還原沉淀法處理含鉻廢水與研究及應(yīng)用

1、國內(nèi)圖書分類號(hào):tu991.03國際圖書分類號(hào):628.1工學(xué)碩士學(xué)位論文還原沉淀法處理含鉻廢水的研究及應(yīng)用碩 士 研究生： 郭壯導(dǎo)申師： 李玉華教授請(qǐng) 學(xué) 位： 工學(xué)碩士學(xué) 科 、 專 業(yè)： 市政工程所 在 單 位： 市政環(huán)境工程學(xué)院答 辯 日 期： 2007 年 7 月授予學(xué)位單位： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)classified index: tu991.03u.d.c.: 628.1dissertation for the master degree in engineeringstudy and application ofchromium wastewater treatmentby redu

2、ction and sedimentationprocesscandidate：supervisor：academic degree applied for：specialty：affiliation：date of defence：degree-conferring-institution：guo zhuangprof. li yuhuamaster of engineeringmunicipal engineeringschool of munici. & envir. engrg.july, 2007harbin institute of technology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論

3、文摘要鉻是環(huán)境中一種主要的污染物，它的一個(gè)重要來源就是電鍍廢水。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電鍍工業(yè)的規(guī)模越來越大，排放的含鉻廢水量也隨之增加，如不加以有效的處理，對(duì)環(huán)境將造成極大的危害。鉻在水環(huán)境中的價(jià)態(tài)較多，主要以三價(jià)鉻和六價(jià)鉻為主。六價(jià)鉻的毒性較強(qiáng)，是公認(rèn)的致癌物，對(duì)人體有極大危害。三價(jià)鉻毒性較弱，是一種人和動(dòng)物必需的微量元素。目前，國內(nèi)外對(duì)于電鍍含鉻廢水的處理積累了許多有效的方法，包括物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物法。其中，主要以化學(xué)法為主，占實(shí)際工程應(yīng)用的很大比重。本文采用還原沉淀法處理電鍍含鉻廢水。針對(duì)于不同藥劑的還原效果，選擇亞硫酸鈉、硫酸亞鐵及亞硫酸氫鈉三種主要的還原劑進(jìn)行比較，包括

4、對(duì)于還原反應(yīng)所需的 ph 值，還原劑的投加量以及還原反應(yīng)時(shí)間的比較，最終確定出適合于處理哈爾濱軸承廠電鍍車間所產(chǎn)生的含鉻廢水的還原劑。為了不增加后續(xù)反應(yīng)中產(chǎn)生的污泥量，選擇以氫氧化鈉作為沉淀反應(yīng)的中和藥劑，確定出中和沉淀反應(yīng)適合的 ph 值及沉淀時(shí)間。根據(jù)原水水質(zhì)，試驗(yàn)結(jié)果及廠區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出合理的工藝流程，并進(jìn)行工程實(shí)例的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，以達(dá)到使生產(chǎn)順利進(jìn)行，廢水達(dá)標(biāo)排放，減輕環(huán)境污染的目的。關(guān)鍵詞含鉻廢水；電鍍廢水；還原；沉淀-i-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文abstractchromium is a main pollutant in the environment. it main

5、ly comes from theelectroplating wastewater. with the development of science and technology andthe scale of electroplating industry becomes larger, the chromium wastewaterdischarge amount also increases. if the chromium wastewater does not deal withefficiently, it will do fatal damage to the environm

6、ent.chromium has more valences in the water environment, with a valence ofthree or six mainly. hexavalent chromium is more toxic, and it is known as acarcinogen. trivalent chromium is less toxic, and it is a necessary trace elementfor humen beings and animals.for the present home and abroad accumula

7、te many efficient methods for theelectroplating chromium wastewater treatment, such as physical method,chemical method, physical-chemical method and biological method. thechemical method is the main one, and it is a very important part in engineeringpractice.this paper adopts deoxidization and sedim

8、entation process to deal with theelectroplatingchromiumwastewater.forthedifferentdeoxidizationeffectiveness, it compares the three main reducing agents with na2so3, feso4and nahso3, including ph for reduction reaction, the reducing agent quantityand reduction reaction time. and then to confirm the r

