1、浅析含铬电镀废水的 处理技术摘 要：近年来伴随着城市化进程的快速发展我国工业化建设的步伐也不断加快，环境问题也日见突出。本文就如何处理工业生产中出现的的含铬电镀废水的处理技术进行了分析研究，仅供参考。 关键词： 含铬电镀废水； 处理技术； 中图分类号：X703 文献标识码：A 在环境保护中，重金属废水的排放不仅对水生生物构成威胁， 而且可能通过沉淀、 吸附及食物链而不断富集， 破坏生态环境， 并最终危害到人类的健康。 一、 含铬电镀废水的处理技术 1 亚硫酸氢钠法 1.1 一般原理 利用低价态硫的含氧酸盐把六价铬还原成三价的硫化物有焦亚硫酸钠、 亚硫酸钠、 亚硫酸氢钠、 连立亚硫酸钠、 硫代硫
2、酸钠等。焦亚硫酸钠在溶于水时的水解产物为亚硫酸氢钠,连二亚硫酸钠铬溶于水后不断水解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠, 所以,能把以上还原剂归结为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠。 1.2 工艺参数的控制 (1)废水中六价铬的含量。pH 值控制在 2.5 时,焦亚硫酸钠与六价铬的质量浓度比为 3:1。 六价铬质量浓度在 100mg/L 时,转化成氢氧化铬的沉降率最高。 (2)投料比。 亚硫酸氢钠与六价铬为 4:1,焦亚硫酸钠与六价铬为 3:1,亚硫酸钠与六价铬为 4:1。 若投料比大,就浪费了材料;若投料比小,还原就不充分,出水中六价铬含量达不到排放标准。 (3)还原时的 PH 值。 PH 值在 2.5-3 时,
3、反应需 30min;PH 值高于 3 时,反应较慢。所以,pH 值应低于 3。为节约用酸,通常把 PH 值调至 2.5-3。 PH 值过低,可能产生二氧化硫气体。 着原反应的进行,酸不断渐消,要进行补充,确保反应需要的酸度值。 (4)沉淀时的 PH 值。 由于氢氧化铬呈两性,PH 值太高,生成的氢氧化铬可能再度 溶解;PH 值过低,不能生成沉淀。适用的 PH 值为 6.7-7,最低是 5.6,最高不可超过 8。 (5)沉淀剂。通常采用质量分数为 20%的苛性钠作沉淀剂。 (6)还原反应终点的判断。用目测比色能判定还原反应终点。 1.3 亚硫酸氢钠法的槽外集中处理 槽外集中处理是把含铬废水集中到
4、生产线外的废水储池,废水量到一定程度时,间歇地把废水用泵注入反应池或直接向废水池投加化学药品进行化学处理。槽外集中处理法有以下几个特 点: (1)可处理许多种含铬废水,要把镀铬、 镀锌的钝化、 浸蚀等含铬废水集中处理。 (2)可处理生产中滴落的铬酸及漏槽、 过滤、 倒槽等产生的废水。 (3)采用间歇式处理, 方便调整 pH 值、 控制投药量及反应条件。 (4)采用逆流漂洗工艺, 最大限度减少废水排放量, 提高废水中铬酸浓度,减少储池等设施。 (5)这种方法与兰西法比,应多增加废水储池。如果生产量大,要设置两个以上的储池交替使用。 2 铁屑、 铁粉处理法 铁屑、 铁粉可以处理含铬废水,对锌、 铜
5、、 银等重金属也有去除功能。 这种方法因原材料易于获得,价格便宜,处理效果好,应用广泛。其缺点是污泥量较大。 2.1 基本原理 铁屑、 铁粉在处理含铬及其他重金属废水中有不同作用,如:还原作用、 置换作用、 中和作用、 凝聚作用和吸附作用。 2.2 铁屑处理工艺 水经浸蚀槽用废盐酸把 pH 值调至 2-2.1, 再进入铁屑处理槽。铁槽体由含铬废水先进入调节池以均化浓度和流量,以调节池屑处理槽为处理的工艺的主要设备,槽体由聚氯乙烯硬塑料板焊成。 槽体分的四个反应室,废水翻腾流经处理槽, 避免断流, 起搅拌作用, 四个室内装满铁屑, 废水经处理槽处理后进入中和沉淀池,在此加碱调节 pH=7-9,使
6、 Cr3+ 和 Fe3+ 生成氢氧化物沉淀。 2.3 铁粉处理工艺 废水经均化池后,由泵注入斜管沉淀池, 进行沉淀预处理, 同时在此加入再生废酸液, 用亚铁离子化学还原并酸化, 再用泵把废水打入铁粉过滤罐, 过滤罐出水进入斜管沉淀池, 加碱进行中和沉淀,出水经过滤池过滤,清水排放,污泥进入浓缩池,浓缩后集中实施处理。 铁粉可以再生使用,其方法是:将体积分数为 5%的盐酸打入过滤罐浸泡 20min,反复进行两次, 再用 自来水反冲 15min 左右即可重复使用。浸泡再生废液可作酸化用。 3 铁氧体法 使废水中的各种金属离子形成铁氧体晶粒而沉淀析出的方法即铁氧体法。铁氧体是复合金属氧化物的一类,即
