本发明专利技术公开了一种快速降低废水中六价铬浓度的预处理方法，包括以下步骤：a按照Ca(OH)2∶AlCl3·6H2O摩尔比为3∶1的比例配制成药剂；b将药剂加入到含六价铬的废水中，所加药剂的质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1～5倍，然后加入NaOH，将废水的pH值调整至11.7～13.1，控制废水的温度为5～40℃，搅拌条件下反应0.5～24h，得到悬浊液；c将步骤b得到的悬浊液进行抽滤，得到滤液和含铬沉渣。本发明专利技术将Ca(OH)2和AlCl3·6H2O配制成的药剂，可与废水中的六价铬在较短时间内生成铬酸型钙矾石，将六价铬离子稳定在其分子结构中并沉淀出来，快速降低废水中六价铬的浓度，实现对含六价铬废水的预处理过程，为后续废水的达标处理减轻压力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种快速降低废水中六价铬浓度的预处理方法，属于废水处理领域。
技术介绍
目前，电镀、金属表面前处理以及皮革加工等行业都涉及到大量铬酐和重铬酸钾等原料的使用，其中所含的六价铬不仅容易在生物体内富集而且具有很强的致癌性，更有可能造成遗传基因缺陷，对环境和人体具有持续的危害。随着各国政府对环境保护的重视，六价铬在很多领域的应用已经受到了严格的限制。例如欧盟的RoHS指令对投放市场的电子电气设备产品中六价铬的含量进行了严格限制；美国EPA将六价铬列为必须优先控制的顶级有毒污染物之一；在我国，六价铬也被列为一类污染物，其最高允许排放浓度为0.5mg/L。电镀污染物排放标准(GB/T 21900-2008)中明确规定，对于新建的电镀企业，其废水中六价铬的排放限值降至0.2mg/L；对于国土开发密度较高、环境容量小且生态脆弱的地区，六价铬的排放限值更是只有0.1mg/L。目前，对于工业排放的六价铬废水，常用的处理方法有化学沉淀法、还原法(包括化学还原、电化学还原、生物质还原以及光催化还原等)、离子交换法和吸附法等。其中化学沉淀法是一种较为传统的处理方法，主要依靠可溶性化学药剂与六价铬发生化学反应，生成不溶或难溶于水的化合物沉淀析出，从而达到废水净化的目的。专利CN 103663661 B公开了一种含六价铬离子工业废水的处理方法。该方法以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为主要原料，氨水为沉淀剂，经高温陈化后利用聚丙烯酰胺絮凝剂以及外加磁场的作用使含铬固体颗粒迅速沉降，实现六价铬的沉淀与分离。该方法实用性强，而且能实现含铬磁性颗粒的回收，缺点是化学药剂消耗量大，能耗高，而且六价铬与磁性颗粒的分离及回收较为困难，易造成二次污染。
技术实现思路
基于上述技术问题，本专利技术提供一种快速降低废水中六价铬浓度的预处理方法。本专利技术所采用的技术解决方案是：一种快速降低废水中六价铬浓度的预处理方法，包括以下步骤：a按照Ca(OH)2∶AlCl3·6H2O摩尔比为3∶1的比例配制成药剂；b将药剂加入到含六价铬的废水中，所加药剂的质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1～5倍，然后加入NaOH，将废水的pH值调整至11.7～13.1，控制废水的温度为5～40℃，搅拌条件下反应0.5～24h，得到悬浊液；c将步骤b得到的悬浊液进行抽滤，得到滤液和含铬沉渣。优选的，所加药剂的质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1.5倍。优选的，将废水的pH值调整至12.8。优选的，控制废水的温度为10～25℃。优选的，控制反应时间为4h。上述含铬沉渣可进一步进行固定处理，具体步骤如下：c1将高炉矿渣粉和石膏配制成胶凝材料，或将高炉矿渣粉和无水Na2SO4配制成胶凝材料；c2将含铬沉渣与胶凝材料和碱性清液进行混合，并搅拌均匀，得到含铬砂浆，然后将含铬砂浆进行养护，得到固结体；步骤c1中，石膏的掺加量为胶凝材料质量的5％-15％，或无水Na2SO4的掺加量为胶凝材料质量的0.5％-10％；步骤c2中，胶凝材料与含铬沉渣的质量比为1:0.5-1:6，碱性清液与胶凝材料的质量比为0.3-0.5。上述养护过程如下：将含铬砂浆注入三联试模中，在振实台上振动以消除气泡，然后置于20℃，相对湿度≥95％的恒温养护箱中养护24h后脱模，继续养护至28d。当然，也可在大气环境下进行干养护。本专利技术的有益技术效果是：(1)本专利技术将Ca(OH)2和AlCl3·6H2O按照摩尔比为3∶1的比例配制成的药剂，可与废水中的六价铬在较短时间内生成铬酸型钙矾石，将六价铬离子稳定在其分子结构中并沉淀出来，快速降低废水中六价铬的浓度，实现对含六价铬废水的预处理过程，为后续废水的达标处理减轻压力，降低综合处理成本。(2)本专利技术通过对药剂用量、废水处理过程中pH值条件等的综合选择，可确保4h内即能使废水中的六价铬的去除率达到70％以上。(3)本专利技术对于不同浓度的六价铬废水，具有通用性，且浓度越低，去除效果越好。