9、educing agent for thechromium wastewater of harbin bearing factorys electroplating workshop. inorder not to increase the sludge quantity, it chooses naoh as the sedimentationagent, and then to confirm the ph and sedimentation time.in accordance with the water quality, the testing result and the elec

10、troplatingworkshops real situation, i design the reasonable technology process and analyzethe economic and technical for the engineering example in order to producefavorably, discharge wastewaters qualified and mitigate environmental pollution.- ii -哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文keywords chromium wastewater, elect

11、roplating wastewater, deoxidization,sedimentation- iii -哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文目錄摘要 .iabstract . ii第 1 章 緒論 . 11.1 課題背景 . 11.2 含鉻廢水處理方法的研究現(xiàn)狀 . 21.2.1 物理法處理含鉻廢水 . 21.2.2 化學(xué)法處理含鉻廢水 . 51.2.3 物理化學(xué)法處理含鉻廢水 . 71.2.4 生物法處理含鉻廢水 . 111.2.5 含鉻廢水處理方法的比較 . 141.3 課題研究的目的和意義 . 151.3.1 研究的目的 . 151.3.2 研究的意義 . 151.4 課題研究的主要內(nèi)

12、容 . 16第 2 章 試驗(yàn)材料及分析方法 . 172.1 試驗(yàn)藥劑和儀器 . 172.1.1 試驗(yàn)藥劑 . 172.1.2 試驗(yàn)儀器 . 182.2 試驗(yàn)分析方法 . 182.2.1 六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 . 182.2.2 總鉻的測定 . 192.2.3 六價(jià)鉻的測定 . 20第 3 章 還原沉淀法處理含鉻廢水的試驗(yàn)結(jié)果及分析 . 213.1 還原沉淀法處理含鉻廢水的反應(yīng)原理 . 213.1.1 反應(yīng)原理 . 213.1.2 六價(jià)鉻離子的水解平衡 . 223.2 亞硫酸鈉還原試驗(yàn) . 233.2.1 亞硫酸鈉還原六價(jià)鉻的反應(yīng)機(jī)理 . 233.2.2 ph 值對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 2

13、4- iv -哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文3.2.3 na2so3 投加量對(duì)含鉻廢水處理效果的影響. 253.2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 263.3 硫酸亞鐵還原試驗(yàn) . 273.3.1 硫酸亞鐵還原六價(jià)鉻的反應(yīng)機(jī)理 . 273.3.2 ph 值對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 293.3.3 feso47h2o 投加量對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 313.3.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 323.4 亞硫酸氫鈉還原試驗(yàn) . 333.4.1 亞硫酸氫鈉還原六價(jià)鉻的反應(yīng)機(jī)理 . 333.4.2 ph 值對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 333.4.3 nahso3 投加量

14、對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 343.4.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)含鉻廢水處理效果的影響 . 353.5 還原劑處理效果的比較分析 . 363.5.1 ph 值的比較分析 . 363.5.2 還原劑投加量的比較分析 . 383.5.3 反應(yīng)時(shí)間的比較分析 . 393.6 氫氧化鈉的中和沉淀反應(yīng)試驗(yàn) . 413.6.1 ph 值對(duì)中和沉淀反應(yīng)效果的影響 . 413.6.2 沉淀時(shí)間對(duì)中和沉淀反應(yīng)效果的影響 . 423.7 本章小結(jié) . 43第 4 章 哈爾濱軸承廠含鉻廢水處理的工程應(yīng)用 . 454.1 電鍍工藝流程及含鉻廢水的來源 . 454.1.1 電鍍工藝流程 . 454.1.2 含鉻廢水的來源 .

15、464.2 工程應(yīng)用 . 474.2.1 工程概況 . 474.2.2 工藝方案的設(shè)計(jì) . 494.2.3 運(yùn)行及處理結(jié)果 . 534.2.4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 . 574.3 鉻渣的后續(xù)處理 . 584.3.1 鉻渣的污染控制 . 584.3.2 水泥固化鉻渣的初步方案 . 594.4 本章小結(jié) . 60-v-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文結(jié)論 . 61參考文獻(xiàn) . 63哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 . 67致謝 . 68- vi -哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第1章 緒論1.1 課題背景鉻一直被認(rèn)為是環(huán)境中的主要污染物，在環(huán)境監(jiān)測中，通常以總鉻和六價(jià)鉻的濃度來衡量環(huán)境中水質(zhì)的污染程度

