电解法处理高浓度含铬废水回收铬的研究

2011 年 12 月第 11 卷第 6 期安全与环境学报安全与环境学报 V 01. 11N 0. 62011 年 12 月文章编号: 10 0 9 . 6 0 9 4 ( 20 11 ) 0 6 —0 0 4 3 —0 3电解法从高浓度含铬废水中回收铬的研究*雷迎春 ( 太原理工大学环境与安全工程系，太原 030 0 0 8 )摘要:采用电解法处理质量浓度为 2. 6 ～10 . 4s/L 的含铬废水，研究了电解电流、电解时间、NaCI、H2SO4 对去除率的影响。结果表明:NaCI能提高溶液电导率,穿透阴极表面生成的致密的Cr(OH)膜,从而降低阴极极化;同时能活化铅阳极表面生成的PbO膜,降低阳极极化。在溶液中添加NaCI可提高Cr(VI)的去除率。最佳工艺条件为:Cr(VI)质量浓度7.8g/L,电解电流1.4A,电解时间10min,NaCI加入量2g,H2SO4加入量2mL,温度25℃。

此时Cr（VI）的去除率为99.9%。关键词：环境工程；电解；高浓度含铬废水；去除率；正交试验；最佳工艺条件文献编号：X703.1文献编号：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｎ．１００９—６０９４．２０１１．０６．０１１０引言镀铬层性能优异，有三大优点：1）极高的硬度和耐磨性，镀在工件表面可以提高其耐磨性，延长使用寿命；2）本身耐腐蚀，可提高镀件的耐腐蚀性能；3）作为防护和装饰性镀铬层，广泛应用于汽车、自行车、家用电器、日用五金制品、仪器仪表等行业。但镀铬废水中含有大量的Cr（VI），处理起来比较困难，限制了镀铬层的应用。国内外对镀铬废水的处理经历了化学法（1-1）、离子交换法[4-18]、气浮法[12]、生物法[13]等几个阶段，有效地控制了电镀行业的水污染。但这些方法处理的废水质量浓度较低（<500 mg/L），且工艺复杂，投资费用高，需投加化学药剂，污泥量大，处理费用高。近年来，一些关于高水质浓度含铬废水处理的研究报道，有采用生物法（1570 ms/L）、利用FeSO4/H2O2形成试剂的催化氧化法（2959 ms/L）。

但这些方法处理时间较长(生物法)，而且需要后续工序对铬渣的提取(沉淀法、用试剂催化氧化法)，不同程度地影响了工业生产。针对以上问题，本文研究了Cr(VI)质量浓度为2.6～10.4s/L废水的电解处理，通过电解处理强酸性、高质量浓度的含铬废水，将Cr(VI)还原为C、+和纯铬，然后以Cr(OH)形式去除Cr(VI)，沉淀，同时回收纯铬。1实验1.1原理根据法拉第定律ＡＷ＝Ａ＝ｚｚｘdＩt＝１·２４×１０／１，Ｘｈ，可以严格计算出还原Cr(VI)所需的电量。对于高浓度。５×』．ｙＯ）Ｉｃｒ（Ⅵ）水中，Ｃｒ（Ⅵ）含量测定结果为２０１１＠１２６。玉米。５×』．ｙＯ）Ｉｃｒ（Ⅵ）水中，Ｃｒ（Ⅵ）含量测定结果为２０１１＠１２６。玉米。５×』．

００３＋Ｈ２０＝０２０＋２Ｈ＋２Ｅ＋（１）在pH值为2.０～6的稀溶液中。０， Cr ２０；一＋Ｈ２０＝２ＨＣ r ０４－＝２Ｈ＋＋２ＣＲＯ］４一（２）电解处理含铬废水时，溶液 pH 值小于 3. ０时，主要阳极反应为 2Ｈ７０＝０２０＋４Ｈ＋＋４ｅ一（３）主要阴极反应为 c r ２０；一＋１４Ｈ＋＋６ｅ一＝２Ｃ００３＋Ｈ２０＝０２０＋２Ｅ＋（４）Ｈ２０（５） c r ３＋＋３０Ｈ一＝Ｃ r （ＯＨ）＋（６）由于阴极表面附近有大量氢气放出，由于液相传质问题，导致阴极表面附近pH值升高，当pH>3.0时，Cr（Ⅵ）开始还原，纯铬沉积在阴极表面。Ｃ r o ｉ一＋８Ｈ＋＋６ｅ一＝Ｃ r ＋４Ｈ２０（７）此反应的电极电位为０.００９８６１９［Ｃ黼一］＋０．００９８６ＰＨ（８）１．２．设备与仪器阴极材料为18-8不锈钢。

主要仪器：DH 1716-2D 中功率直流电源，北京大华无线电仪器厂；721 分光光度计，上海光学仪器厂等。1.3 实验方法本文采用模拟废水，以 CrO2 (分析纯)和蒸馏水配制，Cr(VI)质量浓度为 2.6～10.4 g/L。每次试验做 3 个平行，试验温度为 25 ℃。根据国家电镀污染物排放标准(-2008)，Cr(VI)最高允许排放质量浓度为 0.2 mg/L。采用二苯碳酰二肼分光光度法测定废水中 Cr(VI)的质量浓度[6]。采用正交设计表L16(45)设计电解工艺条件及添加剂,影响因素及水平列于表1。2结果与讨论2.1正交试验结果正交试验结果如表2所示。2.2结果与讨论本次正交试验影响因素较多,用方差分析法测得的实验数据误差过大,因此本文采用极差值法对各因素的作用进行分析,并对其影响大小进行排序,进而得到最佳工艺条件。表1正交设计因素及水平