化学沉淀法处理含铬电镀废水的研究

第３６卷第１期　２　０　１　６年１月　湖北科技学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．１　Ｊａｎ．２０１６　文章编号：２０９５—４６５４（２０１６）０１—００２１—０３　化学沉淀法处理含铬电镀废水的研究　杜皓明　（广州市思创环保工程有限公司，广东　广州５１０４０５）　摘要：金属铬是无毒性的，但是六价铬却是一种有毒的化学物质，不光对皮肤有强烈的刺激作　用，还能起到致癌作用。在电镀工业当中，其产生的废水中六价铬含量比较高，如果不进行处理　任其进行排放进入饮水链后，会导致严重的后果。论文主要是介绍通过化学沉淀的方法来对含　铬电镀废水进行处理，采用Ｎａ　Ｓ：０　对电镀废水中的铬离子进行还原，生成危害性小的三价铬离　子，通过对酸碱度的调节形成沉淀。在使用沉淀法处理的过程当中，反应的初始浓度、ＰＨ值等　因素会对试验的过程有相当的影响，通过多次实验能够确定最佳参数。　关键词：化学沉淀法；六价铬；三价铬；含铬电镀废水　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　电镀就是利用电解原理在我们需要的金属表　与六价铬两种，六价铬的钠、钾、铵盐都溶于水。　不同价的铬离子的毒性略有不同，三价铬是稳定　性较强的氧化态，在人的胃肠道内不易吸收，而六　价铬的毒性要比三价铬大上百倍，对细胞的氧化　与还原影响非常大，同时对呼吸道与消化道有明　面薄薄的镀上一层其它金属，其主要目的是为了　提高金属的防腐蚀能力，这是当前化学工业当中　最常见的一种工艺流程，已被广泛使用。在电镀　的过程中会产生很多的废水，其中就含有许多的　重金属元素，主要是包括功能铬、铅、铜，这些重金　显的刺激作用。人如果长期处于铬污染的环境　属元素如果不经过处理就排放到河流中去，会被　大自然的环境造成毁灭性的破坏。特别是其中六　中，将有可能会造成健康受影响，甚至会出现中毒　的现象。电镀废水成分复杂，含氰废水与酸碱废　价铬元素离子更是高致癌物质，国家对于其排放　是有严格的标准的，如果废水中的铬离子浓度过　水外，还有大量的重金属废水，都具有严重的危害　性。根据重金属元素分类不同，可以分为含铬废　水、含镍废水、含铜废水等，这些污染物毒性非常　高，就必须经过相应的处理，降低其浓度后才允许　排放。当前我国由于铬离子超标排放引发的环境　污染已越来越严重了。２０１０年，广东省广宁县某　大，多种重金属都致癌。经过多年的研究，目前对　于电镀废水的处理主要集中于物理方法、化学方　法、生物方法等几种。化学沉淀法是一种简单易　操作的处理方法，反应快，反应的产物毒性相对较　小，目前已经得到了广泛的应用。　二、化学沉淀法技术分析　电镀车间的含高浓度铬离子废水没有经过处理就　进行了排放，结果导致周边地区的饮用井水出现　污染，使得周边５　０００多居民的生活受到了影响。　当前随着科学技术的发展，铬离子的处理技术也　在不断进行，但是化学沉淀处理法仍然是被广泛　使用的一种办法。　一采用化学沉淀法处理技术对电镀废水进行处　理是一种典型的处理方式，主要是把电镀废水中　的六价铬离子通过Ｎａ　Ｓ　０　还原成三价铬离子，通　、铬元素的存在形态与生态效应的关系　铬是一种略带蓝色的银白色金属，镀铬层的　硬度大，具有较强的耐磨性与反光效果。