含铬废水的处理方法.docx
可采用WORD格式编辑专业资料，整理含铬废水的处理方法（焦翠华，山东师范大学，济南） 摘要：本文简要介绍了含铬废水的来源、性质及危害。 处理含铅废水的工艺方法有吸附法和萃取法。 以及液膜法等物理方法。 对化学还原法、沉淀法、铁屑、铁粉、铁氧体处理等化学法和生物法进行了比较分析。 对上述方法的优点和缺点进行了研究。 介绍了含铬废水处理的研究新动态及其应用前景。 做出了展望。 对其原理、工艺流程、优缺点等进行了详细评述。 关键词：含铬废水； 治疗方法。 含铬废水的来源、性质及危害。 铬及其化学品广泛应用于冶金、化工、选矿、电镀、铬生产、颜料、医药、轻工、纺织等工业。 铬盐、铬化合物的生产等一系列工业会产生大量的含铬废水。 铬化合物以二价（如CrO）和三价（如Cr2O3）形式存在，但三价和六价化合物是最常见的。 六价铬的毒性最大，约为三价铬的一百倍，其次是三价铬，而二价铬和铬本身的毒性很小或没有。 铬化物可通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，主要积聚在肝脏、肾脏、内分泌系统和肺部。 毒理作用是影响体内物质的氧化、还原和水解过程，并与核酸、核蛋白结合，影响组织中的磷含量。 铬化合物具有致癌性。 水中的铬会积聚在鱼骨中，毒性更大。
3.0mg/L浓度即可导致淡水鱼死亡； 0.01mg/L的浓度即可引起某些水生生物产生Cr[1]。 如果用含铬污水灌溉农田，铬会在植物体内积累，杀死土壤中的有机物，抑制水体的自净作用，抑制消化，导致农业减产。 因此，各国对排放废水、渔业水质、农田灌溉水质、地表水和饮用水的铬含量都有严格的规定。 我国已将六价铬规定为实施总量控制的指标之一，并规定工业废水中六价铬的最高浓度为0.5毫克/升，总铬的最高浓度为1.5毫克/升，并且必须不采用稀释法代替必要的处理； 饮用水中铬含量不得超过0.05mg/L 化学法 2.1 化学还原沉淀法 还原沉淀法是目前广泛采用的含铬废水处理方法。 基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原6+3+剂，将Cr还原为Cr，然后在碱性条件下加入石灰或氢氧化钠生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。 。 可以使用的还原剂有：SO2、FeSO4、、Fe等。还原沉淀法具有一次性投资小、运行成本低、处理效果好、操作管理简单等优点，因而被广泛应用。用过的。 然而，在使用该方法时，还原剂的选择是一个关键问题2.1。 还原法（1）基本原理：在酸性条件下，向含铬废水中添加还原剂，将水中的Cr还原为Cr3+，生成不溶性的Cr(0H)++(SO4)3++(SO4)3+( OH) 3+(2) 技术条件 Cr 还原 Cr 的还原率取决于反应时间、废水 pH 值、还原剂用量等因素。
废水pH值和反应时间对Cr还原效果的影响如图1所示[4]。 可编辑WORD格式整理专业资料 6+ 还原效果的影响 图1 pH值和反应时间对Cr的影响 结果表明，废水的低pH值有利于Cr的还原，而在pH 3时，反应速度变得非常慢。 考虑到pH值过低会消耗大量酸，增加处理成本，并且给设备和管道的防腐带来麻烦，在实际生产中，pH值应控制在2.5～3.0之间。 足够的还原剂用量是Cr用量增加30%~60%[4]。 完全还原的必要条件。 由于废水中其他杂质的影响，实际投加量高于理论Cr(OH)3投加量。 