铜离子加速果糖-K2HPO4 产物处理含铬废水的高效方法

铜离子加速果糖-K2HPO4 产物处理含铬废水的高效方法

申请日期：2018.11.28

公佈（公告）日期 2019.03.08

IPC分类编号C02F1/70;/22

概括

本发明提供了一种利用铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法，包括以下步骤：步骤1、将果糖与还原性复合制剂在90～150℃下反应0.1～2h，生成还原性复合制剂；步骤2、将含有六价铬离子的工业废水、还原性复合制剂和Cu(II)混合，反应0.5～12h；步骤3、向经步骤2处理后的废水中加入二价锰离子，反应一定时间，使有机三价铬与Cu(II)沉淀，过滤去除金属沉淀。利用铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法，可以高效去除铬离子。

索赔

1、一种用铜离子加速果糖生成处理含铬废水的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将果糖与碘在90-150℃下反应0.1-2h，生成还原性复合制剂；

步骤2、将含六价铬离子的工业废水、还原复合剂和Cu(II)混合，反应0.5-12h；

步骤3：向步骤2处理后的废水中添加二价锰离子，反应一定时间，使有机铬和Cu(II)沉淀出来，过滤去除金属沉淀。

2.根据权利要求1所述的一种铜离子加速果糖生成处理含铬废水的方法，其特征在于：果糖与催化剂的质量比为0.1:1至100:1。

3、根据权利要求1所述的用铜离子处理含铬废水加速生产果糖的方法，其特征在于步骤2中含六价铬离子的工业废水中六价铬离子的浓度为0.01/L。

4.根据权利要求1或3所述的利用铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法，其特征在于：步骤2中含六价铬离子的工业废水pH为8-14时，先向含六价铬离子的工业废水中加入无机酸调节pH为中性。

5.根据权利要求1所述的一种铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法，其特征在于步骤2中的Cu(II)来源于氯化铜、硝酸铜、醋酸铜、硫酸铜中的一种或多种。

6.根据权利要求 1所述的用铜离子处理含铬废水加速生产果糖的方法，其特征在于步骤 2 中含六价铬离子的工业废水中六价铬与 Cu(II)的含量比为 1:1-100:1。

7.根据权利要求1所述的果糖产品加速铜离子处理含铬废水的方法，其特征在于步骤2中含六价铬离子的工业废水中六价铬的含量与还原性复合制剂的配比为1:1-1:100。

8.根据权利要求1所述的一种利用铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法，其特征在于步骤3中所述的二价锰离子来源于氯化锰、硝酸锰、硫酸锰中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法，其特征在于步骤3中所用的二价锰离子的量为10-/L。

手动的

一种利用铜离子加速果糖生产处理含铬废水的方法

技术领域

本发明涉及环境污染控制技术，具体涉及一种铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法。

背景技术

由于化工、电子、制革、电镀等行业大量使用铬，环境中含铬污染物急剧增加。其中六价铬由于毒性大、迁移范围广、不易沉淀等特点，对环境和人类的危害更大。我国《污水综合排放标准》规定工业排放中六价铬含量不得超过0.5mg/L，包括三价铬在内的总铬含量不得超过1.5mg/L。因此，如何寻找快速有效的方法去除废水中的六价铬和总铬并有效回收利用是含铬废水深度处理中的一个重要课题。

目前，六价铬的去除方法有化学法、物理法和生物法，主要处理思路有两种，一是通过化学反应或物理吸附将六价铬沉淀吸附在特定材料表面，二是通过化学或生物还原反应将六价铬还原为毒性较低的三价铬。这两种方法均有较多专利公开。如第一种方法，专利以植物提取物和处理过的猪皮为特定材料，将含铬废水按一定比例混合曝气，使一层油污浮在废水表面并吸附铬；专利采用固定化技术，通过物理或化学方法将游离的微生物细胞定位在有限的区域内，添加膨胀石墨、稻草或碳纳米管，利用固定化的微生物颗粒吸附废水中的重金属铬。 该专利利用离子交换树脂吸附废水中的六价铬，再利用化学沉淀法将水中少量的三价铬析出。该专利利用改性氧化石墨烯和氧化铁纳米晶制备纳米复合吸附材料，并利用此材料吸附皮革鞣制废水中的金属铬。第二种方法，该专利利用多种细菌组成的微生物群落在碱性条件下与化学处理剂协同作用，利用秸秆黄药还原沉淀六价铬离子。该专利利用抗生素耐药性六价铬还原菌（sp.WUST-Cr1）通过酶促反应将六价铬还原为三价铬，20小时内可去除100mg/L的六价铬。