铬在自　过不断加入碱性物质对ｐＨ值进行调节，把三价铬　离子与氢氧离子发生化学反应，生成氢氧化铬，在　试剂中会产生絮凝状沉淀。类似于Ｎａ２Ｓ：０　物质　然界中以化合物的形式存在，主要体现在三价铬　收稿日期：２０１５—１０一ｏ８　２２　湖北科技学院学报　第３６卷　的还原剂还有硫酸亚铁、二氧化硫等。正是其中　这些化学试剂的高还原性，可以把高价铬离子顺　析　三、化学沉淀法处理含铬电镀废水的案例分　１．废水水质分析　工实验处理的废水是某电镀车间排出去的，　利地还原为低价离子，再进一步生成固化物，从而　对铬离子进行析出。目前采用化学沉淀法处理工　艺一般由两个反应池处理，第一个反应池中主要　作用是将废水使用硫酸调节ｐＨ值到２左右，加入　还原剂，在下一个反应池中使用氢氧化钠或氢氧　化钙来对反应池中的废水地ｐＨ值调节，再通过加　主要是存在着六价铬离子，其浓度在８０ｍｇ／Ｌ，废水　的ｐＨ值为６．２。　２．污水处理工艺分析　本实验污水处理工艺的流程图如图ｌ所示：　入絮凝剂，使沉淀物不断析出，并进行去除。　在进行化学沉淀法对电镀废水进行处理时，　一　蒲　采用反应池处理技术对电镀废水进行试验处理，　反聚　＿一　图１　污水处理工艺流程图　２０分钟，同时加气搅拌。（３）含铬废水调节池达到　高液位时电控柜上峰报警器报警，手动开启污水　在反应池中使用硫酸进行ｐＨ值调节到２左右，之　总　一铸●　触　后投入过量的Ｎａ　Ｓ：０　，采用氢氧化钠直接把反应　分　池中的液体ｐＨ值调节到７左右，生成氢氧化铬沉　张　淀，利用混凝剂，把沉淀物除去。通过使用反应池　水　试验法来对电镀废水进行处理，可以满足日处理　１００立方米的要求，成本较低，工艺流程相对简单。提升泵，调节水量至１０　ｍ。／ｈ，液位计输出信号控　制污水提升泵低液位自动停止。（４）调节还原池　进水的ｐＨ值在２—３之间。（５）调节投加还原剂　焦亚硫酸钠为３．７５。（６）通过中和池ｐＨ７—８之　间。（７）ＰＡＣ投加量为３０ｇ／ｍ；，即０．７５　ｋｇ／ｈ；　ＰＡＭ投加量为５　ｇ／ｍ；，即０．１２５　ｋｇ／ｈ。二者均由　整个处理工艺当中发生的化学反应的主要方程式　为：　酸性条件下：Ｎａ２Ｓ２０５＋Ｈ２０＝２ＮａＨＳＯ３　２Ｈ２　Ｃｒ２０７＋６ＮａＨＳＯ３＋３Ｈ２ＳＯ４＝２Ｃｒ２（ＳＯ４）３　＋３ＮａＳＯ４＋８Ｈ２０　计量泵自动投加，计量泵与废水调节池污水提升　泵联动，同起同停。　４．影响实验结合的因素分析　经过总结，化学沉淀法影响因素主要是还原　剂的加入量、ｐＨ值的控制以及废水中铬的浓度三　个主要因素。　碱性条件下：Ｃｒ２（ｓＯ　）３＋６ＮａＯＨ＝２Ｃｒ（ＯＨ）　＋３　Ｎａ２　ＳＯ４　（１）还原剂的加入量　３．污水处理运行过程分析　（１）在酸液储槽中，硫酸的浓度配置在３０％；　还原剂Ｎａ　Ｓ　０　的加入量对于还原反应中六　价铬离子有着重要的影响。根据化学反应计算公　ＮａＯＨ的浓度配置在２０％；在还原剂储槽中配制　２０％浓度的焦亚硫酸钠溶液；所有溶液溶解时间　式可以对用量进行计算，硫酸亚加入量应该为六　价铬量的１６倍。通过不断进行试验与总结，只有　在实际添加的还原剂大于１６倍时，效果才会更加　明显。最佳的添加用量为铬离子总量的２０至２３　倍，这时试验反应基本处于平衡状态，能够得到铬　去除的最大化。　规定为ｌ０分钟，同时加气搅拌。