[發明專利]一種氧化回收廢水中鉻的電解槽

在審

• 申請號: 201910595537.X
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110257849A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 劉耀興;柯雄;朱漢權;陳日耀;鄭曦
• 申請（專利權）人: 福建師范大學泉港石化研究院
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B9/06;C25B9/08;C02F1/461;C02F1/72;C02F101/22
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明涉及一種氧化回收廢水中鉻的電解槽。所述的電解槽為長方體槽狀結構，電解槽的左右兩端設置陽極與陰極；陽極與陰極之間設置有1～5個從左端的陽極端到右端的陰極端由陰離子交換膜、陽離子交換膜、陰離子交換膜、雙極膜組成的含鉻廢水處理單元；含鉻廢水處理單元中左端陽極到右端陰極之間分別分割為陽極室（同時作為酸室）、陰極室、緩沖室、鉻酸鈉室、廢水處理室。采用自制長方體槽狀結構電解槽，將含Cr廢水加入電解槽廢水室中經過8～12 h完成回收去除，實現廢水中Cr(III)的回收，鉻去除率大于99.5%，回收率大于77.8%。多個處理單元依次串聯，可減少單位能耗，提升電流效率，節約成本。

技術領域

本發明涉及一種含鉻（Cr）廢水的處理技術領域，具體涉及一種氧化回收廢水中鉻的電解槽。

背景技術

鉻是一種過渡金屬，被廣泛應用于電鍍、印染、皮革加工、化學藥品制造等行業，來源可分為自然源和人為源。鉻在環境中具有多種形式，其中Cr(III)和Cr(VI)較穩定，兩者可以相互轉化，Cr(VI)的可遷移性、氧化性和水溶性強，毒性是Cr(III)的500-1000倍，易進入環境中，對生物有機體造成破壞。因此，Cr(VI)的使用已經得到嚴格控制，而Cr(III)使用量所占比例不斷增大且在環境中大量存在，其遷移性弱，但環境中存在錳氧化物和錳離子時，Cr(III)易被氧化為Cr(VI)，進而對環境和人體健康造成危害。所以有必要對大量含Cr(III)和Cr(VI)廢水進行處理。

目前，水溶液中鉻的去除方式主要包括化學沉淀法、離子交換法、生物法、吸附法等，但都存在無法避免的缺點?；瘜W沉淀法是最常用的方法，通過投加化學藥劑生成沉淀，但化學藥劑需求量大，殘余藥劑和沉淀需進行二次處理；離子交換法所使用的離子交換樹脂昂貴，使用后再生困難，且其主要針對低濃度含鉻廢水；生物法處理周期長，微生物生長環境不易控制；吸附法存在吸附速度慢、選擇性差、吸附劑再生等問題，且其主要針對低濃度含鉻廢水，不易用于高濃度含鉻廢水的處理。且上述方法難以有效回收廢水中的鉻資源。所以，有必要研發一種能將廢水中鉻回收并資源化利用的處理方法。

電滲析法是一種傳統的廢水脫鹽技術，其常被用于含鹽廢水處理，在電場力的作用下，含鹽廢水中的陰陽離子可以實現有效分離，進而可以對含鹽廢水進行處理。雙極膜(BPM)是一種新型的離子交換膜，其主要由陽離子交換膜層、陰離子交換膜層以及中間界面層組成，其最大的特點是在外加電場的作用下，中間界面層中的水可解離為H⁺和OH^-，且其水解電壓僅為0.828 V，遠小于電極水解電壓（2.057 V）。在電場力作用下，H⁺透過陽離子交換膜層向陰極移動，OH^-透過陰離子交換膜層向陽極移動。近年來，雙極膜與電滲析相結合的方法（雙極膜電滲析，BMED）在酸堿回收領域得到了廣泛的應用，同時，隨著雙極膜技術的發展，BMED技術在化工行業、污染控制與能源行業等領域亦得到廣泛應用。

H₂O₂是一種強氧化劑，可以與水以任意比例互溶。一般情況下，H₂O₂會緩慢分解為H₂O和O₂，對環境污染小，相對環保。H₂O₂在不同pH條件下可表現出不同的氧化還原能力，當pH小于4時易將Cr(VI)還原為Cr(III)，pH大于6.5時其可將Cr(III) 氧化為Cr(VI)，pH介于4到6.5之間時與Cr(III)、Cr(VI)發生類芬頓反應。因此，如果能將含鉻廢水pH調節至pH大于6.5，在添加H₂O₂的條件下，可使廢水中的Cr全部轉化Cr(VI)。