在实际处理过程中，物理法由于存在废水处理不彻底、能耗高等缺点，已逐渐被取代。生物法作为新兴方法，仍存在处理时间长、环境影响大的特点，不适宜在废水处理工程中大规模推广。目前，六价铬的处理主要以化学还原法为主，该法具有还原效率高、处理效果稳定、运行成本低等优点，能迅速将毒性较高的六价铬转化为毒性较小的三价铬，从而降低铬在水中的毒性和移动性。但不可否认的是，该法并不能完全去除三价铬，其仍会残留在水体中，存在被重新氧化为六价铬的风险。多数化学还原剂价格昂贵，容易造成资源浪费，后续处理不当甚至会造成二次污染。 基于此，如果能发明一种耦合化学还原与沉淀的工艺，利用相对廉价的复合还原剂与常见的金属离子去除废水中的铬并进行资源化回收，将对含铬废水的处理提供很大的帮助。

发明内容

本发明的目的是针对目前含铬废水深度处理存在的问题，提出一种利用铜离子加速果糖产品处理含铬废水的方法，能够高效去除铬离子。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种铜离子加速果糖生成处理含铬废水的方法，包括以下步骤：

步骤1、将果糖与碘在90-150℃下反应0.1-2h，生成还原性复合制剂；

步骤2、将含六价铬离子的工业废水、还原复合剂和Cu(II)混合，反应0.5-12h；

步骤3：向步骤2处理后的废水中添加二价锰离子，反应一定时间，使有机铬和Cu(II)析出，过滤除去金属沉淀，沉淀物收集后经煅烧可生成三氧化铬和氧化铜，实现资源回收。

进一步的，加热生成还原复合制剂的原料包括果糖和，果糖和的质量比为0.1:1至100:1，优选为1:1至10:1。所述果糖和为市售品。

进一步的，步骤1中，将果糖在-130℃下反应0.1~0.5h，生成还原性复合制剂。

进一步的，步骤2中含六价铬离子的工业废水中六价铬离子的浓度为0.01～104mg/L，优选为5.2～104mg/L。

进一步的，当步骤2中含六价铬离子的工业废水的pH为8～14时，先向含六价铬离子的工业废水中加入无机酸，调节pH为中性。

此外，在步骤2中，Cu(II)源自（可溶性铜盐）氯化铜、硝酸铜、醋酸铜和硫酸铜中的一种或多种。

进一步的，步骤2中含六价铬离子的工业废水中六价铬与Cu(II)的含量比为1:1～100:1，优选为10:1～100:1。

进一步的，步骤2中，含六价铬离子的工业废水中六价铬的含量与还原性复合制剂的配比为1:1～1:100，优选为1:1～1:10。

进一步的，步骤2中的反应时间为0.5-3h

进一步的，步骤三中所述的二价锰离子来源于氯化锰、硝酸锰、硫酸锰中的一种或多种。

进一步的，步骤三中二价锰离子的投加量为10-/L，优选为10-275mg/L。

进一步的，步骤3中反应时间为0.5-2h，优选为0.5-1h。

本发明提供的深度去除六价铬的工艺原理为：

果糖在90～150℃下反应0.1～2小时，生成棕黄色还原性复合制剂，该制剂由果糖脱水生成的5-HMF与副产物甲酸、乙酰丙酸等组成。一种或多种还原性物质偶联在一起，与重铬酸盐反应，将六价铬离子还原为三价铬离子，并与有机功能基团螯合，形成易溶于水的有机三价铬离子。在Cu(II)存在下，有机功能基团与Cu(II)结合，利用静电引力将六价铬离子吸引到还原基团周围，从而加快六价铬的还原速度。 最后通过向富含有机三价铬离子的溶液中添加二价锰离子，使其快速转化为沉淀，通过离心过滤收集，经煅烧生成三氧化铬、氧化铜等物质，实现资源回收。

本发明提供了一种利用成本低廉、原料易得的还原性复合制剂对废水中的六价铬进行深度处理和资源化回收的方法。该还原性复合制剂以果糖和为原料，在高温下加热生成，以铜盐作为还原性复合制剂与六价铬反应的催化剂，使六价铬在室温下快速转化为有机可溶性三价铬螯合物。随后向溶液中加入Mn(II)，Mn(II)使体系中有机三价铬和过量的Cu(II)沉淀出来，通过过滤或离心去除有机三价铬和过量的Cu(II)，所得产物经干燥或煅烧后可回收利用。本发明可高效处理和回收六价铬。本发明反应速度快，产物转化效率高，所用的复合还原性制剂价格低廉、原料易得。 同时六价铬废水中常见的残余物质对反应无明显影响，整个反应过程非常简单、易于控制，具有良好的工业应用前景。