一种制革行业所生成的废铬液的除铬法.pdf

本发明公开了一种制革行业所生成的废铬液的除铬法，即对废铬液进行二次药物处理，提高絮凝效果，加快沉降速度，达到除铬目的。其特征在于：(1)选用Ca(OH)2与添加剂作反应剂，按1％配比对废铬液进行中和，成细小颗粒状悬浊液。(2)在悬浊液体进沉淀池前，再按0.2％配比对悬浊液加入由聚丙烯酰胺作絮凝剂和铬离子扑捉剂配成的助剂，形成密度较大的新的网络桥架体，增强扑捉铬离子的能力，并因扑捉的污染物迅速增多，其比重相对于自身所受浮力也迅速增加致快速沉淀。(3)因絮凝效果好、沉降速度快，从废铬液铬离子被清除至上清液生化处理、铬泥固化处理等工序中，均辅以简易设备，实现自动化。解决了常规除铬法占地广、投入高、成本大、管理难的问题。

1、  一种制革行业所生成的废铬液的除铬法，就是对制革行业所生成的酸性废铬液进行二次药物处理除铬法，其特征在于：一、选用一种碱性反应剂Ca(OH)₂辅以专用的添加剂作为反应剂，对酸性废铬液在搅拌状态下进行中和，调整PH值，形成较细小的颗粒状悬浊液；二、反应后的悬浊液体在进入沉淀池(也称固液分离池)前加入特殊配制的助剂(即絮凝剂和铬离子扑捉剂)，并均匀搅拌使悬浊液体迅速形成絮状并沉淀，短时间内达到固液分离目的。

2、  根据权利要求1，所述的一种之各行业所生成的废铬液的除铬法，所述的反应剂其特征在于：反应剂＝碱性反应剂Ca(OH)₂+添加剂，其配比为碱性反应剂Ca(OH)₂∶添加剂＝10∶1，所述的反应剂∶酸性废铬液＝1∶100；所述的助剂，其特征在于：助剂＝絮凝剂+铬离子扑捉剂，其配比为絮凝剂∶铬离子扑捉剂＝10∶1，所述的絮凝剂为液态聚丙烯酰胺，所述的助剂∶悬浊液体＝1∶500；其特征还在于：助剂是在酸性废铬液被均匀搅拌的状态下先加入反应剂后形成悬浊液体状再行搅拌加入。

一种制革行业所生成的废铬液的除铬法
技术领域
本发明主要公开了一种针对制革行业所生成的含铬废水的除铬方法。
背景技术
皮革行业属重度污染行业，制革生产车间排放的工艺废水，按所含污染因子的不同，大体可分为三类：酸性含铬废水、碱性含硫废水和有机综合废水。含铬废水和含硫废水需经预处理，铬离子及硫离子达到一浓度再与综合废水混合进行后续生化处理。含铬废水必须采用单独工艺进行预处理，否则不可能保证排放达标及后续生化处理效果。酸性含铬废水中的铬离子属重金属污染物(三价铬离子及总铬是一类污染物)，铬离子是癌症等重大疾病的诱发因素，也是环境监察部门对制革企业污染监察的重中之重。
(一)污染因子分析
含铬废水产生于制革生产工艺中的鞣制及蓝皮后的复鞣工序。鞣剂(铬粉)的主要成分是是三氧化二铬(Cr₂O₃)。65％～80％的三价铬离子(Cr³⁺)在鞣制及复鞣过程中将被皮革吸收，剩余的20％～35％形成工艺废水——废铬液从下水道排出。其铬离子浓度在500毫克/升～2500毫克/升之间(依据各时段水量，平均浓度按1000毫克/升计算)。国家对废铬液的排放标准为：总铬≤1.5毫克/升，其中六价铬≤0.5毫克/升。此排放标准的控制点设在车间排放口(一般控制在预处理后、生化处理系统之前)。车间排放的废铬液主要呈三价铬离子形态(六价铬离子基本为零)。为确保排放达标，铬的去除率必须控制在99.85％以上。
(二)常规处理工艺及效果
废铬液常规处理工艺流程：(1)、投入碱性沉淀剂(一般选用MgO、NaOH等)，调整PH值，经较长时间的沉淀(亦称沉降)，使固液分离。(2)、上清液排出后至生化处理工序。(3)、沉淀物利用压滤、离心等措施使污泥干化。(4)、干化后污泥(铬泥)送固废中心处置。