16、。鉻的化合物以二價(jià)（如 cro）、三價(jià)（如 cr2o3）和六價(jià)（如 cro3）的形式存在，但以三價(jià)和六價(jià)的化合物最為常見。其毒性則以六價(jià)鉻最強(qiáng)（約是三價(jià)鉻的 100 倍），三價(jià)鉻次之，而二價(jià)鉻和鉻本身毒性很小或無毒性。鉻及其化合物在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，電鍍、冶金、金屬加工等行業(yè)在生產(chǎn)過程中都會(huì)產(chǎn)生大量的含鉻廢水。鉻用于電鍍，堅(jiān)固美觀，但電鍍產(chǎn)生含鉻廢水對(duì)環(huán)境的污染問題也越來越受到國內(nèi)外有關(guān)專家和學(xué)者的普遍重視。事實(shí)上，鉻的價(jià)態(tài)不同，對(duì)生物有著迥然不同的影響。cr()是一種人和動(dòng)物必需的微量元素，人體缺 cr()后，胰島素的功能下降，糖代謝和脂代謝紊亂，引發(fā)糖尿病（高血糖）和動(dòng)脈硬化（高血脂）。由于

17、自然環(huán)境中 cr()的不均勻分布以及現(xiàn)代生活環(huán)境和飲食習(xí)慣的改變，使得人和動(dòng)物 cr()的攝入量常常偏低，在許多地區(qū)人和動(dòng)物群體中存在著普遍缺 cr()現(xiàn)象。而補(bǔ)cr()則可以預(yù)防和治療由上述因素引起的糖尿病、動(dòng)脈硬化以及有關(guān)癥狀，近來歐美等國家還廣泛地將 cr()用于動(dòng)物的補(bǔ)鉻，用以改善動(dòng)物的生長發(fā)育。cr()則是有毒元素，它的化合物是公認(rèn)的致癌物。在一些地區(qū)存在著大量的 cr()污染源。cr()的污染主要來自冶煉廠、電鍍廠、制革廠和顏料廠排放的廢水和廢渣。按照環(huán)保要求，六價(jià)鉻廢物排放前必須進(jìn)行處理，嚴(yán)禁直接排放到環(huán)境中。目前，對(duì)含鉻廢水處理的主要方法包括物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物法，

18、但多數(shù)處理方法中仍存在著二次污染的問題，且處理費(fèi)用較高。即使將廢鉻污泥燒磚或者燒制成渣，也會(huì)使得大量的含鉻資源白白地浪費(fèi)掉。一些研究者曾將廢鉻轉(zhuǎn)化成鉻酸鹽（如重鉻酸鈉）或者某些鉻蹂劑（如堿式硫酸鉻），對(duì)廢鉻的資源化進(jìn)行了一些有益的探討，然而這些產(chǎn)品的附加-1-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文值較低，往往又會(huì)限制這些方法的推廣應(yīng)用。我國在含鉻廢水處理方面已經(jīng)具有一段歷史，并積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。綜觀我國電鍍廢水的治理歷史，大致可分為以下五個(gè)階段：20 世紀(jì) 50 年代末，我國電鍍廢水的治理剛剛起步，主要著眼于廢水的化學(xué)法處理技術(shù)，處理的主要對(duì)象為氰化物和六價(jià)鉻；第二階段，即 20 世紀(jì) 60 年代

19、至 70 年代中期，電鍍?nèi)龔U污染的問題開始引起重視，人們開始注意酸堿廢水和其它重金屬離子廢水的治理，并研究了各種處理方法，但仍處于單純的防害排放階段；第三階段，即 20 世紀(jì) 70 年代中期至 80 年代初，大多數(shù)鍍種的廢水都已有了比較有效的處理方法，離子交換法、薄膜蒸發(fā)濃縮法等在全國范圍內(nèi)大量推廣使用，反滲透法、電滲析法等也已進(jìn)入工業(yè)化使用，廢水中有用物質(zhì)的回收和水的重復(fù)利用技術(shù)也有了長足的進(jìn)展；第四階段，即 20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代，開始研究從根本上控制污染的技術(shù)，以防為主，源頭治理，各種多元組合技術(shù)已逐步取代單元處理技術(shù)，電鍍廢水的綜合防治技術(shù)的研究亦取得了可喜的成果；第五階

