本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法。

背景技術(shù)：

目前，由于鉻及其化合物在實(shí)際中的大量應(yīng)用，我國(guó)大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)室常常會(huì)做與鉻有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究其物化性質(zhì)、去除規(guī)律、毒性實(shí)驗(yàn)等等，若實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水若未經(jīng)處理排放則會(huì)成為一個(gè)高濃度的集中污染源，因此實(shí)驗(yàn)室廢水中的六價(jià)鉻也是值得我們關(guān)注的一個(gè)污染源。

目前，含cr(vi)廢水處理方法主要包括化學(xué)還原法、離子交換法、膜分離法、吸附法、萃取法等，但這些處理方法都有一定的局限性?；瘜W(xué)還原法是一種常用的方法，但是，處理含鉻廢水會(huì)產(chǎn)生大量的難于處理的沉渣污泥，如果對(duì)沉渣污泥處理不好將產(chǎn)生二次污染。離子交換法處理工藝較為復(fù)雜，且成本高，一次投資大，占地面積大，會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的再生廢液，處理周期較長(zhǎng)，有機(jī)物的存在會(huì)污染離子交換樹(shù)脂，排出大量含鹽廢水易引起管道腐蝕，普遍適用性差，只適宜于含cr(vi)濃度不太高的廢水處理過(guò)程。膜分離法目前在技術(shù)上還不十分成熟；且膜的成本相對(duì)較高，使用一段時(shí)間需對(duì)其進(jìn)行再生或者更換，操作費(fèi)用較大。吸附法需消耗大量吸附劑，設(shè)備龐大，并且處理的鉻離子僅僅是從廢水中轉(zhuǎn)移到吸附劑中，吸附后吸附劑中的鉻離子脫附(吸附劑的再生)仍存在一定的技術(shù)難度。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：上述方法在處理含六價(jià)鉻廢水的過(guò)程中，要加入大量的藥劑進(jìn)行處理或再生，產(chǎn)生了大量的固廢(或危廢)，增加了處理的成本。實(shí)驗(yàn)室含鉻廢水若未經(jīng)處理排放則會(huì)成為一個(gè)高濃度的集中污染源，現(xiàn)在缺乏一種對(duì)六價(jià)鉻廢水進(jìn)行簡(jiǎn)便高效處理的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：采用納米催化電解電極，在一定的電壓、鹽度條件下，產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基，能將六價(jià)鉻離子還原成三價(jià)鉻，轉(zhuǎn)化率達(dá)到99％以上；由于在電解過(guò)程中僅加入少量(3％)的氯化鈉，且對(duì)環(huán)境無(wú)害；極大地減少了其他方法所需耗用的化學(xué)試劑，是一種綠色環(huán)保的污染治理方法。

一種納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法，所述納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法采用鈦基納米級(jí)貴金屬氧化物涂層陽(yáng)極，在通電的情況下產(chǎn)生化學(xué)活性很強(qiáng)的自由基，將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻，降低六價(jià)鉻污染物的濃度。

進(jìn)一步，所述納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法，具體包括：

取六價(jià)鉻模擬廢水：取適當(dāng)重鉻酸鉀配制成100mg/l的六價(jià)鉻溶液，再稀釋至濃度10mg/l；

加入nacl，保持一定電壓；

通過(guò)納米催化電解法處理一定時(shí)間，將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻。

進(jìn)一步，取六價(jià)鉻模擬廢水，具體包括：

取適當(dāng)重鉻酸鉀于烘箱中120℃烘2小時(shí)后，稱(chēng)取0.2829g，溶解稀釋到1l，配制成100mg/l的六價(jià)鉻溶液；取200ml于2l大燒杯中稀釋至2l，六價(jià)鉻模擬廢水濃度為10mg/l。

進(jìn)一步，加入nacl，加入量為廢水體積的3％，保持電壓為6v。

進(jìn)一步，通過(guò)納米催化電解法處理5分鐘。

本發(fā)明另一目的在于提供一種納米催化電解儀。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：本方法分析了納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含鉻廢水，及其中六價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化效率及規(guī)律，同時(shí)獲取到高效的鉻廢水處理方法。本工藝設(shè)備構(gòu)成簡(jiǎn)單，由一塊鈦基納米級(jí)貴金屬氧化物涂層極板、一塊普通鈦基極板和電解器電源組成，將該納米催化電解儀應(yīng)用于含六價(jià)鉻廢水的處理應(yīng)該是創(chuàng)造性的。在處理含六價(jià)鉻廢水過(guò)程中，不需要投加額外的還原劑就能高效的將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻且對(duì)各種條件的廢水都有較好的適應(yīng)性。所需的電壓較小(6v左右)，能耗較小。

本發(fā)明分析了鹽度對(duì)六價(jià)鉻納米催化電解效果存在影響，在其他影響因素不變的條件下，鹽度越高，六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化率越高。

電壓的變化會(huì)導(dǎo)致六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化率的變化，電壓較高時(shí)六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化較快，轉(zhuǎn)化率較大。

隨著電解過(guò)程的進(jìn)行，含鉻廢水的ph有上升的趨勢(shì)，并且初始酸性含鉻廢水電解時(shí)，ph會(huì)較快上升至接近中性，然后逐漸變堿。相對(duì)于堿性原液，酸性和近中性原液電解時(shí)轉(zhuǎn)化較快，電解相同時(shí)間轉(zhuǎn)化率較大。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施提供的納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水若未經(jīng)處理排放則會(huì)成為一個(gè)高濃度的集中污染源，現(xiàn)有缺乏一種對(duì)六價(jià)鉻廢水進(jìn)行簡(jiǎn)便、有效處理的方法。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。

