一種用于鉻鞣廢水處理及鉻回收的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于鉻鞣廢水處理及鉻回收的方法。該方法包括預處理、pH調節、電絮凝處理、曝氣沉淀處理、污泥反應池處理、電催化氧化處理等步驟。本發明為皮革水處理領域提供一種全新的電化學法處理含鉻廢水的方法，并研究開發回收污泥中鉻的工藝，降低鉻資源消耗，實現含鉻廢水的達標排放和鉻資源的回收再利用，同時解決了廢水處理中大量鉻泥的后處理問題。
【專利說明】一種用于鉻鞣廢水處理及鉻回收的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理領域，具體涉及一種用于鉻鞣廢水處理及鉻回收的方法，適用于制革企業鉻鞣廢水的處理以及鉻的回收再利用。
【背景技術】
[0002]鉻鞣法廣泛應用于皮革工業，但鉻的利用率很低，有30% -40%的鉻最終未被皮革吸收、固定，而是被廢棄成為污染物。重金屬鉻是這類工業所排放的廢水和污泥中的主要污染物質，鉻鞣廢水的任意排放，會使鉻鹽在土壤、植物、水生物中積聚，對環境造成巨大的污染，若鉻通過食物鏈進入人體中，將極大地危害人體健康。同時，這些鉻直接排放還會造成鉻資源得不到合理利用，給皮革企業造成損失。因此，鉻鞣廢水的處理是制革污水處理中一個最為突出的問題。
[0003]對于制革廢水處理，國內外較為成熟的工藝方法均采用“分隔+集中、物化+生化”的方法，即在處理綜合廢水前，對制革廢水中的污染物濃度較高、毒性大的鉻鞣廢水、脫毛含硫廢水分別進行處理，去除廢水中鉻離子和硫化物，處理后的廢液再和其他制革廢水混合，進行集中二級處理，達標后排放。
[0004]目前對皮革行業鉻鞣廢水的處理方法有堿沉淀法、直接循環法、萃取回收法等。各種方法都有一定的優點，也有其不足之處，如需投加大量的化學藥劑、費用昂貴、鉻泥分離難度大、易造成二次污染等；特別是沉淀法產生的大量鉻泥，不僅含有鉻，還含有油脂及蛋白質等有機物，其中成分較復雜，屬于危險廢棄物，處理難度大，不能采取直接填埋的方式進行處理處置，后期費用高。且污泥若采回用，其中油脂、蛋白質等雜質會影響成革質量，不利于企業的發展。因此上述方法并沒有得到較大的推廣應用。
[0005]隨著工業的發展，我國重金屬資源日益短缺。采取有效的手段對皮革含鉻廢水進行處理，對制革廢水中的鉻進行回收利用，減少資源的浪費顯得十分緊迫。
【發明內容】
[0006]本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種簡單有效的用于鉻鞣廢水處理及鉻回收的方法，并實現污泥資源化利用的效果。
[0007]為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為:
[0008]所述用于鉻鞣廢水處理及鉻回收的方法包括如下步驟:
[0009](I)將收集鉻鞣廢水依次經網篩和調節池進行預處理；所述網篩> 20目，調節池水力停留時間>8h;
[0010](2)將預處理后的鉻鞣廢水于pH調節池中調節pH值為8~9;
[0011](3)將經pH調節后的鉻鞣廢水送入電絮凝處理設備進行電解絮凝處理，電解處理時間> 3min ;電解絮凝設備陰極及陽極均采用鐵極板,極板間距10~30mm,電源采用直流周期換向電源，電源換向周期為15~30min ;電流密度根據流量調節；
[0012](4)將經電絮凝處理后的出水送入曝氣-沉淀池進行曝氣、沉淀處理:先進行曝氣氧化，曝氣氣水比為1:3至1:7，停留時間≥30min，沉淀池表面負荷< lm3/m2.h ；
[0013](5)將沉淀處理產生的污泥送至污泥反應池，調節污泥pH值< 3，攪拌至污泥完全轉變為液體；
[0014](6)將步驟(5)所得的液體送入電解氧化處理設備進行電解氧化處理，所述電解氧化處理設備的陽極為活性炭，陰極為不銹鋼板，極板間距為20~50mm ;電流密度根據流
量調節；
[0015](7)將電解氧化處理后的出水于pH調節池中調節pH值為7~8 ;
[0016](8)將經pH調節后的出水送入沉淀池進行鐵泥和鉻液的分離，沉淀池表面負荷^ lm3/m2.h。
