含鉻廢水的處理方法及比較

1、題目：含鉻廢水的處理方法及比較系 別: 專 業(yè): 姓 名: 學 號: 指導教師：環(huán)境與市政工程系環(huán)境科學巴亦舒022409101劉雪平、張巖2012-12-11- -含鉻廢水的處理方法及比較摘要 ：本文綜述了目前國內(nèi)外處理含鉻廢水的一些方法及研究的進展。 并對 今后含鉻廢水處理方法的發(fā)展做出了展望。 目前處理含鉻廢水的方法很多， 有化 學還原沉淀法吸附法離子交換法電解法膜分離法、生物法等。離子交換法由于具有適用范圍寬實用性能好成本較低操作方便設(shè)備簡單吸 附速率快飽和容量大分離效率高可同時回收多種離子凈水水質(zhì)好性能穩(wěn)定易于 循環(huán)利用變廢為寶等優(yōu)點，已成為處理含鉻廢水的有效方法之一。吸附法因其材料

2、便宜易得， 成本低，去除效果好而一直受到人們的青睞近年 來研究者在這方面的研究主要集中在尋求更為合適的新型廉價吸附材料上， 已取 得一系列成果，工藝逐步成熟?？捎脕磉€原Cr6+的微生物主要為細菌，分別來自假單胞菌，大腸桿菌，芽抱 桿菌，普羅威登斯菌 脫硫孤菌 桿菌 節(jié)桿菌，溶血不動桿菌 無色桿菌，等等 其 中除了大腸桿菌，芽抱單菌，節(jié)桿菌以及假單胞菌能在好氧條件下將Cr6+還原，絕大多數(shù)菌種只能在厭氧條件下還原 Cr6+。本文介紹從含鉻廢水和污泥中分離出 一株耐Cr6+細菌，該菌為好氧菌，對Cr6+有較好的耐受性和還原能力。其影響因 素主要有幾點：碳源、PH值、初始Cr6+濃度、接種量、溫度等

3、。用鐵板作為電極 , 對高壓脈沖電絮凝技術(shù)處理含六價鉻廢水進行了研究 , 考察了電流、 通電時間、 脈沖頻率、 溶液六價鉻初始質(zhì)量濃度等對含六價鉻廢水 的處理效果和能耗的影響。通過對目前含鉻廢水不同處理方法的比較， 認為離子交換法及吸附法是效果 較佳的處理方法。關(guān)鍵詞 ：離子交換法、吸附法、細菌、高壓脈沖鉻作為五毒之一 , 對生物、土壤、水體都會產(chǎn)生嚴重的危害?；蠎B(tài)的鉻以 六價和三價最為常見。在工業(yè)廢水中 , 六價鉻多以 CrO2-4 、Cr2O2-7 形式存在 , 而 三價鉻可以被氧化成高價鉻。 研究表明 , 六價鉻的毒性是三價鉻的 100 倍, 且更 易被人體吸收并積累 , 當體內(nèi)鉻含量

4、較高時 , 會引起流鼻涕、打噴嚏、鼻出血、 皮膚糜爛、呼吸道感染，甚至癌變。鑒于鉻對人體及環(huán)境的嚴重危害 , 各國都對鉻的排放做出了嚴格的規(guī)定。 我 國已把六價鉻規(guī)定為實施總量控制的指標之一， 并規(guī)定工業(yè)排放的廢水中六價鉻 最高濃度為0. 5mg/L,總鉻的最高濃度為1. 5mg/L,且不得用稀釋法代替必要 的處理；生活飲用水中鉻含量不得超過 0. 05mg/L。如何經(jīng)濟、合理、有效的處 理含鉻廢水是現(xiàn)階段環(huán)保工作的重點。離子交換法治理技術(shù) 離子交換法由于具有適用范圍寬實用性能好成本較低操作方便設(shè)備簡單吸 附速率快飽和容量大分離效率高可同時回收多種離子凈水水質(zhì)好性能穩(wěn)定易于 循環(huán)利用變廢為寶等

