[发明专利]一种光还原六价铬的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水重金属离子处理领域，具体地说，涉及一种在光照条件下利用光引发剂还原水溶液中六价铬的方法。

背景技术

金属铬是一种常见的重金属污染物，主要以六价铬(Cr(VI))和三价铬(Cr(III))的形式存在。其中，Cr(VI)多见于电镀厂、制革厂、冶炼厂、印染厂、颜料厂以及纺织厂等工业废水中。Cr(VI)迁移性大、氧化性强、毒性高，属于三致物质(致癌、致畸和致突)，若直接排放，会对人、畜和植物等造成严重危害。因此六价铬是水质污染控制的一项重要指标，各国都制定了含铬废水排放标准。如：美国环保局将六价铬确定为17种高度危险的毒性物质之一；欧盟发布指令要求2007年7月1日以后在欧洲禁止使用六价铬及其制品；我国已将含Cr(VI)的废物列为“危险废物”名录(编号HW21)，现行的废水排放标准(GB8978-1996)中，Cr(VI)的最高允许排放浓度为0.5mg/L。由于Cr(III)的毒性较Cr(VI)大大降低，且Cr(III)易沉淀去除，采用还原方法将高毒的Cr(VI)转化成低毒的Cr(III)成了诸多含铬废水处理工艺中一个重要环节。

根据还原铬的方式不同，目前主要有化学还原法和生物还原法。化学还原法是用亚硫酸钠、偏硫酸氢盐、硫酸亚铁或二氧化硫等化学还原剂将Cr(VI)还原为Cr(III)，为提高还原速率，有时需要加热，导致能耗成本高。而且，反应过程不易控制，还原效率不高，化学还原剂的加入容易带来大量二次污泥，整个处理工艺流程冗长、复杂；采用二氧化硫等气体做还原剂的还原过程还需在填料吸收塔等特定设备里进行，设备投资大，运行成本高。生物还原法是通过细菌的生长繁殖，将含铬废水中的Cr(VI)还原为Cr(III)，此法须保证功能菌的生长状态良好，对功能菌-废水的配比也有严格要求。

CN 101519241A涉及一种重金属废水的减毒技术。将污水厂脱水污泥于45～60℃条件下烘干，破碎后过0.45mm筛，筛下物即为生物质还原剂，采用0.1mol/L盐酸或硫酸溶液对还原剂进行质子化预处理，随后与六价铬废水混合反应，将废水中的六价铬还原成三价铬。本发明针对传统化学还原剂的高成本与二次污染问题，提出采用污水厂脱水污泥作为生物质还原剂，利用污泥中有机物的还原能力还原废水中六价铬，具有成本低廉、来源广泛、设备简单、二次污染小的优点，实用性强，具有广阔的应用前景。

CN 102070261 A所述含六价铬的废水处理方法，是采用焦亚硫酸钠水解生成的亚硫酸氢钠作还原剂，采用间歇式工艺技术进行处理。具体处理过程为：1.向废水内投加硫酸，将废水的pH值调节在2.0～3.0；2.投加焦亚硫酸钠，把废水中的六价铬还原为三价铬；投加焦亚硫酸钠的比例按焦亚硫酸钠与六价铬的重量比为3.5～5∶1的重量比计算。3.在中和池加入氢氧化钠，调节废水的pH值为8～9之间，使三价铬完全形成氢氧化铬的沉淀；4.利用高分子絮凝剂聚丙烯酰胺的凝聚力，借助斜管沉淀池的作用使固、液相分离后，废水排放，污泥经过压滤机压滤后集中堆放，然后按照规定统一处理。

鉴于现有六价铬还原方法存在成本高、操作复杂、容易带来二次污染和难以推广应用等一系列问题，开发一种成本低、去除率高、操作简单易行、无二次污染的六价铬还原新技术，对水环境的污染治理、铬的资源化再利用以及促进工业与环境的和谐发展都具有重要的战略意义。

发明内容

本发明针对现有技术存在的一系列问题，提出了一种在光照条件下，利用光引发剂将六价铬离子还原为三价铬离子的方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种光还原六价铬离子的方法，包括以下步骤：

1)在含六价铬离子的水溶液中，加入光引发剂；

2)调节上述溶液至酸性；

3)在光照条件下，对上述溶液进行搅拌、充分混合至六价铬离子还原成三价铬离子。

本发明可用于处理电镀、采矿、冶炼、制革、金属加工行业生产过程中产生的含六价铬的工业废水，或受到六价铬污染的原水，包括河流、湖泊和地下水。废水中六价铬离子浓度为0.5～5000mg/L时均可以进行处理，处理范围广，对较低或较高浓度的废水均可进行彻底地处理。