生产车间排放的废铬液进入容积预定的、较大的集水池，达到一定量时，再按一定比例投放碱性沉淀剂(MgO或NaOH)，均匀搅拌置放6～12小时，待形成体积较细小的颗粒状悬浊液，然后进入固液分离(沉淀)工序，固液分离时间大约在4～6小时。最后对上清液进行生化处理，对沉淀物(即铬泥)进行压滤或干燥床干化，压制成铬饼状，交送固废处理中心。
这种常规的废铬液除铬法，其固液分离(即沉淀)完毕时间大约需4～6小时，此方法清除了废液中的大部分铬离子，除铬率在99.5％～98％之间，即5毫克/升～20毫克/升。但此种处理方法有诸多不足之处。首先由于反应及沉淀时间较长，因此需要建造容积较大的废铬液集水池、固液分离池、搅拌设施、压滤干燥设施等，占地面积大、投入高，且反应剂配比因废水排入量的不稳定而很难掌握，导致运行费用较高，更为重要的是除铬后的排放浓度仅达5毫克/升～20毫克/升(去除率为99.5％～98％)，远高于国家排放标准：1.5毫克/升(去除率99.85％以上)。其次，由于置放中和及固液分离所需时间过长，很难满足车间持续性生产的需要，即与车间的持续性生产不能同步运行。
发明内容
本发明公开了一种皮革鞣制行业所生酸性废铬液的除铬法，主要是针对常规除铬方案中的物理絮凝法处理过程中的絮凝效果差、沉降速度慢的缺点而推出的经过二次药物处理、加速絮凝速度和固液分离速度，除铬效率达到甚至超出国家标准的酸性废铬液除铬法。其特征在于：(1)选用一种经济实惠的碱性反应剂Ca(OH)₂并辅以专用的添加剂作为反应剂(反应剂＝Ca(OH)₂+添加剂，配比为Ca(OH)₂∶添加剂＝10∶1)，按1％的配比(废铬液∶反应剂＝100∶1)对废铬液进行中和，很短时间内(5-6分钟)即形成细小的颗粒状悬浊液。(2)反应后的悬浊液体进入沉淀池前再加入特殊配制的助剂，配比为0.2％(即悬浊液体∶助剂＝500∶1)，助剂是絮凝剂和铬离子扑捉剂按一定比例配制而成(絮凝剂为聚丙烯酰胺，配比为絮凝剂∶铬离子扑捉剂＝10∶1)。碱化水解后的絮凝剂和铬离子扑捉剂在水溶液中形成各自的网络桥架结构，由于铬离子扑捉剂的分子链短，故在水中形成的网络桥架及其网孔小，而碱化水解后的絮凝剂分子链长，经碱化处理后其分子链由卷曲到充分伸展，故在水中形成的网络桥架及其网孔较大。当絮凝剂的碱化水解液加入到已加入了铬离子扑捉剂的水中后，网孔较小的的铬离子扑捉剂的网络桥架填充到经碱化水解后的絮凝剂的网络桥架的网孔中，形成密度较大的新的网络桥架体，极大增强了扑捉废水中铬离子的能力。并且由于扑捉的污染物迅速增多，其比重相对于本身所受的浮力也迅速增加直至快速沉淀，因而使固液分离沉降的时间缩短为数十秒钟，加快反应速度，提高除铬效率。(3)由于絮凝效果好、沉降速度快，从废铬液集水池到中和直至固液分离、上清液进入生化处理系统、铬泥进入固化处理等工序流程中，都辅之以一套简易的设备，基本实现自动化处理。不仅解决了常规除铬方法中占地面积广、设施投入高、运行成本大、管理难度强的问题，而且除铬率达到甚至超出了国家的排放标准，除铬率≥99.9％以上(实际效果：总铬≤0.3～1.0毫克/升，国标：总铬≤1.5毫克/升)；还由于本发明的工艺效率高、可连续运行，故本发明所公开的酸性废铬液除铬法，可与车间的持续性生产同步运行。同时由于本发明大部分流程都在密闭的状态下完成，因此不受温度影响、出水效果稳定。
附图说明
参见附图，图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明的工艺设备图；
图3是本发明的离子反应方程式；
具体实施方式