（２）在混凝剂储　槽中配制１０％浓度的聚合氯化铝（ＰＡＣ）溶液；在　助凝剂储槽中配制０．１％的聚丙烯酞胺（ＰＡＭ）溶　液，配置时同时投加５％的ＮａＯＨ；溶解时间均为　第１期　杜皓明　化学沉淀法处理含铬电镀废水的研究　２３　（２）ｐＨ值的控制　ｐＨ值对于化学反应的影响也非常重要，在实　际的实验或处理过程中，要进行严格的控制。在　还原反应中，随着六价铬不断转变成为三价铬，反　应池中溶液的ｐＨ值不断上升。在这一过程中，第　一阶段是六价铬离子与还原剂进行化学反应，主　要介质呈酸性，这时需要把废水使用酸性液体调　节至２—３，在实验过程中，通过改变ｐＨ值，当上升　到３．８时，将会出现少量的过氧化铁，此时的化学　还原反应接近终点。在第二阶段中，主要是沉淀　反应过程中。通过氢氧化钠或氢氧化钙的加入，　溶液ｐＨ值不断上升至９，在碱性条件下，三价铬离　子将会完全生成氢氧化铬沉淀，在加人混凝剂后，　把沉淀完全去除。　（３）电镀废水浓度影响　在电镀废水中铬离子的浓度对于化学反应也　有着重要的影响。当电镀废水中的铬离子浓度大　于２２０ｍｇ／Ｌ时，水中的氢氧化铬固体混凝悬浮物　不断增多，电镀废水的初始浓度不断增大，絮凝沉　淀后的上清液中铬总量明显增加，随着电镀废水　中浓度的不断增大，去除的效果反而更差。所以　需要在对电镀废水进行处理前，要通过一定的检　测手段对废水中的铬离子含量进行控测，从而经　过计算制定出最科学的处理手段与方法。一般废　水中的铬、铬离子浓度测量是采用二苯碳酞二阱　法用分光光度计来对吸光度进行测量，从而得到　一个曲线图。通过铬标准曲线计算出样品中铬的　总量，根据初始浓度与处理后的铬浓度值，来计算　出铬的去除率。　四、结语　当前由于工业的发展，我国的电镀厂数量众　多，就以上海市为例，截止２０１４年底，开展电镀业　力的企业企业３８１家，拥有锌、镍、铜、铬、金、银等　二十几个镀种，全年总产值约２５亿。通过对浓度　高的电镀废水进行排放或大量低浓度的电镀废水　对周围的环境造成了严重的危害。化学沉淀法处　理含铬废水的应用技术容易实现，只要化学反应　药剂的选择准确无误，可以根据化学反应方程式　准确地计算应投加量。化学法一次投资少，操作　简单，工艺改革容易，是当前使用比较广的一种工　艺。论文由铬元素的形态分析，通过化学沉淀法　来对电镀废水中的铬离子进行沉淀。通过化学氧　化还原法与絮凝沉淀法对电镀废水中的铬元素进　行析出。通过试验与总结发现，反应所处的溶液　ｐＨ值控制、初始电镀废水铬浓度、还原剂的加入量　大小都将会对反应的效果产生一定的影响。通过　一定的参数控制，达到还原反应的最优化才能不　断提高铬的去除率。　参考文献：　［１］孟超，孟庆庆．化学沉淀法处理含铬电镀废水的　工程应用研究［Ｊ］．环境科学与管理，２０１３，（４）：　１０６～ｌｌ０．　［２］曾君丽，吴肖湘，邵友元．化学氧化还原一中和　一絮凝沉淀法处理含铬电镀废水的研究［Ｊ］．东　莞理工学院学报，２０１１，（１）：１００～１０４．　［３］张志军，刘东飞，覃静，等．化学沉淀一微滤法　处理含铬电镀废水实验研究［Ｊ］．工业水处　理，２０１ｌ，（１２）：７０—７２．　［４］曾睿，杜茂平．化学法处理含铬电镀废水的研　究进展［Ｊ］．涂料涂装与电镀，２００５，（４）：４２～　４５．　［５］孙玉凤，赵春英，赵平．还原法处理含铬电镀废　水的工艺研究［Ｊ］．电镀与精饰，２０１２，（５）：４３～　４６．