[0017]優選地，步驟(2)中所述鉻鞣廢水在pH調節池內的反應時間≥3h，pH調節池內的攪拌速率為15rpm。[0018]步驟(3)所述電絮凝處理設備進行電解絮凝處理時采用曝氣攪拌，曝氣強度為氣水比1:1至1:5。
[0019]步驟⑷所述曝氣氣水比為1:5。
[0020]步驟(5)污泥在污泥反應池中的停留時間≥3h，攪拌速率≥15rpm。
[0021]步驟(6)所述電解氧化處理設備進行電解氧化處理時采用曝氣攪拌，曝氣強度為氣水比1:1~1:5 ;電解氧化處理時間≥30min。
[0022]步驟(7)所述出水在pH調節池內的反應時間為25~35min，pH調節池內的攪拌速率為15rpm。
[0023]步驟(8)中所述沉淀池沉淀形成的鐵泥中鐵含量高(可高達80%，干重計)，可作為化工原料出售；沉淀池上清液為鉻液，其中主要成分為六價鉻，六價鉻含量高達100g/L以上，可回用于制革工藝。
[0024]本發明方法中所述沉淀池為斜管沉淀池。所述調節池、pH調節池、電絮凝處理設備、污泥反應池、電解氧化處理設備等設備均為現有技術設備，為本領域技術人員所熟知。
[0025]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
[0026]I)本發明所涉及的這種工藝，通過電化學方法處理皮革廢水，工藝流程簡單、自動化程度高、反應時間短、去除率高等優點，因電化學系統包括了電凝聚、電氣浮、電氧化、電還原等過程，處理能力很全面。
[0027]2)電化學法除鉻是由于在電解過程中鐵陽極不斷溶解，產生亞鐵離子使廢水中的六價鉻還原成三價鉻，同時亞鐵離子被氧化成三價鐵離子，并與水中的OH一形成氫氧化鐵起到了凝聚和吸附作用。因此，它不需投加處理試劑，從而避免增添其他離子和帶入其他污染物造成二次污染。
[0028]3)電化學方法的污泥質量較好，主要物質為鉻、鐵氫氧化物沉淀物質及部分油脂等有機物，污泥后續通過電解氧化工藝進行回收處理，電解氧化工藝不僅將三價鉻氧化為六價鉻，而且還實現了將污泥中的油脂等有機物進行了氧化分解，使得污泥中的成分更加單一，有利于鉻資源的回收利用。
[0029]4)本發明將污泥作為一種廉價的二次可再生資源，回收其中的鉻、鐵等物質，不僅可以避免環境污染，同時通過回收利用重金屬，節約了成本，實現了清潔生產、循環經濟。工藝處理后無鉻泥產生，有效解決了鉻泥的處理處置問題。[0030]5)鉻回收后的廢水也可部分用于制革生產的用水。
[0031]6)整合的電化學重金屬深度處理系統設備一體化程度高，裝置結構簡單緊湊，占地面積小，管理成本低，可廣泛應用于中小型皮革廠，對于鉻鞣廢水具有良好實際應用價值。
[0032]總之，本發明提供了一種鉻鞣水處理及鉻資源回收的工藝，為皮革水處理領域提供一種全新的電化學法處理含鉻廢水的方法，并研究開發回收污泥中鉻的工藝，降低鉻資源消耗，實現含鉻廢水的達標排放和鉻資源的回收再利用，同時解決了廢水處理中大量鉻泥的后處理問題。
【具體實施方式】
[0033]實施例1
[0034]針對某一皮革廠的廢水，鉻鞣廢水水量30m3/h，廢水中主要污染物為總鉻，并含有少量的C0D，其處理方法如下(所述調節池、pH調節池、電絮凝處理設備、污泥反應池、電解氧化處理設備等設備均為現有技術設備，為本領域技術人員所熟知):
[0035](I)將收集鉻鞣廢水依次經網篩和調節池進行預處理；所述網篩> 20目，調節池水力停留時間>8h;
[0036](2)將預處理后的鉻鞣廢水于pH調節池中調節pH值為8~9 ;所述鉻鞣廢水在pH調節池內的反應時間≥3h，pH調節池內的攪拌速率為15rpm ；
[0037](3)將經pH調節后的鉻鞣廢水送入電絮凝處理設備進行電解絮凝處理，電解處理時間> 3min ;電解絮凝設備陰極及陽極均采用鐵極板，極板間距15mm，電源采用直流周期換向電源，電源換向周期為15min ;電流密度為100~120A/m2，設備內采用曝氣強度為氣水比 1:3。
[0038](4)將經電絮凝處理后的出水先后送入曝氣池、斜管沉淀池進行曝氣、沉淀處理:先進行曝氣氧化，曝氣氣水比為1:3至1:7，停留時間> 30min，沉淀池表面負荷< Im3/m2.h ；