沉淀的 Cr(OH)3 是两性的。 当pH值过高(pH9)时，生成的Cr(OH))3会再次溶解； 如果pH值太低(pH5.6)，则会沉淀[5]。 可以看出，在pH值之间，Cr(OH)3沉淀最完全，不能出现沉淀。 溶液pH值对Cr(OH)3沉淀效果的影响如图2所示。溶液中残留的Cr最少。 实际生产中，控制pH2 pH值对Cr(OH)沉淀的影响。 沉淀剂选择 沉淀剂有石灰、NaOH等，其优缺点见表1。 沉淀剂类型比较 优点 缺点 NaOH用量少，污泥纯度高，成本高，过滤困难，易于回收 石灰价格便宜，污泥来源多，回收困难，过滤性能好，进料方便，反应时产生CO2，操作条件较差 2.1.—石灰法 FeSO4—石灰法是处理含铬废水的成熟方法，适用于含铬量高的废水铬浓度。
优点是化学品来源易，方法简单，处理效果好； 缺点是占地面积大，污泥量大，出水色度高，适合小型工厂。 反应原理为： (1)酸化还原(pH2～3)++=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O (2)碱化沉淀(pH8.5～9.O)Cr2(SO4)3 +3Ca(OH)2=2Cr(OH)3+主要工艺设计参数为b． 还原剂用量Cr：=1：25～1：30； C。 反应时间不应少于30分钟。 2.1.3 SO2 还原法 二氧化硫还原法设备简单，效果良好。 处理后六价铬含量可达0.1mg/L。 然而，二氧化硫是一种影响操作人员的有害气体。 处理池需通风。 另外，对设备腐蚀性强，铬酸不能直接回收。 烟气中的二氧化硫处理铬（VI）废水，充分利用资源，以废处理，节省处理成本，但上述问题也存在。 反应原理如下： 可采用WORD格式编辑专业信息。 反应原理为：3SO2+Cr2O7+2H+=Cr=Cr(OH)20Cr。 工艺流程图如图3所示： 还原法工艺流程图 2.2 铁氧体法6+可还原为Cr。 铁氧体法实际上是硫酸亚铁法的发展。 当含铬废水中加入废铁粉或硫酸亚铁时，重新加热Cr，加入碱，搅拌空气。 成为铁素体、Cr析出物的成分。
铁氧体是指由铁离子、氧离子和其他金属离子组成的氧化物。 具体反应为： Cr2O7+6Fe2++14H+=2Cr+7H202++FeFe3++Cr3++O3+[Fe2=Fe2+Cr3+Fe1-x]O4 铁素体法不但具有还原法一般的优点，而且它的特点是铬污泥可以用来制造磁铁和半导体，这不仅可以制造铬[7]。 但铁氧体法还需要投入试剂进行回收，减少了二次污染的发生。 出水水质良好，能够满足排放标准。 它消耗能量高，不能单独回收有用金属，且具有处理成本高的缺点。 2.3铁屑和铁粉处理方法。 铁屑和铁粉因其易得且价格低廉，可有效处理含铬（VI）重金属废水。 但该方法耗酸较多（电镀厂可利用车间产生的废酸），同时污泥量大，铁屑处理含铬废水有多种作用：（1）减量。 由于铁屑含有杂质，因此它们具有与铁不同的潜力。 铁作为阳极溶解并给出电子变成二价。 铁离子、电子转移到阴极并被Cr2O7+3+2-H2吸收。 阴极叉处产生的二价铁离子还原Cr2O7； (2)置换，将废水中比铁电位正的金属用金属铁粉置换。 （3）混凝作用，反应生成的氢氧化铁本身就是混凝剂，有利于氢氧化铬等的最终沉降； (4)中和作用，由于反应中消耗了过多的酸，随着反应的进行，pH值不断升高，导致Fe铁氧化物沉淀； (5)吸附。 经过X射线痕量分析，铁粉表面可见吸附的金属，因此认为铁粉具有吸附作用。 2.4 钡盐利用溶解产物法 其原理是在含铬废水中添加钡盐或溶解度积大于铬酸钡的易溶的钡化合物，使铬酸根与钡离子形成溶解度很小的铬酸钡沉淀。去除铬酸盐自由基的产品。
