《六价铬》-精选课件(公开).ppt
六价铬废水处理方案设计目录 六价铬废水来源、性质及危害 处理方法一览 方法选择及处理工艺选择理由 六价铬废水来源、性质及危害 铬及其化合物在工业上的用途十分广泛，冶金、化工、矿山工程、电镀、铬生产、颜料、制药、轻工和纺织等一系列行业，铬盐和铬化合物都会产生大量的含铬废水。铬的化合物以二价(如CrO)、三价(如Cr2O3)和六价(如CrO3)的形式存在，但以三价和六价化合物最为常见。六价铬的毒性最强，约为三价铬的100倍，其次是三价铬，而二价铬和铬本身毒性很小或没有毒性。铬化合物可经消化道、呼吸道、皮肤黏膜侵入人体，主要蓄积在肝脏、肾脏、内分泌系统和肺脏中。其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，影响组织中磷的含量。铬化合物有致癌作用。水中的铬可在鱼的骨骼中蓄积，此时Cr3+的毒性大于Cr6+。浓度为3.0mg/L时对淡水鱼有致死作用；浓度为0.01mg/L时可杀死部分水生生物，并抑制水体的自净作用。若用含铬污水灌溉农田，铬会在植物中蓄积，土壤中有机物的消化会受到抑制，导致农业减产。因此国家对排放废水中的铬含量、渔业水域水质、农田灌溉水质、地表水和饮用水等都有严格的规定。
我国已将六价铬作为实施总量控制的指标之一，并规定工业废水中六价铬最高浓度为0.5mg/L，总铬最高浓度为1.5mg/L，不得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。处理方法一览1.化学法1.加药剂还原沉淀法还原沉淀法是目前处理含铬废水应用最广泛的方法。其基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂，将Cr6+还原为Cr3+，再加入石灰或氢氧化钠，在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。可选用的还原剂有：SO2、FeSO4、Fe等。还原沉淀法一次性投资小，运行费用低，处理效果好，操作管理简单，故被广泛应用，但使用此法时，还原剂的选择是一个至关重要的问题。2、FeSO4—石灰法FeSO4—石灰法是处理含铬废水的成熟方法，适用于铬浓度较高的废水。优点是药剂来源易，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，适用于小型工厂。3、SO2还原法二氧化硫还原法设备简单，效果好，处理后六价铬含量可达0.1mg/L。但二氧化硫是有害气体，对操作人员有影响，处理池需有通风设备，另外对设备腐蚀性强，不能直接回收铬酸。
利用烟气中的二氧化硫可处理含铬废水，充分利用资源，以废治废，节省处理费用，但也存在上述问题。处理方法一览 4、铁氧体法 铁氧体法实际上是硫酸亚铁法的发展。在含铬废水中加入废铁粉或硫酸亚铁，可使Cr6+还原为Cr3+，经加热、加碱、通空气搅拌后，成为铁氧体的组分，而Cr3+则转化成尖晶石结构的铁氧体晶体而析出。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。 5、铁屑、铁粉的处理 铁屑、铁粉易得，价格便宜，因此对处理含铬等重金属废水很有效。但此法耗酸量大(电镀厂可利用车间产生的废酸)，污泥量大。铁屑对处理含铬废水有多种作用：（1）还原。由于铁屑中含有杂质，其电位与铁不同。铁作为阳极溶解，给出电子变成二价铁离子，电子转移到阴极被-和H+接受变成Cr3+和H2，在阴极生成的二价铁离子还原-；（2）置换。废水中电位比铁正的金属离子与金属铁屑发生置换作用；（3）混凝。反应生成的氢氧化铁本身是一种混凝剂，有利于氢氧化铬等的最后沉淀；（4）中和。由于该反应要消耗大量的酸，随着反应的进行，pH值不断上升，使Fe以氢氧化铁的形式沉淀下来；（5）吸附。通过X射线显微分析，可以看到铁粉表面有吸附金属，因此认为铁粉具有吸附作用。
