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含铬废水的常见处理方法

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时间:2022-08-08 16:14:18

  在冶金、电镀等过程中会有含铬废水产生。铬在自然界中以多价态形式存在(-2~6价),在水体中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)形式存在。

  经我们研究表明:在还原性条件下,Cr主要为Cr(Ⅲ),以Cr(OH)3和Cr2O3形式存在,易被配合沉淀去除;但Cr(Ⅲ)在空气中暴露即被氧化成Cr(Ⅵ)并稳定存在于水体中,主要以HCrO-、CrO2-形式存在。Cr(Ⅵ)的氧化能力较强,进入人体后,可对人体细胞进行氧化,对呼吸道、消化黏膜等有刺激作用,是致癌物之一。目前,溶液中的Cr(Ⅵ)主要采用化学还原法、吸附法、离子交换法等进行去除。

  化学还原法是通过加入还原剂将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),再通过混凝或中和沉淀法分离去除。目前使用较多的还原剂有硫酸亚铁、焦硫酸钠、硫化铁等。

  经我们采用硫酸亚铁还原天津某电镀厂含Cr(Ⅵ)废水。在pH=3条件下,控制不同的n(Cr6+)/n(Fe2+)加入七水合硫酸亚铁固体,反应30min并调节废水pH=7~8,静置取上层清液测

  定铬质量浓度并计算每吨水所得污泥质量(干)。若不用亚铁盐还原而直接加碱中和,则废水中铬去除率仅为21.35%,说明废水中的铬大部分以Cr(Ⅵ)形式存在,直接中和无法去除;而随硫酸亚铁加入,铬去除率明显提高,当(Cr6+)/n(Fe2+)=1/2时,铬去除率已达99.65%,Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ),通过调节pH在7~8范围内可生成氢氧化铬沉淀而被去除。此外,亚铁盐被氧化为铁盐,水解生成氢氧化铁。生成的氢氧化铁可吸附Cr(Ⅲ)一同沉淀,进一步去除Cr(Ⅲ)。

  我们研究了用焦亚硫酸钠处理含铬废水。在pH=2~3条件下,焦硫酸根与铬离子发生如下还原反应:

含铬废水的常见处理方法

  六价铬质量浓度可由200~500mg/L降低至《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)对总铬的限值(0.5mg/L)要求。

  另外,对比研究了硫酸亚铁和焦亚硫酸钠还原六价铬的利弊。结果表明:硫酸亚铁在还原Cr(Ⅵ)时,药剂添加量大,且生成氢氧化铬和氢氧化铁两类沉淀物,污泥量大;而用焦亚硫酸钠处理后,废水清亮,污泥量少(减小81.8%),而药剂添加量仅为硫酸亚铁的18.1%;但焦亚硫酸钠在使用过程中需要加入大量浓硫酸,且易产生二氧化硫,对空气造成污染;此外,硫酸根的生成会大大增加水体中盐的含量,在废水零排放要求下,脱盐成本增加。

  废水中铬含量不高时,可采用吸附法深度去除。北京赛科康仑环保科技有限公司针对预处理后总铬质量浓度为4.76mg/L的电镀废水,用自主研发的KL-CrH1吸附材料进行深度吸附脱除铬,连续运行5h后,出水中铬质量浓度低于0.1mg/L。此方法操作简便,吸附效果较好,吸附材料无需再生,应用前景较好。

  我们研究室温下活性炭吸附去除Cr(Ⅵ)的效果,获得吸附平衡时间为5h,Cr(Ⅵ)去除率可达98%以上,其吸附过程符合Freundlich吸附等温方程。方金鹏[16]研究了以壳聚糖和不溶性腐殖酸负载改性沸石为吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,结果表明,混合了不溶性腐殖酸的复合吸附剂吸附容量更大,适用于高质量浓度(ρ(Cr(Ⅵ))>100mg/L)含铬废水的处理。

  我们用活性炭包裹硅砂或玻璃纤维获得多孔碳-硅砂/玻纤复合材料,这种材料吸附铬后可回收用作玻璃着色剂,解决了活性炭质量轻、富集铬后对环境造成二次污染的问题;此材料对Cr(Ⅵ)的吸附率可达90%以上。生物质废弃物柚子皮也可作为吸附材料,其表面纤维状物质内存在细微孔道,比表面积巨大,可用于吸附除铬[18-19],其对Cr(Ⅵ)的吸附去除率在91%以上。废弃物的资源化利用是未来环保行业的发展趋势。