下面结合附图2对本发明的实施过程进一步说明。与本发明匹配的工艺设备主要包括：导入渠(1)、格栅(2)、废铬液集水池(3)、负压装置(4)、废铬液输入管(5)、反应剂水解池(6)、反应剂吸入管(7)、铬液、药物混合输出管(8)、反应罐(9)、混合器(10)、导出管(11)、导入管(12)、助剂水解池(13)、助剂导入管(14)、固液分离罐(15)、缓冲管(16)、缓压面(17)、环形滤网(18)、上清液导出管(19)、吸泥泵(20)、铬泥导出管(21)、铬泥浓缩池(22)、固置坑(23)。其特征在于：废铬液集水池(3)是低于地平面通过设有格栅(2)的导入渠(1)与生产车间相连接的防渗漏池坑；反应罐(9)呈圆柱体且固置于地面上，并通过负压装置(4)与废铬液集水池(3)相连接；负压装置(4)一端的废铬液输入管(5)的端口伸入废铬液集水池(3)的底部，靠近上面的部分通过反应剂吸入管(7)与反应剂水解池(6)相连接，负压装置(4)的另一端经铬液、药物混合输出管(8)与反应罐(9)的底部联接，并尽力使该输出管(8)与反应罐的内径截面形成相切；固液分离罐(15)是一上端封闭仅露出缓冲管(16)的上端口、内壁上端设置立式滤网(18)、下底外侧内收、底端略平、并内置缓冲面(17)的圆柱状罐体，固置于略低于地面的固置坑(23)内；缓冲管(16)的上端口固置于固液分离罐(15)的上底，下端口与缓冲面(17)的圆锥形端面垂直相对，并保持一定距离；固液分离罐(15)的内部、环形滤网(18)的外侧与上清液导出管(19)联接，下底通过铬泥导出管(21)与吸泥泵(20)联接，吸泥泵(20)的另一端通入铬泥浓缩池(22)；混合器(10)置于反应罐(9)和固液分离罐(15)之间，一端经导出管(11)与反应罐(9)的上部联接，导出管(11)的管体还通过助剂导入管(14)同助剂水解池(13)相连接，另一端经导入管(12)与缓冲管(16)的上端口套接。
含铬废水经导入渠(1)流入废铬液集水池(3)，在负压装置(4)的作用下进入反应罐(9)，同时在废铬液被吸入的过程中，反应剂水解池(6)中的反应剂也通过反应剂吸入管(7)按一定的计量配比进入反应罐(9)，由于铬液、药物混合输出管(8)置于反应罐(9)的底部，且与反应罐的内径截面形成相切，在不断流入的过程中，此种混合液体在惯性的作用下不断旋转，达到均匀搅拌的效果，与此同时因罐体内空间较大，而负压装置(4)的流入量一定，注满反应罐所需时间人为控制在≥6～8分钟(即大于中和反应时间5～6分钟)，使罐体内的废铬液和反应剂有了足够的反应时间。在罐体已满的情况下，充分反应后的悬浊液体升至罐体上部，自动沿导出管(11)进入混合器(10)，并在进入途中与一定比例的助剂一同进入混合器(10)，搅拌混合后进入固液分离罐(15)(即使在罐体已满的情况下，上部充分反应后的混合液体不断流出，底部不断流入的铬液、药物混合液体处于水体的底层，承受一定的压力，并在沿着罐体内壁不断旋转、上升，直至到达上部，也有了绝对充足的反应时间。)。当二次加药(助剂)后的液体流入缓冲管时直达底部的缓冲面(17)，在缓冲面的作用下，向四下散射，既起到再次搅拌的目的又减缓了注入时对已沉淀下来的铬泥的冲击。由于缓冲管的作用，使中和反应后二次加药的混和液体始终处于固液分离罐的中下部，避免了对已形成的上清液冲击，又有了足够的反应时间，也不会对沉淀下来的铬泥造成影响。因为二次加药后的沉降速度仅需数十秒时间，所以在不断注入中和后的混合液的同时，可让上清液沿上清液导出管(19)进入生化处理系统，底部沉淀下来的铬泥经吸泥泵(20)导入铬泥浓缩池(22)进行压滤或干燥处理。由于本发明所采用的方法反应速度快，除铬效率高，所以整个工艺设备流程的运行可与车间的生产同步进行。降低了企业投资成本，简化了管理难度，提高了废铬液除铬效果，并使铬泥浓缩后的铬含量达到10％以上，为铬的回收再利用创造了条件。本发明适应牛皮、猪皮、羊皮及所有使用铬鞣剂进行鞣制所生成的废铬液除铬达标处理。