皮革铬鞣废水处理及铬回用的新方法与流程

本发明属于工业废水处理及再回收利用技术领域，涉及含六价铬、总铬废水的处理和铬回用的方法，尤其是铬鞣废水处理和铬回用的新方法。

背景技术：

铬鞣废水定义为“在铬鞣、铬复鞣以及之后工序中产生的废铬液及相应的水洗工序废水”。铬鞣废水是制革厂污染最为严重的废水（脱脂废水、脱毛浸灰废水和铬鞣废水）之一，是其中唯一的重金属污染。

在实际的生产工艺中，铬鞣废水主要有3股：铬鞣工序产生的含铬废水，含铬量为3000 ~4000 mg/L，占总铬污染的70%；复鞣操作产生的含铬废水，含铬量为1500 mg/L左右，占总铬污染的25%；其余的含铬废水都在水洗、搭马和挤水操作中流失。铬鞣废水中，除铬的含量较高外，还有相当一部分有机物如胶原蛋白、动物纤维及硫化物、固体悬浮杂质等，使得铬鞣废水的COD含量高，成分复杂，给分离提纯带来了困难。

目前，铬鞣废水处理的几种常用方法有：碱沉淀法、循环法、萃取法和药剂法等。前两种方法应用较为成熟，但存在局限性：一是碱沉淀法占地面积大、药剂投加量大、且难稳定达标；二是会产生大量的废铬渣，如不妥善处理，会造成二次污染；三是金属铬不能有效回收，造成资源浪费。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述不足，本发明提出了铬鞣废水处理及铬回用的新方法。

铬鞣废水的处理方法，其特征是包括以下步骤：

第一步，铬鞣废水于收集池匀质匀量，然后经泵提升至前处理系统，去除毛渣、皮屑、蛋白质、染料等杂质；

第二步，除杂后的铬鞣废水进入离子交换纤维系统进行交换吸附，出水总铬、六价铬达标，回用作鞣革工序中的冲洗水或进入后续处理系统达标排放；

第三步，当离子交换纤维吸附饱和后，用再生液进行再生，再生后的离子交换纤维循环处理铬鞣废水。

所述的再生液分别硫酸和氢氧化钠。

铬鞣废水中铬的回用方法，其特征是包括以下步骤：

第一步，以再生得到的硫酸铬溶液、重铬酸钠浓缩液作为原料制备铬鞣剂——碱式硫酸铬；

第二步，制备好的铬鞣剂用于鞣革，从而实现铬鞣废水中铬的有效回用；

第三步，鞣革过程中产生的废水进入铬鞣废水处理系统。

综上所述，本发明提供的铬鞣废水处理和铬回用的新方法，保证铬鞣废水中总铬、六价铬稳定达标处理，同时能够将废水中的铬回收再利用。从而很好地保护了金属铬的流失，降低了铬鞣废水的处理成本，在有效地降低环境污染的同时，提升了经济效益，具有良好的推广前景。

附图说明

图1为本发明铬鞣废水处理的流程图；

图2为本发明铬回用的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

铬鞣废水的处理方法，如图1所示，包括如下步骤：铬鞣废水于收集池匀质匀量，然后经泵提升至前处理系统，去除毛渣、皮屑、蛋白质、染料等杂质；除杂后的铬鞣废水进入离子交换纤维系统进行交换吸附，出水总铬、六价铬达标，回用作鞣革工序中的冲洗水或进入后续处理系统达标排放；当离子交换纤维吸附饱和后，用再生液进行再生，再生后的离子交换纤维循环处理铬鞣废水

所述前处理系统即由袋式过滤器等物理过滤设备组成的除杂系统，其中袋式过滤器是一种过滤装置，内部设有袋式过滤网，鞣革废水通过袋式过滤网后，将毛渣、皮屑、蛋白质、染料等杂质留在袋内。

所述的离子交换系统即连续离子交换纤维柱，其中离子交换纤维柱采用多层结构，以减少液体的阻力。所述离子交换纤维，包含阳离子性离子交换纤维和阴离子性离子交换纤维，分别含磺酸根官能团和氯离子官能团，纤维基体采用腈纶基纤维，化学接枝制成。

所述铬鞣废水的处理的原理为：利用所述离子交换纤维与所述鞣革废水中的三价铬、六价铬发生交换反应，反应方程式：

3R-SO₃^-H⁺+Cr³⁺=(R-SO₃)₃Cr+3H⁺

2R-N(CH₃)₃Cl^-+Cr₂O₇^2-=(R-N(CH₃)₃)₂Cr₂O₇^2-+2Cl^-

再生的反应方程式：

2(R-SO₃)₃Cr +3H₂SO₄=6R-SO₃^-H⁺+Cr₂(SO₄)₃

(R-N(CH₃)₃)₂Cr₂O₇^2-+2NaOH=2R-N(CH₃)₃OH^-+Na₂Cr₂O₇

弱碱性离子交换纤维转型的反应方程式：

R-N(CH₃)₃OH^-+HCl= R-N(CH₃)₃Cl^-+H₂O

铬鞣废水中铬的回用方法，如图2所示，包括如下步骤：以再生得到的硫酸铬溶液、重铬酸钠浓缩液作为原料制备铬鞣剂——碱式硫酸铬；制备好的铬鞣剂用于鞣革，从而实现铬鞣废水中铬的有效回用；鞣革过程中产生的废水进入铬鞣废水处理系统。

下面结合实例对本发明做进一步的说明：

本实例包括如下步骤：

1) 1号离子交换纤维柱装填15 kg阳离子性离子交换纤维，2号离子交换纤维柱装填2 kg阴离子性离子交换纤维；

2) 收集3200 L铬鞣废水（废水中总铬的浓度为127.00 mg/L、六价铬的浓度为0.67 mg/L），通过泵提升进前处理系统，滤除废水中的毛渣、皮屑、蛋白质、染料等杂质；

3) 除杂后的铬鞣废水进入离子交换系统进行吸附处理，通过连续监测，出水中总铬的浓度始终低于0.5 mg/L、六价铬的浓度始终低于0.1 mg/L，完全达标；

4) 用适量的再生剂对吸附后的离子交换纤维进行再生，得到100 L硫酸铬浓缩液（总铬的浓度为3395.78 mg/L），10 L重铬酸钠浓缩液（六价铬的浓度为160.24 mg/L）；

5) 将多次实验得到的再生浓缩液提供给铬鞣剂生产企业，以再生浓缩液为原料制备铬鞣剂；

6) 制备的铬鞣剂用于鞣革，所鞣制的皮革可以达到标准铬粉鞣制的水平。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。