CN108164051A - 一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，包括依次连通的预处理***、膜分离***和铬回收***；预处理***用于对皮革含铬废水进行膜分离之前的预处理；膜分离***对经预处理过的含铬废水进行淡水分离和铬液浓缩处理；铬回收***对经膜分离***浓缩的浓铬液进行铬的回收处理，得到铬含量大于5％的铬粉。将皮革革鞣车间排放的含铬废水经过预处理***得到过滤和精滤后，进入由纳滤装置和电渗析装置组成的膜分离***产得淡水直接回用，得到的浓水经过电渗析脱盐制得浓盐水后，剩余浓铬液再进入铬回收***经喷雾干燥得到铬粉。本发明大大节约了宝贵水资源的同时，也实现铬资源的回收再利用，从而达到皮革行业含铬废水的资源化处理。

Description

一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***
技术领域
本发明属于工废水处理领域，涉及一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***。
背景技术
在我国，85％以上的皮革产品生产过程需要使用大量的铬鞣剂，在皮革复鞣过程中不可避免地产生大量的含铬废水。这些含铬废水如果得不到有效利用和处理处置，不仅会严重危害环境和人类的身体健康，还会造成铬资源的大量浪费。最新发布实施的《制革及皮毛加工工业污染物排放标准》GB30486-2013中总铬的排放浓度要求控制在1.5mg/L以下，给企业乃至制革行业的可持续发展带来了极大的压力。因此，对含铬废水的高效处理及循环利用，已成为制约制革行业可持续发展的技术难题和关键问题。
专利CN205838738U提出先将含铬废水进行两级还原氧化，然后对其进行加碱沉淀，上清液通过管式微滤膜分离过滤后直接排放，但是该过程需要消耗大量化学试剂，处理后的水水质不高，且产生铬泥造成二次污染。
专利CN206635167U提出将含铬废水调节pH3.0～7.0后过滤，滤液经过阳离子交换树脂通过离子交换进行纯化，然后依次进行氧化还原反应和加碱沉淀反应，得到上清液再经过纳滤-微滤处理后排放，但是该过程产生铬泥难以处理，且还需要进行树脂的洗脱和再生，步骤繁琐。
专利CN205603375U提出一种连续式含铬废水处理装置，包括依次连通的电解装置、提升泵、离子交换装置、浓缩机和循环槽，最后产生铬酸回用，但是该方案需要进行多次的离子交换操作复杂，而且在处理大量废水时电耗和对电极的消耗量极大。
专利CN206204047U提出一种新型含铬废水处理装置，将含铬废水依次经过酸度调节池、第一还原反应池、第二还原反应池和沉淀池，滤液再经过由机械过滤器和活性炭过滤器组成的过滤装置后排出，但是该方案处理后的水中总铬含量难以达标，且无法进行水的再生回用。
专利CN206051727U提出一种含铬废水处理装置，包括依次连接的含铬废水池、酸碱调节池、氧化还原反应池、活性炭过滤器及纳滤膜过滤器，但是该方案需要反复测量与投加酸碱试剂，纳滤膜前端预处理不够难以长期连续运行，且含铬废水中的无机盐和铬得不到有效处理和回用。
发明内容
本发明针对目前皮革行业含铬废水处理需求，以及现有技术存在的处理水水质难以达标，产生铬泥二次污染和无法进行水和无机盐的再生回用的问题，提出一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***。
为此，本发明提供如下解决方案：
一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，包括预处理***、膜分离***和铬回收***依次布置；将Cr含量为10～35mg/L、TDS2000～4000mg/L的含铬废水经预处理***处理后，产水进入膜分离***进行铬液浓缩处理，三级纳滤回收率分别为80％、50％、50％，纳滤***产生的浓水Cr含量为190mg/L～600mg/L，纳滤***产生的淡水Cr含量低于0.5mg/L。纳滤***浓水进入电渗析***进行除盐，得到浓盐水总溶解性固体大于18％，且主要成分为氯化钠和硫酸钠。得到含盐量较低的浓铬液进入沉淀单元，沉淀单元通过加碱液调节浓铬液pH在9.2～9.8，得到沉淀在溶解单元中通过加硫酸部分溶解，加入硫酸体积为浓铬液体积1.3％～1.7％，将溶解沉淀的上清液进入喷雾干燥***制得铬粉，其中主要成分为碱式硫酸铬。其中铬粉的铬含量大于5％，浓盐水中的总溶解性固体大于18％，***水回收利用率达到90％～95％。