本發(fā)明實(shí)施提供的納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法采用鈦基納米級(jí)貴金屬氧化物涂層陽(yáng)極，在通電的情況下能產(chǎn)生化學(xué)活性很強(qiáng)的自由基：如cl·、h·、o·等，從而達(dá)到降低污染物濃度的目的。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施提供的納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法包括以下步驟：

s101：取六價(jià)鉻模擬廢水：取適當(dāng)重鉻酸鉀于烘箱中120℃烘2小時(shí)后，稱(chēng)取0.2829g，溶解稀釋到1l，配制成100mg/l的六價(jià)鉻溶液；取200ml于2l大燒杯中稀釋至2l，六價(jià)鉻模擬廢水濃度為10mg/l。

s102：保持電壓為6v，加入nacl，加入量為廢水體積的3％。

s103：通過(guò)納米催化電解法處理5分鐘；六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化率達(dá)到100％。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)驗(yàn)室配制六價(jià)鉻模擬廢水(10mg/l)2l，通過(guò)納米催化電解法處理不同時(shí)間，采用分光光度法分別測(cè)定廢水中六價(jià)鉻和總鉻濃度。在不同鹽度、電解電壓和初始ph條件下分析六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化率的變化規(guī)律。見(jiàn)表1、2、3。

表1.不同鹽度下六價(jià)鉻納米催化電解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2.不同電解電壓條件下六價(jià)鉻納米催化電解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3.原液不同初始ph條件下六價(jià)鉻納米催化電解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

下面結(jié)合納米催化電解實(shí)驗(yàn)室含六價(jià)鉻廢水方法對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)驗(yàn)儀器：納米催化電解器電源(tpr-3030d，香港龍威儀器儀表有限公司)，納米催化電解器(廈門(mén)波鷹科技有限公司)，納米催化電解電極極板尺寸：長(zhǎng)×寬＝25cm×10cm，板間距1.5cm，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(uv-5200，上海元析儀器有限公司)。

下面結(jié)合操作過(guò)程對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

1、不同鹽度條件下納米催化電解六價(jià)鉻的效果：

取適當(dāng)重鉻酸鉀于烘箱中120℃烘2小時(shí)后，稱(chēng)取0.2829g，溶解稀釋到1l，配制成100mg/l的六價(jià)鉻溶液，取200ml于2l大燒杯中稀釋至2l(濃度約10mg/l)，保持電壓為5v，分別在加入30g、60g、90gnacl情況下，通過(guò)納米催化電解法處理不同時(shí)間，測(cè)定廢水中六價(jià)鉻和總鉻濃度，計(jì)算六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如下：

表4.不同鹽度條件下六價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化效率

在鹽度越高的條件下，納米催化電解六價(jià)鉻其轉(zhuǎn)化率越高，但在加入nacl質(zhì)量超過(guò)60g后轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)不明顯，所以綜合選取60g即可。

2、不同電壓條件下納米催化電解六價(jià)鉻的效果

取適當(dāng)重鉻酸鉀于烘箱中120℃烘2小時(shí)后，稱(chēng)取0.2829g，溶解稀釋到1l，配制成100mg/l的六價(jià)鉻溶液，取200ml于2l大燒杯中稀釋至2l(濃度約10mg/l)，加入60gnacl。分別在電壓3v、4v、6v條件下，通過(guò)納米催化電解法處理不同時(shí)間，測(cè)定廢水中六價(jià)鉻和總鉻濃度，計(jì)算六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如下：

表5.不同電壓條件下六價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化效率

在電壓越高的條件下，納米催化電解六價(jià)鉻其轉(zhuǎn)化率越高，可綜合能耗和轉(zhuǎn)化率決定使用電壓。

3、不同電壓條件下納米催化電解六價(jià)鉻的效果

取適當(dāng)重鉻酸鉀于烘箱中120℃烘2小時(shí)后，稱(chēng)取0.2829g，溶解稀釋到1l，配制成100mg/l的六價(jià)鉻溶液，取200ml于2l大燒杯中稀釋至2l(濃度約10mg/l)，加入60gnacl，攪拌均勻分別調(diào)節(jié)溶液ph為4、6、7、8、10，保持電壓6v，通過(guò)納米催化電解法處理不同時(shí)間，測(cè)定廢水中六價(jià)鉻和總鉻濃度，計(jì)算六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如下：

表6.不同初始ph條件下六價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化效率

溶液初始ph為中性或偏酸性時(shí)，六價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化率較高，又可以看出，ph為4、6、7時(shí)轉(zhuǎn)化率相差不大，在處理實(shí)際廢水時(shí)，只要其呈現(xiàn)為中性或酸性都可直接進(jìn)行納米催化電解處理，無(wú)需調(diào)節(jié)ph。

本發(fā)明的設(shè)備構(gòu)成簡(jiǎn)單，由一塊鈦基納米級(jí)貴金屬氧化物涂層極板、一塊普通鈦基極板和電解器電源組成，將該納米催化電解儀應(yīng)用于含六價(jià)鉻廢水的處理應(yīng)該是創(chuàng)造性的。在處理含六價(jià)鉻廢水過(guò)程中，不需要投加額外的還原劑就能高效的將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻，且對(duì)各種條件的廢水都有較好的適應(yīng)性。所需的電壓較小(6v左右)，能耗較小。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。