20、段，20 世紀(jì) 90 年代至今，隨著電鍍工業(yè)迅速發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，電鍍廢水治理由工藝改革、回收利用和閉路循環(huán)進(jìn)一步向綜合防治方向發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入了綜合防治與總量控制階段，多元化組合處理和自動(dòng)控制相結(jié)合的資源回用技術(shù)成為電鍍廢水治理的發(fā)展主流。本課題借鑒國內(nèi)外的相關(guān)科研成果，并結(jié)合哈爾濱軸承廠電鍍分廠含鉻廢水處理設(shè)計(jì)工程的實(shí)際情況，對(duì)含鉻廢水的檢測方法，處理原理，以及影響運(yùn)行效果的相關(guān)因素（包括還原反應(yīng)的 ph 值、還原藥劑量、反應(yīng)時(shí)間等）做出較全面細(xì)致的分析和評(píng)價(jià)。1.2 含鉻廢水處理方法的研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外對(duì)于電鍍產(chǎn)生的含鉻廢水的處理方法主要分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物法。下

21、面將選擇幾種主要的處理方法加以介紹。1.2.1 物理法處理含鉻廢水蒸發(fā)濃縮法蒸發(fā)濃縮法的工作原理是通過蒸發(fā)手段對(duì)重金屬電鍍廢水進(jìn)行蒸發(fā)，減少-2-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文鍍液中的水分，使重金屬獲得濃縮，從而加以回收和回用的一種處理方法。對(duì)于含重金屬離子濃度低的廢水，直接應(yīng)用蒸發(fā)濃縮法能耗大，經(jīng)濟(jì)上不合理。一般而言，電鍍工業(yè)上應(yīng)用蒸發(fā)濃縮處理重金屬廢水常常是與其它方法聯(lián)用，如常壓蒸發(fā)器與逆流漂洗系統(tǒng)的聯(lián)合使用處理電鍍廢水，可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，是很成功的組合。1990 年在對(duì)美國緬因州與加里弗尼亞州的調(diào)查中，有 37%電鍍廠采用了常壓蒸發(fā)與逆流漂洗配合系統(tǒng)1，20 世紀(jì) 80 年代該法在我國應(yīng)用

22、也較多，尤其是用于電鍍含鉻廢水的處理24。反滲透法現(xiàn)代工業(yè)迫切需要節(jié)能、低品位原料再利用和能消除環(huán)境污染的生產(chǎn)技術(shù)，希望在對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行有效凈化的同時(shí)，對(duì)廢水中有價(jià)值的物質(zhì)進(jìn)行回收。膜分離方法在這方面顯示出明顯的優(yōu)越性。反滲透法是膜分離技術(shù)中的一種，其原理是利用高分子膜所具有的選擇透過性加以高壓過濾，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的一種濃縮技術(shù)。它的特點(diǎn)是完全采用物理操作，在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生一部分濃縮液或回用或綜合利用，稀液回用于漂洗，此外并無其它廢棄物。該法的關(guān)鍵是應(yīng)具有選擇性和透水性好的半透膜，且由于膜對(duì)金屬離子的去除率不同，長期運(yùn)行在漂洗槽可能有雜質(zhì)離子累積的問題，可對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理防止膜堵塞。目前，國內(nèi)外

23、使用的反滲透膜有醋酸纖維素膜和非醋酸纖維素膜兩大類。具體有二醋酸纖維素膜、三醋酸纖維素膜以及北京工業(yè)大學(xué)研制的聚砜酰胺膜、中國科學(xué)院大連物理所研制的芳香聚酞胺系低壓 dd-1 膜5。張興泰等6采用液膜法處理含鉻廢水取得了較好的效果。反滲透法處理電鍍廢水，是在 20 世紀(jì) 70 年代開始的，主要用于局部回收水和有用物質(zhì)，或者作為中間濃縮或脫鹽裝置。在具體工程項(xiàng)目中，采用反滲透法對(duì)電鍍含鉻廢水的處理亦已得到工業(yè)運(yùn)用7。膜分離法不僅能夠凈化廢水，同時(shí)可以回收金屬，并且具有分離效果高、能耗低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于處理低濃度的電鍍液，是一項(xiàng)很有前途的分離技術(shù)。然而反滲透不具備獲得高濃度溶液的能力