所述预处理***包括水力筛、板框压滤***和超滤***，其中，水力筛孔径0.3～0.5mm，超滤***使用的是抗污染管式超滤膜。
所述膜分离***包括纳滤***和电渗析***。
所述纳滤***由一级纳滤、二级纳滤和三级纳滤组合，纳滤***得到浓铬液进入电渗析***，得到淡水可以直接回用。
所述电渗析***采用均相膜，主体膜堆采用1-1单价选择性阳离子交换膜和普通阴离子交换膜交替排列的组装形式。
所述电渗析***中浓盐水总溶解性固体大于18％，且主要成分为氯化钠和硫酸钠。
所述铬回收***包括沉淀单元、溶解单元和喷雾干燥***。
所述沉淀单元通过加碱液调节浓铬液pH在9.2～9.8，得到沉淀在溶解单元中通过加硫酸部分溶解，加入硫酸体积为浓铬液体积的1.3％～1.7％。
所述喷雾干燥***处理后得到铬粉，其中铬含量大于5％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本工针对皮革行业含铬废水的特点，利用管式超滤膜为核心的预处理***能有效保证进入纳滤膜之前的水质，可以确保纳滤膜装置的长期连续稳定运行，通过纳滤和电渗析的耦合***能有效实现淡水、无机盐和铬三者的高度分离，达标水总铬含量小于0.5mg/L，淡水回收率能达到90％，浓盐水总溶解性固体大于18％，浓铬液经过喷雾干燥为核心铬回收***处理后得到铬粉，铬含量不低于5％。并且整个过程中除了加入适量酸碱剂外，不需要加入任何其他化学试剂，因此本发明具有流程操作简单、处理效果显著，可以实现资源循环利用等优势，工艺条件易控制，设备材料易解决。
附图说明
图1为本发明所提供的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***的示意图。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明提供一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，将皮革革鞣车间排放的含铬废水经过预处理***，经过水力筛和板框压滤***粗滤后，得到滤液进入超滤***进行精滤。精滤后产水进入膜分离***，经过三级纳滤处理产得淡水直接回用，得到的浓水再进入电渗析***制得浓盐水后，剩余浓铬液再进入铬回收***经喷雾干燥得到铬粉。其中铬粉的铬含量大于5％，浓盐水中的总溶解性固体大于18％，***水回收利用率达到90％～95％。由于电驱离子膜***中主体膜堆采用1-1单价选择性阳离子交换膜和普通阴离子交换膜交替排列的组装形式，水中硬度不会被浓缩且基本都留在脱盐水中，对***运行影响较小。该处理工艺流程简单、操作方便，符合当前皮革行业对废水减排和资源化利用的迫切需求，具有良好的推广前景。
实施例1：
某企业革鞣车间排放含铬废水Cr含量为30mg/L，TDS为3507mg/L，Ca2+含量为24mg/L，Mg2+含量为27mg/L，Cl-含量为515mg/L，SO4 2-含量为1039mg/L，Na+含量为712mg/L。
含铬废水经0.5mm水力筛去除碎毛屑后、以5.0m3/h流量进入板框压滤***进行粗滤，滤液在经过管式超滤膜经行精滤，产水进入三级纳滤装置，一级纳滤、二级纳滤和三级纳滤回收率分别为80％、50％、50％，纳滤***浓水的最终产量为0.25m3/h，Cr含量为595mg/L，纳滤***产生的淡水产量4.75m3/h，Cr含量为0.24mg/L，可用于工业回用水。纳滤***产生的浓水进入电渗析***进行除盐，得到浓盐水总溶解性固体含量为206g/L，且主要成分为氯化钠和硫酸钠。由于主体膜堆采用1-1单价选择性阳离子交换膜和普通阴离子交换膜交替排列的组装形式，所以浓水中的Cr不会被迁移仍然保留在脱盐室中，从而得到含盐量较低的浓铬液，沉淀单元通过加碱液调节浓铬液pH在9.5，得到沉淀在溶解单元中通过加硫酸部分溶解，加入硫酸体积为浓铬液体积的1.5％，将溶解沉淀的上清液进入喷雾干燥***制的铬粉，其中主要成分为碱式硫酸铬，铬含量达7％。
实施例2：
