含鉻廢水處理技術

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，常用的有化學法、電解法、離子交換法等。

1、化學法

電鍍廢水中的六價鉻主要以CrO42－和Cr2O72--兩種形式存在，在酸性條件下，六價鉻主要以Cr2O72形式存在，堿性條件下則以CrO42－形式存在。六價鉻的還原在酸性條件下反應較快，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進行中和。

（1）亞硫酸鹽還原法

目前電鍍廠含鉻廢水化學還原處理常用亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉作為還原劑，有時也用焦磷酸鈉，六價鉻與還原劑亞硫酸氫鈉發生反應：

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控制如下：

①  廢水中六價鉻濃度一般控制在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∶六價鉻=4∶1

焦亞硫酸鈉∶六價鉻=3∶1

亞硫酸鈉∶六價鉻=4∶1

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

④  還原反應時間約為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，可根據實際情況選用。

（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，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），其還原反應為：

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

用硫酸亞鐵還原六價鉻，終廢水中同時含有Cr3+和Fe3+，所以中和沉淀時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，產生的污泥量大，且沒有回收價值，這是本法的大缺點。其主要工藝參數為：

①  廢水的六價鉻濃度為50～100mg/L；

②  還原時廢水的pH=1～3；

③  還原劑用量一般控制在Cr6+∶ FeSO4·7H2O=1∶25～30

④  反應時間不小于30min

⑤  中和沉淀的pH控制在7～9

（3）鐵氧體法

鐵氧體法實質上是硫酸亞鐵法的演變與發展，其特點是投加亞鐵鹽還原六價鉻，調節pH沉淀后，需要加熱至60～80℃，并較長時間的曝氣充氧。形成的鉻鐵氧體沉淀屬尖晶石結構，Cr3+占據部分Fe3+位置，其他二價金屬陽離子占據了部分Fe2+的位置，即進入鐵氧體的晶格中。進入晶格的三價鉻離子極為穩定，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，不宜超過80℃；

④  壓縮空氣曝氣，既充氧又攪拌。

（4）化學還原氣浮分離法

氣浮法處理含鉻廢水實際是化學還原法在固液分離方法上的發展，硫酸亞鐵還原氣浮法主要是利用Fe（OH）3凝膠體的強吸附能力，吸附廢水中包括Cr（OH）3在內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適應性強，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，也可以同時去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等，加上整個過程可以連續處理，管理較為方便，可以操作自動化。有含鉻廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。

（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生的含鉻漂洗水。水合肼還原法產生的污泥量少，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，不會引入中性鹽，顯然改善了排放廢水的水質。水合肼方法處理含鉻鈍化廢水時，Zn、Cd、Fe、Ni等重金屬也可同時去除。

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，亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子。同時由于陰極上析出氫氣，使廢水pH逐漸上升，后呈中性，此時Cr3+、Fe3+都以氫氧化物沉淀析出，達到廢水凈化的目的。

電解還原處理含鉻廢水的工藝參數：

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，故不需調節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。缺點是鐵板耗量較多，污泥中混有大量的氫氧化鐵，利用價值低，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行離子交換的方法。應用離子交換法處理含鉻廢水是使用離子交換樹脂對廢水中六價鉻進行選擇性吸附，使六價鉻與水分離，然后再用試劑將六價鉻洗脫下來，進行必要的凈化，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，雖然該方法在技術上有之處，在資源回收和閉路循環方面發揮了主導作用，但其投資費用大、操作管理復雜，一般的中小型企業難于適應。

除以上3種處理方法是目前國內常用的電鍍含鉻廢水處理技術。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處理含鉻廢水。