・258 ・化学世界 中性硫化物沉淀法处理含镍、铬废水的实验研究 郑光宁，刘逸飞，朱晓燕，徐敬成，金兆峰（同济大学环境科学与工程学院，上海，） 关键词：中性硫化物沉淀；镍离子；铬离子 金属镍和铬是国际上公认的致癌物，镍经过一系列环境迁移转化后可进入食物链，对人体健康造成不良影响；在各种铬化合物中，以O r(VI)毒性最强，能使血液中的蛋白质沉淀，破坏生物体的新陈代谢[1]。因此，有效去除废水中的镍和铬极为必要。工业处理含镍、铬废水的传统方法是化学沉淀法，虽然能有效去除废水中的镍和铬离子，但也存在一些缺点。 例如对于镍离子，处理后的溶液碱性太强，不能直接排放，必须将上层清液移至中和池，用酸中和至pH6～9后才能排放[4]，因此需要建设中和池，占地面积大，增加了处理成本。对于铬离子，由于必须用酸处理设备和土建设施，废水的pH值必须在酸、碱之间来回调节，增加了投资运行成本和操作难度。本文对中性硫化物沉淀法处理含镍、铬废水进行了试验研究。该方法在处理含镍、铬废水过程中，都是在中性条件下操作，因此在实际应用中，设备和土建设施不需要用酸处理，废水的pH值也不需要在酸、碱之间来回调节，可以降低药剂成本，简化操作。
1反应原理传统沉淀法之所以要先调节pH为2～3，是因为Cr6+在酸性条件下具有很强的氧化性，其氧化还原电位远高于相同条件下还原剂的氧化还原电位，因此在酸性条件下Cr6+很容易被还原为Cr3+。但研究发现，在Fe2+的催化作用下，硫化物在中性条件下能很快将Cr6+还原为Cr3+并生成Cr(OH)3沉淀，而Fe2+则转化为Fe(OH)。该反应在几秒钟内就能很快完成，而传统沉淀法在酸性条件下则需15min以上才能完成反应。反应方程式为：3S2_ + 6Fe2+ + 4CrOi~ + 16H20-。 ６ Ｆ ｅ（ Ｏ Ｈ ） ＋ ４ Ｃ r （ Ｏ ｝ Ｉ ）３ － Ｆ ３ Ｓ ＋ ２ ０ Ｈ －由于大多数金属氢氧化物的溶解度随pH的升高而增大，甚至在更高的pH下都能溶解，因此采用氢氧化物沉淀法去除金属离子有一定的局限性。而中性硫化物沉淀法由于硫离子在与重金属的反应过程中表现出很大的反应性，生成的金属硫化物具有在很宽的pH范围内溶解度极小的优点，对金属离子有很好的去除效果。
在298 K温度下，1-NiS、2-NiS和7-NiS的溶度积常数比Ni(0H)小得多，见表1。因此溶液中主要生成NiS沉淀；由于Cr(0H)的酸碱性很弱，铬盐很容易水解，在水溶液中不可能生成铬的弱酸盐。Cr:S在水溶液中立即水解生成Cr(0H)和HS，因此铬离子最终以Cr(0H)沉淀形式出现[6]。表1 几种化合物的溶度积常数1.1 化合物的溶度积常数1.1 NiSp NiSy NiSNi(0H) 23.2 X 10 —191. Ｘ １０ —２ ４２ ． ０ Ｘ １０ —２ ６５。 ４ ８ Ｘ １０ —１ '２ 试验研究 2.1 试验水 试验水现场配制，称取0.56 g铬酸钾、18.75 g碳酸镍，溶解于50 L水中，配制含铬3.1 mg/L、含镍132.6 mg/L的水样，调节pH为7.2。 2.2 试验方法 2.2.1 FeSO4与组合最佳投加量的确定 将配制好的原水放入六联混凝混合器中混合，投加。
进行了4组不同Na：S投加量（0.16、0.20、0.23、0.27 g/L）的实验，每组实验中每1000 mL水中添加一定量的Na。 Ｓ，ＦｅＳＯ 用量分别为（１３．６８ 、１６．７２ 、１８．２４ 、１９．７６ 、２１．２８ 、２２．８ 、２４．３２ 、２５．８４ ｒａ ｇ／Ｌ），在搅拌速度为 ３００ ｒ／Ｌ下快速搅拌 １ｍｉｎ，在快速搅拌后、慢速搅拌前加入 ＰＡＭ １０ ｍ ｇ／Ｌ，在搅拌速度为 ３０ ｒ／Ｌ下慢速搅拌 １５ ｍｉｎ，静置 ３０ ｍｉｎ，取上清液测定浊度、总镍、总铬、总铁，比较不同 Ｎａ Ｓ和 ＦｅＳＯ用量对Ｓａｍ（摘要）的影响。 治疗效果，确定最佳用药剂量。