5、優(yōu)點, 已成為處理含鉻廢水的有效方法之一。 通過利用樹脂 吸附六價鉻的性能研究結(jié)果表明： 室溫下該樹脂容易吸附六價鉻, 硫酸根離子存 在對吸附不利, 隨硫酸根離子濃度增大, 樹脂對六價鉻的吸附率降低； 吸附速率 隨振蕩頻率增加而加快, 振蕩頻率大于一定數(shù)值時對吸附速率的影響很小結(jié)果表 明該樹脂吸附容量較大且易解吸,在含六價鉻廢水的處理中有實際應用價值。選用弱堿性陰離子交換樹脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水,通過靜態(tài)試驗考查了振 蕩時間和離子交換樹脂用量對吸附效果的影響, 使用反應柱動態(tài)試驗法研究了樹 脂的再生,得到了令人滿意的結(jié)果陰離子交換樹脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水時對六 價鉻有很好的去除效果, 操作簡單

6、, 容易控制, 同時還可以去除水中的部分有機 污染物和其它金屬污染, 處理比較經(jīng)濟, 工業(yè)易于實現(xiàn), 樹脂可用堿性溶液進行 逆流再生,再生效果好,再生液可回收?；瘜W還原沉淀法化學還原沉淀法處理含鉻廢水主要是以廢鐵屑或硫酸亞鐵作還原劑, 通過氧 化還原反應,使含鉻廢水中毒性最大的 被還原成低毒的,再加絮凝劑將使三價 鉻生成沉淀,然后進行固液分離,以達到除鉻的目的 此法具有投資少,處理成 本低, 操作簡單等優(yōu)點, 廣泛適用于多類含鉻廢水治理, 但它不足之處在于水不 能回用,二次污染依然可能存在。腐植酸類物質(zhì)作為吸附劑, 也用于含鉻廢水的處理國外研究了一些天然的吸 附劑,用于處理含鉻廢低濃度的含鉻廢

7、水,適用于含鉻廢水深度凈化。電解法電解法在處理含鉻廢水的技術(shù)上較為成熟, 在我國已有二十多年歷史, 特別 是出現(xiàn)一元化整體設(shè)備后， 該法在中小型電鍍廠小鉻鹽廠得到廣泛應用離子交換 法離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和水中的離子進行交換反應而 除去水中含鉻離子的方法， 利用陰離子交換樹脂， 可以有效地去除廢水中呈鉻酸 根或重鉻酸根狀態(tài)的，利用陽離子交換樹脂則可以去除廢水中及其它金屬離子 此法可用于鍍鉻槽的洗滌水閉路循環(huán)系統(tǒng)， 優(yōu)點是處理后出水， 水質(zhì)極好， 水和 鉻酸可回收利用。 離子交換樹脂具有良好的理化性能和豐富的離子交換基團， 對 水溶液中的含鉻離子有較大的交換吸附容量， 對環(huán)境無

8、二次污染， 故在含鉻廢水 處理中使用較為廣泛。膜分離法膜分離技術(shù)是對物質(zhì)進行分離的技術(shù)總稱， 主要包括電滲析反滲透液膜法在 含鉻廢水治理方面正處在研究和試用階段，此法具有廣闊的應用前景。生物法生物法是通過細菌的生長繁殖，將含鉻廢水中的Cr6+還原為C產(chǎn),此工藝的 重要環(huán)節(jié)是保證功能菌的生長狀態(tài)良好及調(diào)整好菌與廢水的配比 雖然此法處于 開始階段， 但充分顯示了生物法的投資少， 運行費用低，解毒徹底， 無二次污染 等優(yōu)點， 該法具有廣闊的發(fā)展前景由上可見， 雖然處理含鉻廢水的方法很多， 但 傳統(tǒng)的化學還原沉淀法電解法存在有二次污染， 鉻離子難以回收利用等缺點； 生 物法 膜分離法雖然前景廣闊，但目

9、前還處在研究試用階段，大規(guī)模利用尚待時 日；而離子交換法及吸附法是目前處理含鉻廢水較好的方法， 具有交換吸附容量 大，回收利用效果好，對環(huán)境無二次污染，應用較廣泛，技術(shù)較成熟等優(yōu)點，因 此在本文中重點進行了綜述。吸附法處理含鉻廢水的研究 吸附法因其材料便宜易得， 成本低，去除效果好而一直受到人們的青睞近年 來研究者在這方面的研究主要集中在尋求更為合適的新型廉價吸附材料上， 已取 得一系列成果， 工藝逐步成熟， 現(xiàn)在已開始應用在實際工程中， 下面就對目前較 新的吸附法用于處理含鉻廢水的研究作一介紹。離子對凹凸棒石進行表面改性， 并探討改性凹凸棒石表面性質(zhì)的變化及對六價鉻的吸附性能。 吸附類型屬于

