基本信息
- 项目名称：
- 铁铜内电解－膨润土组合工艺处理含铬废水
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 作品获得2009年浙江省大学生科技创新计划的资助。主要是针对温州当地制革业发展带来的含铬废水的排放，设计一种含铬废水治理的组合工艺。从环保要求出发，“以废治废”，为企业水处理节约成本。本作品设计的是利用机械加工厂的废料－铁刨花与铜片形成内电解，对六价铬进行处理，变成三价铬后，再用膨润土吸附，其处理率可达99%以上，效果很好。在实际废水中应用，也同样取得很好的铬去除效果，因此具有极大的市场前景。
- 详细介绍：
- 本研究利用铁铜内电解工艺和膨润土吸附的联合作用，对含铬废水进行处理。含铬模拟废水首先经过铁铜内电解法装置，该出水再经膨润土吸附，以达到去除效果。并考察了此组合工艺的的各种影响因素。结果表明：（1）铁铜内电解预处理确定最佳反应参数为：铁铜用量之比为8：1，反应时间为100min，pH值为3.0；（2）膨润土最佳吸附条件为：膨润土用量为4g/l，反应时间为30min；（3）在最佳反应条件下，对初始浓度分别为30mg/l和60mg/l的实际制革废水进行了处理，都取得较好的去除效果，其Cr(VI)去除率分别为99.54%和99.32%。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 铬中毒主要是指六价铬。六价铬的毒性比三价铬高100倍左右。由于六价铬的剧毒性，国家将其列为第一类污染物。此外，铬还是致癌因子，因此必需对含铬废水进行治理。本作品以开发一种经济有效的六价铬去除工艺为目的，将铁铜内电解法与膨润土吸附结合，先对含铬模拟废水进行处理，得出最有工艺参数。并在最佳工艺参数下，运用此组合工艺对实际制革废水中的铬进行处理。
科学性、先进性及独特之处
- 首次将铁铜内电解法与膨润土组合，对含铬模拟废水进行处理。 （1）铁铜内电解法作为铁屑内电解技术的新发展，在很多方面具有较强的优势，利用废铁屑进行试验，符合“以废治废”的环保原则。 （2）本项目首次将铁铜内电解法与膨润土结合，对含铬模拟废水进行还原吸附试验。用改性膨润土制成过滤吸附池,使处理后的含铬废水缓慢通过过滤池,对高或中等浓度的含铬废水铬的脱除率可达99 %以上。
应用价值和现实意义
- 实际应用价值： 1、通过实验研究得到处理工艺的较佳运行参数； 2、将本试验方法应用于当地实际制革废水中铬的去除； 现实意义： 本项目利用废铁屑－铜丝内电解技术，对含铬模拟废水进行处理，坚持“以废治废”的原则，其填充材料采用铁皮加工厂的废料－铁刨花，减少了化学品的使用，大大节约水处理资金的投入，为企业节约了环保投资，带来可观的经济效益。本研究具有极其重要的应用前景。
学术论文摘要
- 本研究利用铁铜内电解工艺和膨润土吸附的联合作用，对含铬废水进行处理。含铬模拟废水首先经过铁铜内电解法装置，该出水再经膨润土吸附，以达到去除效果。并考察了此组合工艺的的各种影响因素。结果标明：（1）铁铜内电解预处理确定最佳反应参数为：铁铜用量之比为8：1，反应时间为100min，pH值为3.0。（2）膨润土最佳吸附条件为：膨润土用量为2g/l，反应时间为20min；（3）在最佳反应条件下，对初始浓度分别为30mg/l和60mg/l的实际制革废水中的铬进行了处理，都取得较好的去除效果，其Cr(VI)去除率分别为99.54%和99.32%。
获奖情况
- （1）2011年6月24日至26日在南京召开的IEEE生物工程、化学与环境科学国际会议（BCES 2011），会议论文由IEEE出版并被Ei全文核心检索。 论文题目为：The treatment of chromate waste water with Fe-Cu internal electrolysis coupling with bentonite。 （2）2011年5月份在国内核心期刊《环境科学与管理》上刊出。 论文题目为：铁铜内电解-膨润土组合工艺处理含铬废水。
鉴定结果
- 我们认为该工艺高效、环保，成本低，操作简便、方便，是适用于制革工业中产生的铬废水的处理。此工艺“以废治废”，符合国家提倡的环保要求，运用领域广泛，不仅具有很好的社会效益，并且有很好的经济效益。
参考文献
- 现有技术：催化铁内电解技术；铁炭内电解反应塔等； 技术文献的检索目录： [1] 王永广，杨剑锋.微电解技术在工业废水处理中的研究与应用.环境污染治理技术与设备，2002,Vol.3（4）:69-73 [2] 杨玉杰，孙剑辉.铁屑法处理活性艳红废水动力学模型.化工环保，1996，Vol.16（3）:137-141 [3] 徐文英，周荣丰，马鲁铭等.催化铁内电解处理难降解废水的方法，中国专利：CN_1382649A，2002年49期 [4] 徐文英，周荣丰，高廷耀.催化铁内电解法处理难降解有机废水.上海环境科学，Vol.2003，22(6)：402-405等。
同类课题研究水平概述
- 工业上含铬废水的处理方法有：化学还原法、离子交换法、电解法、电渗析法、反渗透法、生物法等。化学法由于投资省、运行费用低、处理效果好，应用最为普遍，但存在着工艺流程复杂、操作繁琐，适用pH值范围狭窄，还原剂用量较多等缺点。其它方法则因处理费用高、实用化程度低，在实际废水处理工艺中应用率较低，难以在一些中小型工厂中推广使用。 铁炭内电解法是目前应用最广的内电解法处理技术。此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源。但其也存在缺陷，铁屑处理废水通常是在酸性条件下进行的，但在酸性条件下，产生的铁量大，加碱中和时产生沉淀物多，增加了脱水工段的负担，而废渣的最终归属也成了问题；铁屑处理废水通常是需要大量曝气，影响了对有机物的还原效果，且能耗高，造成铁的消耗量大，产生大量的污泥；铁屑处理装置经一段时间的运行后，铁屑易结块，出现沟流等现象，大大降低处理效果。且反应床高时，底部的铁屑压实作用过大，易结块，可能在运行过程中表面沉积沉淀物使铁产生钝化，降低处理效果。 目前，含铬废水已进入综合防治、回收利用与总量控制阶段。因此，含铬废水治理应从治本开始，采用综合防治技术，避免二次污染，并尽量做到多回收、多利用，变废为宝。国内外在处理废水方面，主要的发展趋势为：针对不同性质的废水，积极开发内电解法与其他处理方法有机的结合，探讨最佳的组合工艺和最佳实验条件。
