含鉻廢水處理技術(shù)

電鍍含鉻廢水的鉻的存在形式有Cr6+和Cr3+兩種，其中以Cr6+的毒性大。含鉻廢水的處理方法較多，常用的有化學(xué)法、電解法、離子交換法等。

1、化學(xué)法

電鍍廢水中的六價(jià)鉻主要以CrO42－和Cr2O72--兩種形式存在，在酸性條件下，六價(jià)鉻主要以Cr2O72形式存在，堿性條件下則以CrO42－形式存在。六價(jià)鉻的還原在酸性條件下反應(yīng)較快，一般要求pH＜4，通常控制pH2.5～3。常用的還原劑有：焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵、二氧化硫、水合肼、鐵屑鐵粉等。還原后Cr3+以Cr（OH）3沉淀的佳pH為7～9，所以鉻還原以后的廢水應(yīng)進(jìn)行中和。

（1）亞硫酸鹽還原法

目前電鍍廠含鉻廢水化學(xué)還原處理常用亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉作為還原劑，有時(shí)也用焦磷酸鈉，六價(jià)鉻與還原劑亞硫酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)：

4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4=2Cr2（SO4）3+3Na2SO4+10H2O

2H2CrO4+3Na2SO3+3H2SO4= Cr2（SO4）3+3Na2SO4+5H2O

還原后用NaOH中和至pH=7～8，使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀。

采用亞硫酸鹽還原法的工藝參數(shù)控制如下：

①  廢水中六價(jià)鉻濃度一般控制在100～1000mg/L；

②  廢水pH為2.5～3

③  還原劑的理論用量為（重量比）：亞硫酸氫鈉∶六價(jià)鉻=4∶1

焦亞硫酸鈉∶六價(jià)鉻=3∶1

亞硫酸鈉∶六價(jià)鉻=4∶1

投料比不應(yīng)過大，否則既浪費(fèi)藥劑，也可能生成［Cr2（OH）2SO3］2－而沉淀不下來；

④  還原反應(yīng)時(shí)間約為30min；

⑤  氫氧化鉻沉淀pH控制在7～8，沉淀劑可用石灰、碳酸鈉或氫氧化鈉，可根據(jù)實(shí)際情況選用。

（2）硫酸亞鐵還原法

硫酸亞鐵還原法處理含鉻廢水是一種成熟的較老的處理方法。由于藥劑來源容易，若使用鋼鐵酸洗廢液的硫酸亞鐵時(shí)，成本較低，除鉻效果也很好。硫酸亞鐵中主要是亞鐵離子起還原作用，在酸性條件下（pH=2～3），其還原反應(yīng)為：

H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4=Cr2（SO4）3+3Fe 2（SO4）3+7H2O

用硫酸亞鐵還原六價(jià)鉻，終廢水中同時(shí)含有Cr3+和Fe3+，所以中和沉淀時(shí)Cr3+和Fe3+一起沉淀，所得到的污泥是鉻與鐵氫氧化物的混合污泥，產(chǎn)生的污泥量大，且沒有回收價(jià)值，這是本法的大缺點(diǎn)。其主要工藝參數(shù)為：

①  廢水的六價(jià)鉻濃度為50～100mg/L；

②  還原時(shí)廢水的pH=1～3；

③  還原劑用量一般控制在Cr6+∶ FeSO4·7H2O=1∶25～30

④  反應(yīng)時(shí)間不小于30min

⑤  中和沉淀的pH控制在7～9

（3）鐵氧體法

鐵氧體法實(shí)質(zhì)上是硫酸亞鐵法的演變與發(fā)展，其特點(diǎn)是投加亞鐵鹽還原六價(jià)鉻，調(diào)節(jié)pH沉淀后，需要加熱至60～80℃，并較長時(shí)間的曝氣充氧。形成的鉻鐵氧體沉淀屬尖晶石結(jié)構(gòu)，Cr3+占據(jù)部分Fe3+位置，其他二價(jià)金屬陽離子占據(jù)了部分Fe2+的位置，即進(jìn)入鐵氧體的晶格中。進(jìn)入晶格的三價(jià)鉻離子極為穩(wěn)定，在自然條件或酸性和堿性條件都不為水所浸出，因而不會(huì)造成二次污染，從而便于污泥的處置。鐵氧體法的工藝條件為：