10、型單 分子層吸附， 單分子層飽和吸附量為分析結(jié)果表明， 離子不會引起凹凸棒石結(jié)構(gòu) 的明顯改變該改性凹凸棒石。 如用于微污染水源飲用水的處理， 能進一步提高水 廠出水質(zhì)量， 且其吸附量較大， 污泥量少， 成本相對較低粉煤灰具有良好的吸附 性與穩(wěn)定的化學性，且Cr6+有排斥力，這是粉煤灰能吸附Cr6+的主要原因用粉煤 灰吸附處理含鉻廢水， 既可提高廢水處理的經(jīng)濟效益， 又可以解決粉煤灰對環(huán)境 的污染問題。粉煤灰吸附處理利用粉煤灰吸附處理含鉻廢水， 具有處理效果好，操作簡單， 運行費用低等優(yōu)點。使用殼聚糖和改性殼聚糖吸附法分別處理含六價鉻模擬廢 水，研究了吸附劑用量吸附時間廢水酸度及六價鉻離子初始濃

11、度等對六價鉻離子 去除率的影響并探討不同殼聚糖的吸附效果。 改性后的殼聚糖對六價鉻吸附效果 最為理想， 工藝簡便，去除率高由于淀粉類吸附劑具有可再生， 可生物降解， 成 本低等優(yōu)點， 因此對淀粉進行改性制備功能性高分子吸附劑， 用作金屬離子的吸 附劑和用來處理含重金屬離子的廢水成為近年來國內(nèi)外的熱點研究課題。 以交聯(lián) 淀粉為研究對象， 結(jié)果表明， 交聯(lián)淀粉是一種有效去除廢水中離子的吸附劑。 利 用活性炭吸附法處理含鉻廢水， 對處理的工藝條件進行系統(tǒng)研究。 采用活性炭吸 附法處理含鉻廢水， 具有設(shè)備簡單， 處理效果好， 易于再生等優(yōu)點， 可以在工業(yè) 廢水治理方面得到日益廣泛的應用。 以鈉基膨潤土

12、為原料， 制備鐵鎳交聯(lián)改性膨 潤土鐵鎳有機復合改性膨潤土， 結(jié)果表明， 改性土的吸附效果明顯優(yōu)于原土， 在 最佳實驗條件下交聯(lián)改性土有機復合改性土去除率分別達到了 95 和 97。 1用細菌解毒水溶液中六價鉻雖然Cr6+對人類健康有害，但適量的C產(chǎn)卻對人體健康有益。因此，將Cr6+ 轉(zhuǎn)化Cr3+是減少鉻污染危害的重要途徑。微生物法處理含鉻廢水近些年隨著生物 技術(shù)的發(fā)展而受到關(guān)注。從目前的研究結(jié)果看，可用來還原Cr6+的微生物主要為 細菌，分別來自假單胞菌，大腸桿菌，芽孢桿菌，普羅威登斯菌，脫硫孤菌，桿 菌，節(jié)桿菌，溶血不動桿菌，無色桿菌等等。其中除了大腸桿菌，芽孢單菌，節(jié) 桿菌以及假單胞菌能在

13、好氧條件下將 Cr6+還原，絕大多數(shù)菌種只能在厭氧條件下 還原 Cr6+。從含鉻廢水和污泥中分離出一株耐 Cr6+細菌，該菌為好氧菌，對Cr6+有較好 的耐受性和還原能力。其影響因素主要有幾點：碳源、PH值、初始Cr6+濃度、接種量、溫度等。盡管有很多人研究微生物解毒Cr6+，但是其研究方法值得商榷比如用營養(yǎng)豐 富的牛肉膏和蛋白胨培養(yǎng)基篩選馴化微生物， 并在此培養(yǎng)基中評價Cr6+的毒性以 及微生物還原Cr6+的能力，這種方法不科學，實用價值也不大 首先，這種培養(yǎng) 基本身就可以還原Cr6+，因此，得到的微生物還原能力評價被高估了；其次，工 業(yè)上的含廢液不可能有那么好的營養(yǎng)源 ，即便得到的微生物有

