公布日：2023.02.03
申請日：2022.10.09
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C25D21/18(2006.01)I;C25D21/22(2006.01)I;C02F1/42(2006.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F101/22(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，包括如下步驟：(1)將所述電鍍含鉻廢水過濾去除雜質(zhì)；(2)將步驟(1)的電鍍含鉻廢水調(diào)節(jié)pH為2-3后，通過陰樹脂交換柱吸附后的出水，調(diào)節(jié)其pH至5后進(jìn)入陽樹脂交換柱進(jìn)行離子交換，至廢水中Cr(Ⅵ)濃度達(dá)標(biāo)；所述陰樹脂交換柱的陰樹脂為鉻專項吸附樹脂；陽樹脂交換柱的陽樹脂為強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂；(3)停止交換，將陰樹脂交換柱和陽樹脂交換柱分別淋洗再生；(4)將步驟(3)中陰樹脂交換柱淋洗再生得到的液體為再生液，將再生液通過鈉離子交換柱脫鈉處理后，蒸發(fā)濃縮得到鍍鉻液，鍍鉻液用于電鍍過程，降低處理成本。
權(quán)利要求書
1.一種電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)將所述電鍍含鉻廢水過濾去除雜質(zhì)，(2)將步驟(1)的電鍍含鉻廢水調(diào)節(jié)pH為2-3后，通過陰樹脂交換柱吸附后的出水，調(diào)節(jié)其pH至5后進(jìn)入陽樹脂交換柱進(jìn)行離子交換，至廢水中Cr(Ⅵ)濃度達(dá)標(biāo)；所述陰樹脂交換柱的陰樹脂為鉻專項吸附樹脂；陽樹脂交換柱的陽樹脂為強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂；(3)停止交換，將陰樹脂交換柱和陽樹脂交換柱分別淋洗再生；(4)將步驟(3)中陰樹脂交換柱淋洗再生得到的液體為再生液，將再生液通過鈉離子交換柱脫鈉處理后，蒸發(fā)濃縮得到鍍鉻液，鍍鉻液用于電鍍過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍含鉻廢水的處理-回用方法，其特征在于，將步驟(2)中依次經(jīng)陰樹脂交換柱和陽樹脂交換柱處理后廢水作為電鍍過程前處理沖洗水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述電鍍含鉻廢水，Cr(Ⅵ)濃度范圍為400-900mg/L；步驟(2)中，達(dá)標(biāo)后廢水中Cr(Ⅵ)濃度≤0.2mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，步驟(4)蒸發(fā)濃縮得到的鍍鉻液中，Cr(Ⅵ)的濃度為600-900g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，步驟(4)中，去除鍍鉻液中部分硫酸根。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，步驟(4)中，向鍍鉻液入用于去除硫酸根離子的碳酸鋇。
7.所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，所述陰樹脂交換柱淋洗為：淋洗液淋洗后，反沖洗；所述淋洗液為10-15wt％的NaOH溶液，淋洗液自上而下淋入交換柱，持續(xù)20-40min后，靜置40-60min，如此往復(fù)至交換柱檢測不到Cr(Ⅵ)；所述陽樹脂交換柱淋洗為淋洗液淋洗后，反沖洗，淋洗液為20-30wt％硫酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，所述陰樹脂交換柱的淋洗為：酸性淋洗液淋洗、堿性淋洗液淋洗，反沖洗，具體為：采用5-10％鹽酸淋洗20-30min，用清水沖洗至中性，再采用10-15wt％NaOH淋洗，噴淋速度為2BV/h，噴淋時間30-60min，靜置時間30-60min；往復(fù)至交換柱檢測不到Cr(Ⅵ)；用清水沖洗30-60min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，步驟(1)所述的過濾去除懸浮物及顆粒固體雜質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍含鉻廢水資源化利用的方法，其特征在于，所述鉻專項吸附樹脂為聚苯乙烯架構(gòu)的強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂；強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂為強(qiáng)酸苯乙烯陽樹脂。
發(fā)明內(nèi)容