[0039](5)將沉淀處理產生的污泥送至污泥反應池，調節污泥pH值< 3，攪拌至污泥完全轉變為液體；污泥在污泥反應池中的停留時間> 3h，攪拌速率> 15rpm。
[0040](6)將步驟(5)所得的液體送入電解氧化處理設備進行電解氧化處理，所述電解氧化處理設備的陽極為活性炭，陰極為不銹鋼板，極板間距為50mm，內部填充表面改性活性碳顆粒，粒徑大小3~5mm，填充比例70%，電流密度為20~50A/m2，處理停留時間45min，采用曝氣進行攪拌，曝氣強度控制氣水比1:5 ；
[0041](7)將電解氧化處理后的出水于pH調節池中調節pH值為7~8 ;所述出水在pH調節池內的反應時間為25~35min，pH調節池內的攪拌速率為15rpm ；
[0042](8)將經pH調節后的出水送入斜管沉淀池進行鐵泥和鉻液的分離，沉淀池表面負荷< lm3/m2.ho
[0043]本發明方法中所述沉淀池為斜管沉淀池。
[0044]處理效果如表1所示(三個月累計監測數據的平均情況):
[0045]表1
[0046]
【權利要求】
1.一種用于鉻鞣廢水處理及鉻回收的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)將收集鉻鞣廢水依次經網篩和調節池進行預處理；所述網篩>20目，調節池水力停留時間≥8h; (2)將預處理后的鉻鞣廢水于pH調節池中調節pH值為8~9; (3)將經pH調節后的鉻鞣廢水送入電絮凝處理設備進行電解絮凝處理，電解處理時間^ 3min ;電解絮凝設備陰極及陽極均采用鐵極板,極板間距10~30mm,電源采用直流周期換向電源，電源換向周期為15~30min ； (4)將經電絮凝處理后的出水送入曝氣-沉淀池進行曝氣、沉淀處理:先進行曝氣氧化，曝氣氣水比為1:3至1:7，停留時間≥30min，沉淀池表面負荷≤lm3/m2.h ； (5)將沉淀處理產生的污泥送至污泥反應池，調節污泥pH值≤3，攪拌至污泥完全轉變為液體； (6)將步驟(5)所得的液體送入電解氧化處理設備進行電解氧化處理，所述電解氧化處理設備的陽極為活性炭，陰極為不銹鋼板，極板間距為20~50mm ； (7)將電解氧化處理后的出水于pH調節池中調節pH值為7~8; (8)將經pH調節后的出水送入沉淀池進行鐵泥和鉻液的分離，沉淀池表面負荷≤1m3/m2.h0
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述鉻鞣廢水在pH調節池內的反應時間≥ 3h，pH調節池內的攪拌速率為15rpm。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述電絮凝處理設備進行電解絮凝處理時采用曝氣攪拌，曝氣強度為氣水比1:1至1:5。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述曝氣氣水比為1:5。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(5)污泥在污泥反應池中的停留時間≥ 3h，攪拌速率≥15rpm。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(6)所述電解氧化處理設備進行電解氧化處理時采用曝氣攪拌，曝氣強度為氣水比1:1~1:5 ;電解氧化處理時間≥30min。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(7)所述出水在pH調節池內的反應時間為25~35min，pH調節池內的攪拌速率為15rpm。
8.如權利要求1至7任一項所述的方法，其特征在于，所述沉淀池為斜管沉淀池。
【文檔編號】C22B34/32GK103922521SQ201410190245
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】熊珊, 熊道文, 禹芝文, 李勇, 陳湘斌, 黎慧娟, 左莉娜 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設計研究院有限公司, 湖南永興國水水處理有限公司