[發明專利]一種同時氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價鉻的方法

在審

• 申請號: 201710081487.4
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106745540A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 關偉;謝志剛;楊俊;王維勛
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F101/22;C02F101/10;C02F103/16
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本申請涉及環境工程水處理技術領域，特別涉及一種同時氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價鉻的方法。

背景技術

次磷酸根離子因其毒性較小、還原性強，而廣泛應用于化學鍍鉻工藝中。通常化學鍍鉻工藝中排出的鍍槽廢水中次磷酸根離子的濃度高達3000mg/L，次磷酸根離子進入人體后，將會影響鈣的吸收。此外，鍍鉻廢水中含有大量高濃度的六價鉻離子，六價鉻離子是我國“十二五”期間重點防控的五大重金屬污染物之一，其毒性比三價鉻離子高出100倍，對環境及人體健康傷害極大。因此，必須妥善處理鍍鉻廢水，嚴格控制鍍鉻廢水中次磷酸根離子和六價鉻離子的含量。

由于鍍鉻廢水中往往同時含有六價鉻離子和次磷酸根離子。因此，將六價鉻離子還原為三價鉻離子和將次磷酸根離子氧化成正磷酸根離子是去除鍍鉻廢水中的六價鉻離子和次磷酸根離子的關鍵步驟。目前的鍍鉻廢水處理方法是先將次磷酸根離子氧化為正磷酸酸根離子，再加入石灰或鐵鹽等試劑，使以正磷酸酸根離子以沉淀的形式去除。然后在鍍鉻廢水加入還原劑，將六價鉻離子還原為三價鉻離子，常用的還原劑有Na₂S₂O₅、NaSO₃、NaHSO₃和FeSO₄等。

但是，現有的鍍鉻廢水處理方法，處理過程中還原劑利用率低、處理后的鍍鉻廢水含鹽量高、且處理過程中產生SO₂引起環境的二次污染；此外，現有的鍍鉻廢水處理方法只能分段還原六價鉻離子和氧化次磷酸根離子，現有的鍍鉻廢水處理方式工藝繁瑣，還原劑利用率低，增加污水處理投資和運行成本。

發明內容

本申請的發明目的在于提供一種同時氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價鉻的方法。此方法克服了現有的鍍鉻廢水的處理方法存在的上述問題，采用此方法可在一個電解池中同時氧化次磷酸根離子和還原六價鉻離子，實驗結果表明，本申請示出的方法次磷酸根離子的氧化效率為95％，六價鉻離子的還原效率為99％。

在達到上述目的中，本申請實施例示出一種同時氧化鍍鉻廢水中次磷酸根和還原六價鉻的方法。所述方法包括使含有添加劑的鍍鉻廢水在電解池中進行電解催化反應；

所述電解池的陽極材料采用二氧化鈦；

所述電解池的陰極采用石墨電極。

在說明書中所述的鍍鉻廢水中次磷酸根離子的濃度為100mg/L-1000mg/L左右，pH值為2-13。

根據本申請示出的方法，將含有添加劑的鍍鉻廢水置于電解池中，本申請以二氧化鈦電極為陽極，以石墨作為陰極構建電催化電解催化反應體系(電解池)，反應過程中陰極發生的電極反應為：H₂O-2e^-＝H₂O₂+2H⁺；鍍鉻廢水中的水還原產生的H₂O₂將鍍鉻廢水中的六價鉻離子還原為三價鉻離子，在還原過程中的中間產物五價鉻離子催化H₂O₂產羥基自由基(·OH)。在催化過程中，五價鉻離子可降低H₂O₂產羥基自由基(·OH)反應的活化能,即使在常溫下其反應速度也非常快,H₂O₂迅速分解產生大量的·OH；·OH將次磷酸根離子氧化為正磷酸根離子，從而達到同時還原六價鉻離子和氧化次磷酸根離子的目的。整個電催化電解催化反應體系是一個綠色的化學反應，無需外加H₂O₂等化學試劑，反應過程不會產生二次污染，并且本申請示出的方法對六價鉻離子的還原效率可達到99％對次磷酸根離子的氧化效率可達到95％。

由于陰極發生的電極反應：H₂O-2e^-＝H₂O₂+2H⁺，在弱酸性環境下可促進反應的進行，檸檬酸銨和檸檬酸緩沖液在弱酸性環境中的緩沖容量較大，所以本申請實施例采用檸檬酸銨和檸檬酸緩沖液作為添加劑調節鍍鉻廢水的pH值，使鍍鉻廢水的pH值控制在3-5的范圍內，而較好的是pH3。