7、铁金氧磁铁,具有磁性。因其构成这类物质的一般是铁和氧,所以,叫铁氧体。铁氧体有天然矿物和人造产品两类。人造产品即磁性瓷或磁质瓷。要使废水中的金属离子形成铁氧体, 一定要满足其工业要求。工艺过程可分为投加铁盐、 调整 pH 值、通氧加热转化沉渣、固液分离、 沉渣处理等部分。 二、 电镀含铬废水处理存在的问题 1 处理效果不够理想 经过多年的究开发， 现已有多种含铬废水处理技术(焦亚硫酸钠法、硫酸亚铁法、 亚硫酸钠法、 铁一焦炭法、 离子交换法、电解法、 生物活性法等)。 目前就实际生产中港台资企业采用焦亚硫酸钠法、 亚硫酸钠法较多； 内地一些企业采用硫酸亚铁法、 铁一焦炭法的相对较多；离子交换法
8、、 电解法由于管理和运行的实际效果并不如人所愿， 近些年实际运用中已不多见。 2.操作管理繁琐 不论是焦亚硫酸钠法、 亚硫酸钠法、 硫酸亚铁法， 还是铁一焦炭法、 离子交换法、 电解法、 生物活性法等， 废水的处理都要受 pH 值的限制。 由于一般排放出的废水 pH 值为 46(塑料电镀除外)。在铬还原时，要求废水 pH 值 3，因此， 需加酸将 pH 值调低， 而还原反应后， 又要加碱将 pH 值调高， 将重金属离子沉淀， 尤其是沉淀 Ni、 Cu2 一类重金属离子， 如要沉淀完全， 则 pH 值要求达到 9 以 上，待沉淀固液分离后，最后还要将 pH 值调整到 69 排放范围，操作尤为繁琐
9、。 3.处理综合成本高 一个企业三、 四百万的处理设备都投入了， 可处理的实际效果仍时好时坏，达标状况也不稳定，而且药剂的消耗成本也不低。据笔者在深圳了解的情况，采用焦亚硫酸钠法、 亚硫酸钠法的企业， 单药剂成本一般都在 5.06.5 元m3 废水， 而塑料电镀 厂的药剂成本每 m3 废水在 10 元人民币以上。如果再计算设备折旧费、人工费、 测试监测等费用， 每 m3 废水的综合处理成本就相当高。 三、 含铬电镀废水处理技术的发展趋势 1.经济性。着低碳经济的来临， 要求我们用最少的资源达到最高的经济效益。所以含铬的电镀废水的处理技术， 除了能达到很好的处理效果外， 还要来源广泛， 价格低廉
10、， 降低处理成本，变废为宝， 才能被电镀产业推广使用。如吸附材料和微生物均来源广泛， 且微生物法是治理含铬电镀废水的高新生物技术，已实施的微生物治理工程:运行稳定，安全可靠， 处理效果好， 各项技术指标均优于国家污水综合排放标准。2.可操作性。含铬电镀废水的处理技术， 还必须有很强的操作性。如果一种处理技术能够高效、 经济的处理废水， 但操作复杂、 不易控制， 设计参数难以实现稳定有序， 处理过程排放或产生控制范围以外的污染物， 缺少安全性， 那这种处理技术也有很大的局限性。如吸附法， 虽然吸附材料能将含铬电镀废水中的 Cr6+ 吸附， 但 Cr6+ 并没有被降解或还原， 而这种吸附过的吸附材
11、料会给环境造成二次污染等隐患，所以如不加入有效的回收重金属等处理， 此方法只是治标不治本。很多企业对这些吸附材料进行填埋或者燃烧处理，但这样又给土壤和大气造成了威胁和负担，在启用这些技术时， 需谨慎考虑， 有周密的深度处理方案。 3.综合互补性。据以上常用处理方法的分析讨论， 得知一种处理方法总是难以应付低廉的成本、 复杂的工艺条件、 高效的处理效果等多方面的要求。而讲两种或者多种工艺组合应用， 就可以达到优劣互补、 经济、 高效的处理效果。如离子交换树脂化学还原法组合工艺，离子交换树脂主要应用离子交换原理将废水中的金属离子浓缩富集，树脂经洗脱、 再生可循环使用， 洗脱液是高浓度含铬废水， 再经化学还原法沉淀， 废水可达标排放。 传统的化学法直接在低浓度含铬废水中投加大量的还原剂， 使产生的少量沉淀物难以收集， 耗费大、 效率低。这种组合避免了资源浪费，而且高浓度含铬溶液还可以回槽使用。可见此组合工艺技术是较有潜力的一种处理技术， 但大多停留在实验阶段，要在企业推广普及还有待工艺更成熟，且洗脱液多成强酸性或强碱性， 使酸碱药剂投入成本提高， 且选择合适、 高效的还原剂也成为新的难题。 结语： 综上所述，对于含铬电镀废水， 根据工艺、 设备和水质条件的不同，为获得高效、低能、 安全、 环保的处理方法。必须严格从经济性、可操作性和综合互补性这三个方面来衡量， 择优选取， 优互补。
