[發明專利]一種膜過濾耦合光還原脫除和回收鉻的方法

有效

• 申請號: 201710579839.9
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107352709B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 謝鏗;王海北;劉三平
• 申請（專利權）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C22B7/00;C22B34/32;C02F101/22
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 尹春雷

本發明公開了一種膜過濾耦合光還原脫除和回收鉻的方法，屬于廢水重金屬離子處理領域。往含六價鉻的水溶液中加入高聚物，高聚物與六價鉻形成大分子配位物通過膜過濾被截留而從水中去除，光照下，被截留的Cr(VI)還原成Cr(III)并通過膜反萃得到回收。本發明不僅能夠實現含鉻廢水中六價鉻的脫除，而且能夠將六價鉻還原為三價鉻進行回收，是一種簡單、高效、低能耗的綠色工藝方法，在環境污水治理和資源綜合利用方面具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于廢水重金屬離子處理領域，具體地說，本發明涉及一種膜過濾耦合光還原脫除和回收鉻的方法。

背景技術

鉻是一種常見的重金屬污染物，主要以Cr(VI)和Cr(III)的形式存在。其中，Cr(VI)多見于電鍍廠、制革廠、冶煉廠以及印染廠等工業廢水中。Cr(VI)毒性高，屬于致癌、致畸和致突物質，若直接排放，會對人、畜和植物等造成嚴重危害。各國都制定了嚴格的含鉻廢水排放標準，我國的廢水排放標準(GB8978-1996)中，Cr(VI)的最高允許排放濃度為0.5mg/L。由于Cr(III)的毒性較Cr(VI)大大降低，且Cr(III)易沉淀去除，采用還原方法將Cr(VI)轉化為Cr(III)成了諸多含鉻廢水處理工藝中一個重要環節。

Cr(VI)的還原處理方法主要有電解法、生物法和化學法。電解法需消耗大量電能和鋼材，運轉費用高。生物法須保證功能菌的生長狀態良好，對功能菌－廢水的配比也有嚴格要求。化學法根據投加還原劑的不同，又可分為硫酸亞鐵法、亞硫酸氫鈉法、鐵屑法和二氧化硫法等。這些方法存在能耗高、處理費用大、工藝流程復雜、設備投資大等缺點。另外，經這些方法處理得到含Cr(III)溶液，后續處理往往是將溶液中和，使Cr(III)沉淀成為污泥而廢棄，易引起二次污染，且鉻作為一種有價元素沒有得到回收利用。如何合理而有效地處理含Cr(VI)廢水是環境保護及資源綜合利用的重要研究課題。

ZL201110336257.0涉及一種在光照條件下，加入光引發劑以還原水溶液中六價鉻離子的方法，往含六價鉻的水溶液中加入光引發劑，調節溶液至酸性，在太陽光或人造光的光照下，混合后即可實現六價鉻的還原，將高毒性的六價鉻還原為毒性低、溶解度小的三價鉻，為還原六價鉻提供了一種經濟簡便、快速有效、環境友好的方法，大大降低了水溶液中六價鉻的還原處理成本，可實現含六價鉻廢水無害化處理的目的。但該方法并沒解決鉻作為資源回收提取的問題，也沒考慮如何再生循環利用高聚物等關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種膜過濾耦合光還原脫除和回收鉻的方法，以水溶性高聚物作為配位劑和光引發劑來構造光還原體系，六價鉻離子可以首先與高聚物形成大分子配位物，通過膜過濾截留從而從水中脫除，然后在太陽光或人造光的照射下將高聚物中六價鉻還原成三價鉻，三價鉻進一步被通過膜孔被反萃進入水相，從而一體化地同時實現六價鉻的膜過濾去除、六價鉻的還原以及反萃回收還原得到的三價鉻。該方法還可解決如何實現再生重復使用高聚物的問題。

為了實現上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：

一種膜過濾耦合光還原脫除和回收鉻的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)往含六價鉻離子的水溶液中加入高聚物，將溶液pH值調至6以下；

2)對上述溶液進行膜過濾；

3)光照條件下，膜過濾截留的高聚物溶液中的六價鉻離子還原成三價鉻離子；

4)將含三價鉻離子的高聚物膜反萃，以pH值6以下的稀酸溶液為反萃劑，含三價鉻離子的高聚物相和水溶液分別在膜的兩側流動，三價鉻離子通過膜孔被反萃進入到稀酸溶液中。

本發明所述含Cr(VI)離子的水溶液中六價鉻離子濃度為0.5～5000mg/L。