24、，濃縮比有限；并且膜的質(zhì)量還有待提高8。-3-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文浮選法用浮選法把離子從溶液中分離出來的技術(shù)大約有幾十年歷史。所謂離子浮選有兩個(gè)概念，一種是加入與欲浮選出的離子電性相反的表面活性劑（捕收劑）到溶液中去，起泡后，表面活性劑與該離子發(fā)生反應(yīng)，形成不溶于水的化合物附屬在氣泡上，浮在水面形成固體浮渣，然后將固體浮渣和泡沫一起捕獲進(jìn)行分離；另一種是添加能和廢水中被處理的離子形成配合物或鰲合物的表面活性劑，使溶液氣泡形成泡沫，被處理的元素富集于泡沫再進(jìn)行分離。其作用原理具體就是首先向廢水中加壓溶氣，隨后讓含有過飽和空氣的廢水突然降壓，使空氣產(chǎn)生微小氣泡從水中逸出，污染物便粘附于氣

25、泡上浮至水面而達(dá)到凈化廢水的目的。浮選法處理含鉻等重金屬離子廢水是選礦技術(shù)在環(huán)保事業(yè)中最重要也是研究最為活躍的應(yīng)用領(lǐng)域之一。uenbakm.c 等人9用十二烷基硫酸鈉和十二酸混合作捕收劑（摩爾比 2:3）通過吸附膠體浮選，成功地去除了電鍍廢水中的cr3+、ni2+、zn2+；zouboulis 等人10以某些廉價(jià)工業(yè)副產(chǎn)品（如黃鐵礦細(xì)粉）為污染物吸附劑，用吸附浮選法去除了溶液中的大部分有害金屬離子。另外，新的浮選技術(shù)（如微生物浮選法）也在不斷出現(xiàn)11,12。浮選法的特點(diǎn)是可以從稀的廢水中有選擇地回收各種無機(jī)金屬離子和有機(jī)離子，具有處理速度快、占地面積小及產(chǎn)生的污泥量小等特點(diǎn)。浮選法處理電鍍廢水

26、的工藝流程一般如圖 1-1 所示13,14：污泥脫水池浮渣池電鍍廢水調(diào)節(jié)池溶氣泵絮凝池溶氣塔氣浮池射流器過濾池回流泵清水池圖 1-1 浮選法處理電鍍廢水工藝流程圖figure 1-1 flow chart of electroplate wastewater treatment by floatation technique-4-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文1.2.2 化學(xué)法處理含鉻廢水化學(xué)法是借氧化還原反應(yīng)或中和沉淀反應(yīng)將有毒、有害的物質(zhì)分解為無毒、無害的物質(zhì)或?qū)⒅亟饘俳?jīng)沉淀和上浮從廢水中除去。還原沉淀法還原沉淀法在電鍍含鉻廢水治理中是最典型也是最主要的一種處理方法。其原理就是在廢水中加入

27、 na2so3，feso4，nahso3，so2 或鐵粉等還原劑使cr6+還原成 cr3+，然后再加入 naoh 或石灰乳調(diào)節(jié)廢水的 ph 至堿性，使 cr3+沉淀，同時(shí)沉淀其它重金屬離子，從而達(dá)到分離的目的。一些工廠采用水合肼作為還原劑，但要注意 ph 的控制，過高時(shí)浮起 cr(oh)3 會(huì)沾污鍍件15。還原沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，投資少處理量大，但操作不便，反應(yīng)速度慢，生成的泥渣量大，且難以回收利用，易產(chǎn)生污泥的二次污染16。本文主要采用這一方法對(duì)工程實(shí)例中的含鉻廢水進(jìn)行處理，后文中將詳細(xì)介紹試驗(yàn)過程、處理工藝及處理效果。還原沉淀法的工藝流程一般如圖 1-2 所示：ph 調(diào)節(jié)ph 調(diào)節(jié)含鉻