处理方法列表 6、钡盐法 利用溶度积原理，在含铬废水中加入溶度积大于铬酸钡的钡盐或可溶性钡化合物，使铬酸根和钡离子生成溶度积很小的铬酸钡沉淀，从而除去铬酸根。然后经石膏过滤废水中残留的Ba2+，生成硫酸钡沉淀，再用微孔过滤器分离沉淀。 7、电解还原法 电解还原法是在直流电作用下，铁阳极不断溶解，产生亚铁离子，在酸性条件下，Cr6+还原为Cr3+ 处理方法列表 二、物理化学方法 1、膜分离法 膜分离法采用选择透过性膜作为分离介质。当膜两侧有一定的推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分有选择地透过膜，达到分离去除有害组分的目的。目前工业上应用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、微滤等还处于基础理论研究阶段，尚未在工业上应用。电渗析是在直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，以电位差为推动力净化废水的过程。反渗透是在一定的外压下，通过溶剂的扩散实现分离的膜过程。超滤也是在静压差的推动下分离溶质的膜过程。液膜包括无载体液膜、含载体液膜、浸渍液膜等。当液膜分散于电镀废水中时，移动载体在膜外相界面选择性地络合重金属离子，然后在液膜中扩散，在内膜界面解络合，重金属离子进入膜内相富集，移动载体又回到膜外相界面。此过程继续进行，废水得到净化。
膜分离的优点：能量转化率高、设备简单、操作方便、容易控制，分离效率高。但投资大，运行费用高，膜的寿命短，主要用于回收高附加值物质，如金等。处理方法列表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离子发生交换反应，去除水中有害离子。目前，水处理中广泛使用离子交换树脂。含铬废水在处理前，先调节pH值，析出一部分Cr3+。废水通过H型阳离子交换树脂层，将废水中的阳离子交换成H+成为相应的酸，再经OH型阴离子交换成OH-，与余下的H+结合生成水。吸附饱和后的离子交换树脂用NaOH再生。 3.吸附法吸附剂由于具有巨大的比表面积和表面能，能将废水中的金属离子吸附固定。吸附剂对水量和水质变化的抵抗力强，吸附后可再生，不易造成二次污染，来源广，价格低廉，因而具有良好的经济效益。根据水质和污染物的具体情况，合适合理地选用吸附剂，可达到良好的净化效果。国内也有人用吸附剂淀粉渣铁处理含铬废水，实验证明其有良好的吸附性能。处理方法列表3.其他处理方法1.黄药法20世纪70年代，美国研制出了一种新型难溶性重金属离子去除剂ISX，使用方便，水处理费用低廉。
ISX不仅能去除多种重金属离子，在酸性条件下还能将Cr还原为Cr，但其稳定性差。不溶性淀粉黄原酸盐去除铬的效果很好，去除率可达99%，且残留物稳定，不会造成二次污染。2.光催化法光催化法是近年来在水中污染物处理中发展较快的一种新方法，特别是利用半导体作催化剂处理水中有机污染物，已有很多报道。利用半导体氧化物（ZnO/TiO2）作催化剂，以太阳光为光源，处理电镀含铬废水，经太阳光照射90分钟（1182W/m2）后，六价铬被还原为三价铬，然后三价铬以氢氧化铬的形式被去除，铬的去除率很高。该工艺简单，处理效果好，沉渣量少，但半导体材料来源困难，在一定程度上限制了它的应用。但随着纳米材料的开发和研究，它的应用前景十分广阔。处理方法一览3、槽边循环化学漂洗法该技术是在电镀生产线后设置回收槽、化学循环漂洗槽和水循环漂洗槽，处理槽设置在车间外。镀件在化学循环漂洗槽中用低浓度的还原剂(亚硫酸氢钠或水合肼)漂洗，使带出液的90%还原，然后镀件进入水漂洗槽，化学漂洗后的溶液不断流回处理槽，不断循环。在处理槽内进行碱沉淀，其污泥排放周期很长。广州电气科学研究院开发了适用于各类电镀废水的三种槽边循环化学冲洗处理工艺，中水回用率可达95%以上，且具有投药量少、污泥少、纯度高的优点。
有时也采用槽边循环与车间循环相结合的方式。 4、水泥基固化法 此法对废渣进行处理和中和，对于暂时无法处理的有毒废物，可采用固化技术，将有害的危险物质转化为无害物质，作为最终处置方法。这样，可防止废渣的有毒离子在自然条件下再次进入水体或土壤，造成二次污染。当然，用这种方法处理的水泥固化块中六价铬浸出室的六价铬含量很低。 方法选择与处理工艺 选择铁氧体法的原因 此法投资少，设备简单，污泥可综合利用，污泥可作硅钢片、粉末冶金、铸石、抗干扰材料等。 在含铬废水中，加入FeSO4，使Cr6+→Cr 3+，然后加碱，通入空气，加热到60～80℃。经过长时间的曝气充氧，Cr3+成为铁氧体的组分，转化成类似尖晶石结构的铁氧体晶体析出。进入晶格后，Cr3+极其稳定，在自然条件下或酸性、碱性条件下都不会被水溶解，因此不会造成二次污染，有利于污泥处理。LOGO * LOGO