①  硫酸亞鐵投加量FeSO4·7H2O∶CrO3=16∶1；

②  加NaOH沉淀pH=8～9；

③  加熱溫度控制在60～80℃之內(nèi)，不宜超過80℃；

④  壓縮空氣曝氣，既充氧又?jǐn)嚢琛?/p>

（4）化學(xué)還原氣浮分離法

氣浮法處理含鉻廢水實(shí)際是化學(xué)還原法在固液分離方法上的發(fā)展，硫酸亞鐵還原氣浮法主要是利用Fe（OH）3凝膠體的強(qiáng)吸附能力，吸附廢水中包括Cr（OH）3在內(nèi)的其它氫氧化物沉淀，形成共絮體，這種共絮體能有效地被氣泡拈著并浮上去除。氣浮法固液分離技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，可處理鍍鉻廢水，也可處理含鉻鈍化廢水以及混合廢水，處理量大。不僅可去除重金屬氫氧化物，也可以同時(shí)去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等，加上整個(gè)過程可以連續(xù)處理，管理較為方便，可以操作自動(dòng)化。有含鉻廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。

（5）水合肼還原法

水合肼N2H4·H2O在中性或微堿性條件下，能迅速地還原六價(jià)鉻并生成氫氧化鉻沉淀。

4CrO3+3N2H4=4Cr（OH）3+3N2

這種方法可以處理鍍鉻生產(chǎn)線第二回收槽帶出的含鉻廢水，也可以處理鉻酸鹽鈍化工藝中所產(chǎn)生的含鉻漂洗水。水合肼還原法產(chǎn)生的污泥量少，含鉻量高，便于回收利用。特別在中性或微堿性條件處理含鉻廢水，不會(huì)引入中性鹽，顯然改善了排放廢水的水質(zhì)。水合肼方法處理含鉻鈍化廢水時(shí)，Zn、Cd、Fe、Ni等重金屬也可同時(shí)去除。

2、電解法

電解還原處理含鉻廢水是利用鐵板作陽極，在電解過程中鐵溶解生成亞鐵離子，在酸性條件下，亞鐵離子將六價(jià)鉻離子還原成三價(jià)鉻離子。同時(shí)由于陰極上析出氫氣，使廢水pH逐漸上升，后呈中性，此時(shí)Cr3+、Fe3+都以氫氧化物沉淀析出，達(dá)到廢水凈化的目的。

電解還原處理含鉻廢水的工藝參數(shù)：

①  含鉻廢水Cr6+濃度為50～200mg/L；

②  廢水pH≤6.5，一般含鉻25～150mg/L之間的廢水，pH值為3.5～6.5，故不需調(diào)節(jié)pH值；

③  溫度影響不大，一般處理后水溫約上升1～2℃。

電解還原法具有體積小、占地少、耗電低、管理方便、效果好等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是鐵板耗量較多，污泥中混有大量的氫氧化鐵，利用價(jià)值低，需妥善處理。

3、離子交換法

離子交換法是利用一種高分子合成樹脂進(jìn)行離子交換的方法。應(yīng)用離子交換法處理含鉻廢水是使用離子交換樹脂對(duì)廢水中六價(jià)鉻進(jìn)行選擇性吸附，使六價(jià)鉻與水分離，然后再用試劑將六價(jià)鉻洗脫下來，進(jìn)行必要的凈化，富集濃縮后回收利用。用這種方法可以回收六價(jià)鉻、回用部分水。但由于鈍化含鉻廢水、地面沖洗含鉻廢水等，除了含六價(jià)鉻外，還含大量的其他重金屬陽離子以及多種酸根陰離子。組分比鍍鉻漂洗水復(fù)雜得多。因而離子交換法處理鍍鉻廢水比較容易，而處理其他含鉻廢水比較困難，雖然該方法在技術(shù)上有之處，在資源回收和閉路循環(huán)方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用，但其投資費(fèi)用大、操作管理復(fù)雜，一般的中小型企業(yè)難于適應(yīng)。

除以上3種處理方法是目前國內(nèi)常用的電鍍含鉻廢水處理技術(shù)。早期還有鋇鹽法、活性炭法等，鋇鹽法基本上已停止使用，近年來還有生物法等新興的生物技術(shù)處理含鉻廢水。