28、等重金屬廢水還原反應(yīng)池沉淀澄清池出水達(dá)標(biāo)排放圖 1-2 還原沉淀法工藝流程圖figure 1-2 flow chart of reduction and sedimentation technique鐵氧體法鐵氧體是一類復(fù)合的金屬氧化物，其化學(xué)通式為 m2feo4 和 mofe2o3（m 表示其它金屬），呈尖晶石狀立方結(jié)晶構(gòu)造。鐵氧體種類很多，最簡單最常見的是磁鐵礦 feofe2o3 或 fe3o4。鐵氧體法處理重金屬廢水最早是在日本-5-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文nec 公司研究出來的，我國最初使用該方法就是在處理電鍍含鉻廢水17。鐵氧體法的處理原理是在含鉻廢水中加入過量的 feso4，

29、使 cr6+還原成cr3+，同時(shí) fe2+被氧化成 fe3+，然后調(diào)節(jié) ph 值至 8 左右，使鉻離子和鐵離子產(chǎn)生氫氧化物沉淀。通入空氣攪拌并加入氫氧化物不斷反應(yīng)，形成鉻鐵氧體。鐵氧體法處理含鉻廢水的流程如圖 1-318。feso4電鍍廢水調(diào)節(jié)池壓縮空氣反應(yīng)槽加熱沉淀池過濾出水排放污泥圖 1-3 鐵氧體法處理含鉻廢水工藝流程圖figure 1-3 flow chart of chromium wastewater treatment by ferrite technique由于鐵的氧化速度隨溫度升高而加快，而且較高的溫度有利于氫氧化物膠體破壞，因此，加熱有利于氫氧化物膠體向鐵氧體轉(zhuǎn)化。2fe(

30、oh)2 + 1/2o2 2feooh + h2ofe(oh)3 feooh + h2ofeooh + fe(oh)2 feoohfe(oh)2feoohfe(oh)2 + feooh feofe2o3 + 2h2ofe2+ + fe3+1+x + cr3+1-x + 2o2 feo(fe1+x cr1-x)o3鐵氧體法形成的污泥化學(xué)穩(wěn)定性高，易于固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含鉻廢水外，還特別適用于含重金屬離子的電鍍混合廢水。我國應(yīng)用鐵氧體法已經(jīng)有幾十年歷史，處理后的廢水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)電鍍工業(yè)中應(yīng)用較多。鐵氧體法具有設(shè)備簡單、投資少、操作簡便、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但在形成鐵氧體過

31、程中需要加熱（約 70c），能耗較高，處理后鹽度高，不能處理含汞和絡(luò)合物等缺點(diǎn)。-6-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文鋇鹽法國內(nèi) 1977 年試驗(yàn)成功用鋇鹽法處理電鍍含鉻廢水。鋇鹽法是利用置換反應(yīng)原理，用碳酸鋇等鋇鹽與廢水中的鉻酸作用，形成溶解度比碳酸鋇小的鉻酸鋇，使鉻酸鋇沉淀下來，再利用石膏過濾，將殘留的鋇離子去除，并采用聚氯乙烯微孔塑料管，去除硫酸鋇沉淀。這種方法主要用于處理含 cr6+的廢水，通過石膏除鋇池后，廢水可回用，還可回收鉻酸，復(fù)生碳酸鋇19。反應(yīng)方程式為：baco3 + h2cro4 = bacro4+ h2o + co2ba2+ + caso4 = baso4+ ca2+反應(yīng)中

32、為了提高除鉻效果，應(yīng)投加過量的鋇鹽，反應(yīng)時(shí)間 2530min，過量的鋇鹽用石膏法去除，工藝流程如圖 1-4 所示。加酸或堿加 baco3 或 bacl2鍍鉻間含鉻廢水?dāng)嚢璩t反應(yīng)抽濾池石膏除鋇池石膏除鋇池回收利用攪拌沉淀池或二級(jí)抽濾池送車間回用高位水箱圖 1-4 鋇鹽法工藝流程圖figure 1-4 flow chart of baric salt technique鋇鹽法優(yōu)點(diǎn)是處理后的水可回用于電鍍車間水洗工序，其缺點(diǎn)是藥劑來源比較困難，用于水渣分離的微孔材料容易阻塞，清洗不便，處理工藝流程較為復(fù)雜。污泥中含有 cr6+，必須綜合利用，可作為回收鉻酸，冶煉金屬或做拋光材料用。1.2.3 物理