某企业革鞣车间排放含铬废水Cr含量为16mg/L，TDS为2715mg/L，Ca2+含量为20mg/L，Mg2+含量为46mg/L，Cl-含量为760mg/L，SO4 2-含量为888mg/L，Na+含量为785mg/L。
含铬废水经0.5mm水力筛去除碎毛屑后、以5.0m3/h流量进入板框压滤***进行粗滤，滤液在经过管式超滤膜经行精滤，产水进入三级纳滤装置，一级纳滤、二级纳滤和三级纳滤回收率分别为80％、50％、50％，纳滤***浓水的最终产量为0.25m3/h，Cr含量为317mg/L，纳滤***产生的淡水产量4.75m3/h，Cr含量为0.15mg/L，可用于工业回用水。纳滤***产生的浓水进入电渗析***进行除盐，得到浓盐水总溶解性固体为191g/L，且主要成分为氯化钠和硫酸钠。由于主体膜堆采用1-1单价选择性阳离子交换膜和普通阴离子交换膜交替排列的组装形式，所以浓水中的Cr不会被迁移仍然保留在脱盐室中，从而得到含盐量较低的浓铬液，沉淀单元通过加碱液调节浓铬液pH在9.3，得到沉淀在溶解单元中通过加硫酸部分溶解，加入硫酸体积为浓铬液体积的1.6％，将溶解沉淀的上清液进入喷雾干燥***制的铬粉，其中主要成分为碱式硫酸铬，铬含量达5.8％。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实例，而不是对本发明进行限制，在本发明的权利要求保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于：包括预处理***、膜分离***和铬回收***依次布置；将Cr含量为10～35mg/L、TDS2000～4000mg/L的含铬废水经预处理***处理后，产水进入膜分离***进行铬液浓缩处理，三级纳滤回收率分别为80％、50％、50％，纳滤***产生的浓水Cr含量为190mg/L～600mg/L，纳滤***产生的淡水Cr含量低于0.5mg/L；纳滤***浓水进入电渗析***进行除盐，得到浓盐水总溶解性固体大于18％，且主要成分为氯化钠和硫酸钠。得到含盐量较低的浓铬液进入沉淀单元，沉淀单元通过加碱液调节浓铬液pH在9.2～9.8，得到沉淀在溶解单元中通过加硫酸部分溶解，加入硫酸体积为浓铬液体积1.3％～1.7％，将溶解沉淀的上清液进入喷雾干燥***制得铬粉，其中主要成分为碱式硫酸铬，铬含量不低于5％。
2.根据权利要求1所述的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于，所述预处理***包括水力筛、板框压滤***和超滤***，其中，水力筛孔径为0.3～0.5mm，超滤***使用的是抗污染管式超滤膜，所述预处理***的产水进入膜分离***。
3.根据权利要求2所述的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于，所述膜分离***包括纳滤***和电渗析***。
4.根据权利要求3所述的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于，所述纳滤***由一级纳滤、二级纳滤和三级纳滤组合，纳滤***得到浓铬液进入电渗析***，得到淡水可以直接回用。
5.根据权利要求4所述的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于，所述电渗析***采用均相膜，主体膜堆采用1-1单价选择性阳离子交换膜和普通阴离子交换膜交替排列的组装形式。
6.根据权利要求4所述的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于，所述电渗析***中浓盐水总溶解性固体大于18％，且主要成分为氯化钠和硫酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于，所述铬回收***包括沉淀单元、溶解单元和喷雾干燥***，所述沉淀单元通过加碱液调节浓铬液pH在9.2～9.8，溶解单元中加入硫酸体积为浓铬液体积的1.3％～1.7％。
8.根据权利要求7所述的一种皮革行业含铬废水资源化处理工艺***，其特征在于，所述喷雾干燥***处理后得到铬粉，其中铬含量大于5％。
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