(4)本专利技术废水处理过程中产生的含铬沉渣后处理容易，且处理成本低，如可进行固化处理，将含铬沉渣胶结固定后应用于建材、道路铺设等领域，避免了含铬沉渣对环境的二次危害。附图说明图1为本专利技术实施例1中对废水处理后所得含铬沉渣的XRD图谱。具体实施方式本专利技术以Ca(OH)2和AlCl3·6H2O为主要原料，按照一定的摩尔比加入到含有六价铬的废水中，在一定pH值条件下，使Cr6+以CrO42-的形式进入AFt(钙矾石)晶格结构中，生成化学式为3CaO·Al2O3·3CaCrO4·nH2O的铬酸型钙矾石，并从溶液中快速沉淀出来，然后通过过滤或离心等手段将含铬沉淀物分离出来，从而实现快速降低废水中六价铬含量的目的。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1取六价铬浓度为300mg·L-1的废水1000mL，分别加入0.85gCa(OH)2和0.93gAlCl3·6H2O(Ca(OH)2和AlCl3·6H2O的摩尔比为3∶1，总质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1倍)，使用NaOH调整溶液pH值为12.80，然后在20℃条件下搅拌反应4h，随后使用真空水泵过滤，得到含铬沉渣和清液。取清液进行六价铬浓度检测，其浓度为115.35mg·L-1，该方法在较短时间内使废水中六价铬浓度降低了61.55％，较好的实现了废水的预处理过程。该实施例所得含铬沉渣的XRD图谱如图1所示。从图中可看出，废水经处理后所得沉渣的主体相为铬酸型钙矾石，说明此方法能使溶液中的六价铬进入到钙矾石的晶体结构中，较好的实现对六价铬废水的处理。另外，沉渣中同时掺杂有少量碳酸钙，这是由于在废水处理过程中Ca(OH)2发生了碳化所致。实施例2取六价铬浓度为300mg·L-1的废水1000mL，分别加入1.28gCa(OH)2和1.39gAlCl3·6H2O(Ca(OH)2和AlCl3·6H2O的摩尔比为3∶1，总质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1.5倍)，使用NaOH调整溶液pH值为12.80，然后在20℃条件下搅拌反应4h，随后使用真空水泵过滤，得到含铬沉渣和清液。取清液进行六价铬浓度检测，其浓度为80.13mg·L-1，该方法在较短时间内使废水中六价铬浓度降低了73.29％，很好的实现了对含铬废水的预处理，降低了处理成本。实施例3取六价铬浓度为300mg·L-1的废水1000mL，分别加入1.28gCa(OH)2和1.39gAlCl3·6H2O(Ca(OH)2和AlCl3·6H2O的摩尔比为3∶1，总质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1.5倍)，使用NaOH调整溶液pH值为12.80，然后在20℃条件下搅拌反应24h，随后使用真空水泵过滤，得到含铬沉渣和清液。取清液进行六价铬浓度检测，其浓度为55.26mg·L-1，该方法在较短时间内使废水中六价铬浓度降低了81.58％，说明延长反应时间有利于提高废水中六价铬的去除率，但会降低废水的处理效率。实施例4取六价铬浓度为300mg·L-1的废水1000mL，分别加入1.28gCa(OH)2和1.39gAlCl3·6H2O(Ca(OH)2和AlCl3·6H2O的摩尔比为3∶1，总质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1.5倍)，使用NaOH调整溶液pH值为12本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种快速降低废水中六价铬浓度的预处理方法，其特征在于包括以下步骤：a按照Ca(OH)2∶AlCl3·6H2O摩尔比为3∶1的比例配制成药剂；b将药剂加入到含六价铬的废水中，所加药剂的质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1～5倍，然后加入NaOH，将废水的pH值调整至11.7～13.1，控制废水的温度为5～40℃，搅拌条件下反应0.5～24h，得到悬浊液；c将步骤b得到的悬浊液进行抽滤，得到滤液和含铬沉渣。
【技术特征摘要】
1.一种快速降低废水中六价铬浓度的预处理方法，其特征在于包括以下步骤：a按照Ca(OH)2∶AlCl3·6H2O摩尔比为3∶1的比例配制成药剂；b将药剂加入到含六价铬的废水中，所加药剂的质量为生成铬酸型钙矾石所需化学计量的1～5倍，然后加入NaOH，将废水的pH值调整至11.7～13.1，控制废水的温度为5～40℃，搅拌条件下反应0.5～24h，得到悬浊液；c将步骤b得到的悬浊液进行抽滤，得到滤液和含铬沉渣。2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊祥，吕宪俊，吴蓬，王周全，吴雷，陈亚男，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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