制革废水中铬的脱除及回收的研究

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我国是皮革生产大国,每年废水排放量达到2×108 t以上,制革废水平均含铬量在30 mg/L以上,远远大于废水排放标准。随着废水“零排放”理念的提出和环境法规的逐步完善,含铬废水的资源化处理,已成为影响制革行业生态文明建设和可持续发展所必须解决的重大问题。因此,实现制革废水铬资源化回收,对制革含铬废水中铬的资源化利用与环境的保护具有重大意义。本课题通过利用重金属捕集剂与絮凝剂联用技术,对铬鞣含铬废水进行脱铬研究,考察了捕集剂种类、捕集剂加入量、pH、反应温度、絮凝剂含量、助凝剂含量、沉降时间对制革含铬废水脱铬效率的影响。实验结果表明,最佳脱铬条件为在pH=9,反应温度为50℃下,加入90 mg/L的LX-Y803型重金属捕集剂,反应15 min,加入2.5 mg/L的PAM和0.2 mg/L的PAC,静置,过滤。反应后,铬鞣废水总铬脱铬率达到98.27%,废水中总铬浓度为由56.14 mg/L降为0.97mg/L,达到《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013),并得到总铬含量为53778.5 mg/kg,以铁锰结合态铬和有机结合态铬为主的含铬沉淀。通过利用重金属捕集剂与絮凝剂联用技术,对浓铬液进行脱铬研究,考察了pH、重金属捕集剂种类、温度、重金属捕集剂含量、絮凝剂含量对浓铬液脱铬效率的影响,得到最佳的脱铬条件为在pH=9,反应温度为90℃下,加入400 mg/L的重金属捕集剂RS-200,搅拌30 min,加入3 mg/L的PAM和1 mg/L的PAC,静置,过滤。反应后,浓铬液的总铬脱铬率达到81.42%,总铬浓度由359.7 mg/L降为65.25 mg/L,并得到总铬含量为34468.98 mg/kg,以铁锰结合态与有机结合态为主的含铬沉淀,未完全脱铬的浓铬液可回到膜装置中再次浓缩。重金属捕集剂脱铬时,优先脱除溶解态铬。以重金属捕集剂RS-200、LX-Y803与Cr(III)反应制得(RS-200)-Cr和(LX-Y803)-Cr,通过红外、SEM、EDS、TG进行检测分析,结果表明,RS-200与Cr(III)发生了配合,形成较稳定的配合物,分子式推测为(C100N14O5S20Cr21)·30H2O,LX-Y803属于无机重金属捕集剂,络合原理是以S2-与Cr(III)反应,得到稳定的Cr2S3。通过研究硫酸浓度、添加量、温度、反应时间对含铬沉淀中铬浸出效率的影响,得到制革沉淀最佳浸取条件在45℃下,按固液比1:20,加入6 mol/L硫酸,反应30 min,反应后酸浸取效率达到95.18%。浓铬液含铬沉淀酸浸取最佳实验条件为在60℃下,按固液比1:20,加入4 mol/L硫酸,反应60 min,酸浸取效率达到90.49%。两组浸取液通过NaOH溶液调节pH至9,得到铬含量分别为13.4%和11.4%的铬粉。重金属捕集剂脱铬与酸浸取法铬回收联用工艺,在含铬废水铬资源化回收利用方面,展现了良好的应用前景。
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