33、化學(xué)法處理含鉻廢水活性炭吸附法-7-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文活性炭吸附法是處理電鍍含鉻廢水的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。活性炭的吸附性能和催化性能取決于其孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)特性，而后者主要取決于同炭表面呈化學(xué)結(jié)構(gòu)的氧基團(tuán)，正是這些活性基團(tuán)，使活性炭具有了化學(xué)吸附和催化氧化、還原的性能，能有效地去除廢水中的鉻離子?；钚蕴康谋缺砻娣e很大，一般在 5001700m2/g，這就是活性炭吸附能力強(qiáng)，吸附容量大的原因。國內(nèi)初步認(rèn)為活性炭在 ph=34 時(shí)能吸附重鉻酸根離子，在 ph=2 時(shí)對(duì)六價(jià)鉻起還原作用，除了活性炭本身具有還原作用外，它所吸附水溶液中的氧分子、氫離子、陽離子后產(chǎn)生的過氧化氫也能起還原作用

34、，飽和活性炭可用稀硫酸使之再生。活性炭吸附鉻，其大部分鉻是以重鉻酸鹽（hcro4-）的形式被去除的。吸附通式為：cxo + h2o + ae- = cxae+ + 2oh-cxo2 + h2o + ae- = cxoae+ + 2oh-式中：cxo、cxo2 表示活性炭表面起吸附作用的含氧基因；ae-表示絡(luò)合陰離子。反應(yīng)式說明，活性炭在水溶液中吸附一個(gè)絡(luò)合陰離子，同時(shí)放出兩個(gè)oh-。活性炭吸附法工藝簡單，裝備制造便宜，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。目前已經(jīng)應(yīng)用且比較成熟的方面是電鍍工業(yè)上處理含鉻廢水、含鎘廢水、含銅廢水和含氰廢水等2022?；钚蕴窟m用范圍廣，能除去大多數(shù)重金屬、有機(jī)物和生物分子。但是活

35、性炭再生效率低，使用壽命短，出水水質(zhì)也很難滿足現(xiàn)在的回用水要求。另外，含鉻廢水經(jīng)活性炭處理后，出水中尚含有少量三價(jià)鉻。故目前多用活性炭吸附法作為電鍍廢水處理的一種預(yù)處理手段。離子交換法離子交換法是將含鉻廢水通過離子交換樹脂，利用樹脂對(duì)廢水中鉻酸根和其它離子的吸附交換作用，將廢水中有毒的六價(jià)鉻回收為較純的鉻酸，回鍍槽直接應(yīng)用，凈化后的水可回用，達(dá)到綜合利用的目的23,24。cr6+因帶有較高的正電荷和具有較小的離子半徑（0.52a），與氧結(jié)合力極強(qiáng)，所以水溶液中以含氧酸根的陰離子形式存在23。六價(jià)鉻酸根離子的存在形-8-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文式與溶液的六價(jià)鉻濃度及 ph 值有關(guān)。在 ph

36、 接近 3 時(shí)，水中以 hcro4-為主，在 ph 接近中性時(shí)，水中以 cro42-為主 25。電鍍廢水中六價(jià)鉻濃度一般在100mg/l 以下，ph 接近中性，因此 cr6+主要以 cro42-形式存在。但廢水經(jīng)過離子交換樹脂吸附后，樹脂相中的 cr6+濃度逐漸提高，平均可高達(dá) 300400g/l，在如此高濃度的離子相中，cro42-可縮合為重鉻酸根（cr2o72-）或多鉻酸根（cr3o102-、cr4o132-）離子26。不同陰離子與樹脂的親和力有如下的選擇性關(guān)系23：cr2o72-so42-hso4-no3-cro42-cl-離子交換法中最常用的交換劑是離子交換樹脂，離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂（h 型或 na 型）和陰離子交換樹脂（oh 型），它們分別用來吸附水中的金屬陽離子、陰離子。對(duì)于含鉻等重金屬離子的廢水，可用陰離子交換樹脂去除六價(jià)鉻，用陽離子交換樹脂去除三價(jià)鉻、鐵、銅等離子。nrh + mn+ rnm + nh+nroh + an- rna + n