基于以上的背景技術(shù)，本申請?zhí)峁┮环N電鍍含鉻廢水的處理的方法，使得廢水中的鉻經(jīng)過處理可以回收回用于鍍鉻槽，作為鍍鉻工藝的原料，降低處理成本。
為了解決上述的技術(shù)問題，具體方法為，使用陰樹脂吸附六價鉻和陽樹脂吸附Cr(Ⅲ)、銅、鋅、鎳及鐵離子，陰樹脂再生液脫鈉及濃縮；
其中，所述陰樹脂吸附六價鉻和陽樹脂吸附銅、鋅、鎳及鐵離子，主要步驟為：
將含鉻廢水經(jīng)過濾除去所述含鉻廢水中的雜質(zhì)；
將所述經(jīng)過預(yù)處理后的電鍍含鉻廢水使用鹽酸調(diào)節(jié)pH為2-3，通入陰樹脂交換柱(第一交換柱)回收陰離子六價鉻，陰樹脂吸附后的出水，調(diào)節(jié)其pH至5后通入陽樹脂交換柱(第二交換柱)回收銅、鋅、鎳及鐵離子，得到各項指標(biāo)濃度低的除鉻廢水，其中Cr(Ⅵ)的濃度≤0.2mg/L；當(dāng)交換柱達(dá)到飽和狀態(tài)后，通過淋洗脫附再生，并收集第一交換柱的脫附再生液，將再生液脫鈉后濃縮。
所述再生液脫鈉及濃縮的主要步驟為：
將所述含鉻再生液通入鈉離子交換柱進(jìn)行脫鈉處理；
將所述經(jīng)過脫鈉處理的六價鉻再生液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；
作為優(yōu)選，將步驟(2)中經(jīng)陰樹脂交換柱和陽樹脂交換柱處理后廢水作為電鍍過程前處理沖洗水。
作為優(yōu)選，所述電鍍含鉻廢水，Cr(Ⅵ)濃度范圍為400-900mg/L；所述達(dá)標(biāo)后廢水中Cr(Ⅵ)濃度≤0.2mg/L。
作為優(yōu)選，蒸發(fā)濃縮會后的鍍鉻液中，Cr(Ⅵ)的濃度為600-900g/L。
作為優(yōu)選，蒸發(fā)濃縮后可進(jìn)一步去除溶液中的硫酸根離子，可以添加碳酸鋇除硫酸根離子。根據(jù)溶液中硫酸根的濃度，碳酸鋇加入量與硫酸根摩爾比是1:1。
作為優(yōu)選，所述陰樹脂交換柱淋洗為：淋洗液淋洗后，反沖洗，反沖洗為本領(lǐng)域公知手段，本申請具體為：清水重新淋洗20-30min；所述淋洗液為10-15wt％的NaOH溶液，淋洗液自上而下淋入交換柱，持續(xù)20-40min后，靜置40-60min，如此往復(fù)至交換柱檢測不到Cr(Ⅵ)；所述陽樹脂交換柱淋洗為淋洗液淋洗后，反沖洗，淋洗液為20-30wt％硫酸。
作為優(yōu)選，所述陰樹脂交換柱的淋洗為：酸性淋洗液淋洗、堿性淋洗液淋洗，反沖洗，具體為：通過鹽酸加藥裝置將5-10wt％鹽酸經(jīng)由再生管路噴淋20-30min，用清水沖洗至中性，再通過液堿加藥裝置通入10-15wt％NaOH，噴淋速度為2BV/h，噴淋時間30-60min，靜置時間30-60min；往復(fù)至交換柱檢測不到Cr(Ⅵ)；用清水沖洗30-60min；
所述鉻專項吸附樹脂為聚苯乙烯架構(gòu)的強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂；強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂為強(qiáng)酸苯乙烯陽樹脂。
有益效果
(1)本申請通過由陰樹脂(第一交換柱)和陽樹脂(第二交換柱)構(gòu)成離子交換系統(tǒng)，分別對電鍍廢水中鉻離子和其他陽離子(銅、鎳、鋅及鐵)進(jìn)行吸附，處理后廢水中各離子濃度滿足達(dá)標(biāo)排放要求，且可以回用作為鍍鉻前處理沖洗水，降低處理成本。同時與傳統(tǒng)采用沉淀法相比，減小占地面積。
(2)本申請控制陰離子交換柱吸附時，廢水pH為2-3，因為溶液的pH值影響Cr(Ⅵ)在溶液中的存在形式。Cr(Ⅵ)在中性及堿性溶液中，主要物種是以CrO42-；而在酸性溶液中，則主要以HCrO-4形式存在。離子交換材料對溶液中陰離子選擇性順序為OH-＞HCrO4-＞CrO42-。當(dāng)溶液的pH提高時，溶液中OH-濃度增加，因此陰樹脂對Cr(Ⅵ)的選擇吸附能力下降。此外，若溶液為堿性，Cr(Ⅵ)的存在形態(tài)為CrO42-，會占用陰樹脂兩個活性位置，而在酸性條件時，Cr(Ⅵ)的存在形態(tài)為HCrO4-，僅占用陰樹脂一個活性位置。以上兩方面共同影響，導(dǎo)致陰樹脂在堿性條件下對Cr(Ⅵ)的吸附量降低。但當(dāng)溶液pH<2時，陰樹脂對鉻離子的吸附容量有所降低，則可能是溶液中Cl-的濃度增加抑制了陰樹脂與Cr(Ⅵ)的交換，并且HCrO4-逐漸轉(zhuǎn)化為H2CrO4非離子形態(tài)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致其對Cr(Ⅵ)的吸附量下降。
(2)在對電鍍廢水吸附過程中，在陰樹脂(第一交換柱)交換達(dá)到飽和后，通過質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15％的氫氧化鈉對鉻離子交換系統(tǒng)進(jìn)行脫附再生，所得再生液經(jīng)過脫鈉及濃縮后，可回用于鍍鉻槽，減少了鉻環(huán)境污染，同時降低生產(chǎn)成本。
（發(fā)明人：周泳;費(fèi)西凱;吳健;鄭志發(fā);黃煒;黃楊坤）
