制革过程中含铬废水的处理与资源化利用

摘要

世界性水资源短缺使得水资源可持续利用与节水、废水回用得到极大重视。皮革工业中，铬鞣是目前制革工业中广泛应用的鞣制方法——虽然目前也有不少有关植物鞣剂和无铬鞣制的研究，但在短期内，铬鞣法是不可被替代的。铬鞣废水的直接排放既严重污染环境，又造成了铬资源的浪费，因此各国政府和科研机构花费大量精力去寻找铬鞣剂的替代品，但至今仍未找到能与铬鞣剂鞣制性相媲美的鞣制材料。研究铬去除和铬的资源化利用技术具有极大的环境和经济意义。
　　本课题研究了黄原酸酯类、二硫代氨基甲酸类、均三嗪类三种重金属离子捕集剂对铬初鞣废水及铬复鞣加脂废水的除铬能力。经过处理之后产生的上清液回用到蓝湿皮鞣制的水洗、浸酸工序;铬泥经过再处理制备新的液态铬鞣剂可代替部分工业铬粉，回用到皮的复鞣工序。从而达到了铬鞣废水的资源化利用。
　　三种重金属离子捕集剂处理铬初鞣废水的最佳反应pH值分别为8.5、8.0、8.0。处理体积为200mL的车间铬鞣废水，在各自最佳pH值下，三种重金属捕集剂的最佳投加量及总铬去除率分别为:黄原酸酯类，最佳投加量为V=6mL，总铬去除率最大为95.93％;二硫代氨基甲酸盐类，最佳投加量为V=7mL，总铬去除率最大为94.82％;均三嗪类，最佳投加量为V=5mL，总铬去除率最大为95.97％。
　　处理铬复鞣废水时，本研究在反应后期加入ZnSO4等金属盐，不仅可以提高铬的去除率，还有助于废水中油脂、染料、蛋白质等有机物的去除。
　　上清液中性盐水回用的研究，随着循环次数的增加，处理后的废水中的氯离子含量、硫酸根离子含量、CODCr含量、SS含量均逐渐增加，前三个参数在循环达到一定次数后，上升的幅度会降低达到平衡，甚至有时会降低，但SS含量会一直增加，故在大规模的工程化应用中需要重点考虑SS对循环水的影响。
　　铬泥须晒干后才可以用酸溶解，不能仅仅用浓硫酸直接溶解，需要加水稀释，因为需要用游离的水去溶解铬泥。溶解之后的铬鞣剂回用于复鞣，用在牛二层上，pH控制在2.6～2.8，碱度小于33％。用硫酸溶解铬泥时，综合考虑溶解度及后续工艺处理难度浓硫酸和水的质量比控制在1∶4进行稀释;浓硫酸和铬泥的质量比确定为22％;搅拌及静置时间为120min;反应温度定为30℃，这样才会使铬泥溶解最彻底，制得铬鞣剂的鞣制效果最好。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 制革综合废水的现状及其面临的问题

1．1．1 制革综合废水的特征及危害

1．1．2 制革综合废水处理方法

1．2 含铬工业废水的现状及面临的问题

1．2．1 含铬废水的特征及危害

1．2．2 含铬废水的处理方法

1．3 重金属离子捕集剂处理含铬工业废水的基本原理

1．4 本课题的研究意义和研究内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

2 铬初鞣废水处理方法的研究

2．1 实验主要试剂与仪器

2．1．1 实验主要试剂

2．1．2 实验主要仪器

2．1．3 实验用水

2．2 实验原理与实验方法

2．2．1 铬鞣原理

2．2．2 重金属离子捕集剂处理铬鞣废水原理

2．3 实验分析方法

2．3．1 铬鞣废水中总铬含量的测定与分析

2．3．2 碱性沉淀法最佳pH值的选择

2．3．3 三种重金属捕集剂最佳pH值的选择

2．3．4 三种重金属捕集剂最适投加量的选择

2．3．5 SO42-含量的测定

2．3．6 Cl-含量的测定

2．4 实验结果与讨论

2．4．1 pH值对总铬去除效果的影响

2．4．2 重金属离子捕集剂的种类及最适投加量选择

2．4．3 捕集剂对不同铬浓度的模拟铬鞣废水除铬效果的影响

2．4．4 硫酸根离子含量的测定

2．4．5 氯离子含量的测定

2．5 本章小结

3 铬复鞣废水除铬方法的研究

3．1 试验材料

3．2 除铬实验

3．2．1 碱沉淀法除铬试验

3．2．2 螯合法除铬实验

3．3 试验结果与讨论

3．3．1 铬离子捕集剂絮凝沉淀的基本原理

3．3．2 pH值对除总铬效果的影响

3．4 三种捕集剂的除铬效果与最适投加量

3．5 ZnSO4对复鞣废水总铬去除率的影响

3．6 本章小结

4 中性盐水的循环利用

4．1 主要实验仪器及药品

4．1．1 主要实验仪器

4．1．2 主要实验试剂

4．2 实验内容与实验方法

4．2．1 上清液中性盐的循环利用

4．2．2 铬鞣废液、上清液的分析过程

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 沉降试验上清液高度比较

4．3．2 出鼓污水总铬含量的变化

4．3．3 氯离子含量变化

4．3．4 硫酸根离子含量的变化

4．3．5 CODCr含量的变化

4．3．6 悬浮物含量的测定

4．3．7 废水的循环次数对蓝湿皮外观的影响

4．3．8 鞣制皮的总铬浓度与循环次数的关系

4．4 中性盐回用中需要注意的问题

4．5 本章小结

5 铬泥的资源化利用研究

5．1 主要实验仪器和实验试剂

5．1．1 主要实验仪器

5．1．2 主要实验药品

5．1．3 实验用原料

5．2 实验原理

5．3 实验方法

5．3．1 铬泥的预处理

5．3．2 铬泥基本成分含量的测定

5．3．2 铬泥酸溶解实验

5．3．3 铬鞣剂的鞣制性能试验

5．4 实验结果与讨论

5．4．1 铬泥各组分含量分析

5．4．1 溶解铬泥所用酸的选择

5．4．2 不同浓硫酸和水的质量比对铬泥处理效果的影响

5．4．3 不同浓硫酸和铬泥的质量比对铬泥处理效果的影响

5．4．4 不同作用时间的选择对铬泥处理效果的影响

5．4．5 反应温度对处理效果的影响

5．4．6 铬鞣剂的鞣制性能检测

5．5 本章小结

6 结论

7 展望

参考文献

9 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