14、非常好的 Cr6+脫 除效果，也沒有實用價值 這就是說，研究微生物還原脫除 Cr6+能力要盡可能接 近實際情況，這樣得到的結(jié)果才有意義。 【2】高壓脈沖電絮凝處理含六價鉻廢水用鐵板作為電極 , 對高壓脈沖電絮凝技術(shù)處理含六價鉻廢水進行了研究 , 考察了電流、 通電時間、 脈沖頻率、 溶液六價鉻初始質(zhì)量濃度等對含六價鉻廢水 的處理效果和能耗的影響。采用自制的高壓脈沖電源 , 取 1.5L 的含六價鉻重金屬離子的模擬廢水 ( Cr6+ 的質(zhì)量濃度為 30mg/ L,pH 為 3.5) 于反應容器中 , 將多板鐵電極放入廢 水中并連接電路 , 接通電源處理水，處理時間為 3-16min 。采用泰克科

15、技有限公 司的數(shù)字式熒光示波器 ( digital phosphor oscilloscope，TDS3032B) 測定處理過程 中的電壓、電流以及脈寬；用 DDS11理數(shù)顯電導率儀測定溶液的電導率；用梅 特勒托利多儀器有限公司生產(chǎn)的 pH 計測定廢水的 pH 值；用 CJ/ T711999 城市 污水六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法測定電鍍廢水中的六價鉻。影響因素有以下幾點： 電流對六價鉻去除率和能耗的影響， 遞電時間對六價 鉻去除率和能耗的影響， 電源頻率對六價鉻去除率和能耗的影響， 溶液初始質(zhì)量 濃度的影響等。采用高壓脈沖電絮凝法可以有效去除廢水中的六價鉻， 當處理水量為 1. 5L，

16、 六價鉻質(zhì)量濃度為30mg/L,電流為0.5A，脈沖頻率為10kHz,反應時間8.0 min 左右時，六價鉻的去除率可以達到近 100%，出水 pH 值達到 7.4 左右, 能耗為 1-2kWh/ t。對于一定質(zhì)量濃度的六價鉻溶液， 電流影響了達到99.9%去除率的反 應通電時間、 能耗和能量效率, 在反應時間一定的情況下, 六價鉻的去除率隨電 流的增加而增大, 增大電流雖然可以縮短反應時間 , 但同時大大增加了能耗、 降 低了能量效率。六價鉻的去除率隨反應時間的增加而逐漸增加，出水pH值也逐漸增大。頻率對六價鉻去除率有一定的影響 , 使用高頻脈沖,可以降低能耗 , 提 高能量效率。 另外,

17、隨著六價鉻初始質(zhì)量濃度的增加 , 六價鉻去除率降低， 且達 到 99.9%以上去除率所需的時間增長。綜上，該方法在處理含六價鉻廢水方面具 有很大優(yōu)勢， 產(chǎn)生的污泥量較少 , 可以有效地防止電極鈍化， 縮短反應時間， 減 少能耗，具有廣闊的應用前景。 【3】研究展望綜上所述，離子交換法及吸附法在含鉻廢水處理方面的研究日新月異， 顯示 出了巨大的應用前景現(xiàn)就其今后的發(fā)展方向提出幾點建議：環(huán)保性：交換及吸附材料的生產(chǎn)和使用過程中注意原料的選擇， 不能造成二 次污染。經(jīng)濟性和可行性：當前國內(nèi)的離子交換法及吸附法的工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)還有 待加強，最大程度地降低生產(chǎn)成本實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是其存在和發(fā)展的一個必要

18、條 件。材料環(huán)境適應性和使用性能的提高： 廢水的成分復雜多變， 因此分離材料應 該更加具有針對性，以便在復雜情況下能夠更好的處理含鉻廢水。使用性能優(yōu)化：提高離子交換材料及吸附材料的吸附容量，吸附選擇件 吸 附速度再生利用性能及機械強度是現(xiàn)在乃至今后的一個重要發(fā)展方向。參考文獻： 1. 閆旭，李亞峰 . 含鉻廢水的處理方法 J. 遼寧化工 , 2010.39(2):144-145.秦利玲,王天貴.用細菌解毒水溶液中六價鉻的實驗研究J.化學工程 師,2010.(10):37-41. 劉輝,吳曉翔, 施漢昌 ,等. 高壓脈沖電絮凝與硅藻精土組合工藝處理電鍍廢 水 J . 中國給水排水 , 2008,

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