然后将废水中残留的Ba通过石膏过滤，形成硫酸钡沉淀，然后使用微孔过滤器分离沉淀物[9]。 反应性BaCO3++CO2+H2O2++CaSO+Ca 钡盐法的优点是工艺简单，效果好。 处理后的水可用于电镀车间的水洗工序，还可回收铬酸再生BaCO3； 其缺点是用于过滤的微孔塑料管加工复杂，易堵塞，清洗不方便，加工工艺复杂。 2.5 电解还原法 6+3+ 电解还原法是铁阳极在直流电作用下不断溶解，产生亚铁离子。 在酸性条件下，Cr还原为Cr的反应为[10]： 阳极反应：WORD格式可编辑 专业资料编译-2+(1) Fe-2eFe Cr207 +6Fe2++14H+2Cr +7H20(2) CrO4 +3Fe2++8H3++3Fe Cr20(3) 阴极反应：++2e 2H H2(4)由于废水中的氢离子不断减少，因此pH值会不断上升。 当Cr的pH值在7～10.5之间时，它会与氢氧化物解离，合成Cr(OH)3沉淀，从而抑制pH值的上升，使废水中的铬元素分离出来。 除了Fe的还原作用外，还有WORD格式，可编辑专业信息，组织Cr(OH)3的冷凝吸附，提高固液分离率。
废水的pH值、电极板间距、加盐量、反应温度和时间、电极板间电压等都是影响该方法处理效果的重要因素，在处理时必须考虑。该项目。 该反应采用普通钢板作为阴极和阳极。 板之间的距离越小，处理废水所消耗的电力就越少。 在废水中加盐可以增加电导率，降低电耗。 但采用小极距（20mm以下）处理低浓度废水（含铬50mg/L以下）时，可以不加盐。 采用电解处理含铬废水的优点是效果稳定可靠、操作管理简单、设备占地小，而且还可以通过电解降低废水中的重金属离子。 缺点是耗电量大、消耗钢板、运行成本高、泥沙综合利用等问题有待进一步解决。 3.物理化学方法 3.1 膜分离法 膜分离法采用选择渗透膜作为分离介质。 当膜两侧存在一定的驱动力（如压力差、浓度差、电位差等）时，原料侧的组分具有选择性透过性。 通过膜达到分离去除有害成分的目的。 目前工业上应用比较成熟的工艺有电渗析、反渗透、超滤、液膜等。 其他方法如膜生物反应器、微滤等仍处于基础理论研究阶段，尚未实现工业化应用。 电渗析法是在直流电场作用下，利用电势差作为驱动力，利用离子交换膜的选择透过性来净化废水。 反渗透法是在一定的外部压力下，通过溶剂的扩散来实现分离的。 超滤也是一种通过静压差驱动分离溶质的膜过程。
液膜包括无载体液膜、载体液膜、浸渍液膜等。当液膜分散在电镀废水中时，移动的载体在膜外相界面选择性地络合重金属离子，然后在膜中扩散。液膜，在膜内界面解络，重金属离子进入膜内相富集，移动载体返回膜外相界面，如此过程持续进行，废水得到净化。 膜分离的优点：能量转化率高、装置简单、易操作、易控制、分离效率高。 但投资大、运行成本高、膜寿命短。 主要用于回收高附加值物质，如黄金。 3.2 离子交换法离子交换法是利用离子交换器上的离子与水中的离子发生交换反应来去除水中的有害离子。 离子交换树脂目前广泛应用于水处理。 对于含铬废水，首先调节pH值，沉淀部分Cr后再进行处理。 废水经过H次交换树脂层，使废水中的阳离子交换成H并成为相应的酸，然后OH型阴离子交换成OH，与剩余的+结合生成水。 吸附后，饱和离子交换树脂用NaOH再生。 树脂失效后，用NaOH使树脂再生：