選的，所述的pH范圍為2-6。

　　優(yōu)選的，所述的pH范圍為4。

　　優(yōu)選的，所述的草酸添加量與所述待處理廢水中Cr(VI)的摩爾比值范圍為2-20，草酸的添加可大大促進氧化性自由基的生成效率且強化六價鉻的還原，且草酸的作用是其他具有羧基結(jié)構(gòu)的小分子有機酸是無法替代的。

　　發(fā)明原理：

　　水體中的Cr(VI)是一種具有較高氧化性的劇毒性無機物，為了將其轉(zhuǎn)化為毒性較小的三價鉻本專利中的技術(shù)方案是向其溶液中加入亞硫酸根。傳統(tǒng)的六價鉻處理技術(shù)是利用還原劑亞硫酸鹽在強酸條件下以1/2～3/2比例發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如公式(1,2)。

　　4CrO4-+6NaHSO3+3H2SO4+8H+→2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+10H2O(1)

　　2CrO4-+4HSO3-+6H+→2Cr3++S2O62-+6H2O+2SO42-(2)

　　與傳統(tǒng)氧化還原不同的是本發(fā)明通過控制反應(yīng)的pH來控制二者之間氧化還原反應(yīng)的電子遷移速率，從而生成硫酸根自由基以及羥基自由基。這些自由基具有強氧化性，可氧化降解有機無機污染物。此外，適量草酸的加入可與六價鉻以及鉻的中間產(chǎn)物絡(luò)合，其絡(luò)合物亦可控制鉻與亞硫酸根之間氧化還原反應(yīng)的電子遷移速率，促進自由基的生成，同時強化六價鉻的還原。因此，該過程可在處理含鉻廢水的同時實現(xiàn)將水體中有機物污染物得到降解，大大增加了含鉻廢水的應(yīng)用價值。

　　本發(fā)明的有益效果：

　　(1)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)路線具有較好的經(jīng)濟價值，在處理含鉻廢水中的Cr(VI)的同時可利用該過程產(chǎn)生的自由基來氧化水體中含有的其他污染物。

　　(2)本發(fā)明的處理方法成本低，反應(yīng)速度快，無二次污染，操作簡單，具有廣泛適用性。