含鉻污水處理

含鉻污水處理方法主要有藥劑還原沉澱法、SO2還原法、鐵屑鐵粉處理法等。鉻渣是在金屬鉻生產過程中排出的廢渣，主要是重鉻酸鈉。鉻渣大多呈粉末狀，有黃、黑、赭等顏色;渣中含有鎂、鈣、矽、鐵、鋁和沒有反應的三氧化二鉻。

基本介紹

• 中文名：含鉻污水處理
• 廢渣：主要是重鉻酸鈉
• 鉻渣：大多呈粉末狀
• 顏色：黃、黑、赭

產生原因

水泥

作為基礎工業不可缺少的元素，水泥被套用於各個領域中，而水泥中含有的六價鉻也就隨之擴散，如自來水處理池、我們居住的房屋等各個地方。隨著六價鉻逐漸向外浸出，水質就會受到污染。

生活飲用水

在我們的生活飲用水中，雖然存在的量較少，但卻是含鉻;鉻在水中多以六價鉻和三價鉻兩種態形式出現，其中毒性較強的是六價鉻,大約是三價鉻的100倍,六價鉻又主要以鉻酸鹽的形式存在。

常用方法

藥劑還原沉澱法

還原沉澱法是目前套用較為廣泛的含鉻廢水處理方法。基本原理是在酸性條件下向廢水中加入還原劑，將Cr6+還原成Cr3+，然後再加入石灰或氫氧化鈉，使其在鹼性條件下生成氫氧化鉻沉澱，從而去除鉻離子。可作為還原劑的有：SO₂、FeSO₄ 、Na₂SO₃、NaHSO₃、Fe等。還原沉澱法具有一次性投資小、運行費用低、處理效果好、操作管理簡便的優點，因而得到廣泛套用，但在採用此方法時，還原劑的選擇是至關重要的一個問題。

SO2還原法

二氧化硫還原法的原理

二氧化硫還原法設備簡單、效果較好，處理後六價鉻含量可達到0.l mg/L 。但二氧化硫是有害氣體，對操作人員有影響，處理池需用通風沒備，另外對設備腐蝕性較大，不能直接回收鉻酸。煙道氣中的二氧化硫處理含鉻(VI)廢水，充分利用資源，以廢治廢，節約了處理成本，但也同樣存在以上的問題。其反應原理為：

3SO₂ + Cr₂O₇^2- + 2H⁺ = Cr³⁺ + 3SO₄^2- + H₂O

Cr³⁺ + 30H^- = Cr(OH)₃



二氧化硫法處理含鉻廢水的步驟

1) 將硫磺燃燒產生的二氧化硫通入廢水中，與水作用生成亞硫酸,廢水中六價鉻被亞硫酸還原為三價鉻，生成硫酸鉻。

2)用鹼中和廢水，使其pH值為8，使三價鉻以氫氧化鉻的形式沉澱下來;過量的亞硫酸被中和生成亞硫酸鈉，並逐漸被氧化成硫酸鈉。

3) 將廢水送入平流式沉澱池中進行分離，上部澄清水排放，下部沉澱經乾化場脫水，泥餅的主要成分為氫氧化鉻，此外還含有少量其他金屬氫氧化物。用二氧化硫作還原劑,處理含鉻廢水,除鉻效果好，進水中六價鉻含量為81～430. 08 mg/L時，出水中六價鉻含量均能達到排放標準。該工藝基本上實現了二氧化硫的閉路循環，排放尾氣中二氧化硫的含量小於15mg/L。該工藝設備簡單、操作方便、性能穩定、一次投資省、占地面積小、容易上馬，處理費用低、技術經濟等條件約束小。所以一般小型的企業(如鄉鎮企業)可以採用二氧化硫法處理含鉻廢水。

鐵氧體法

鐵氧體法實際上是硫酸亞鐵法的發展，向含鉻廢水中投加廢鐵粉或硫酸亞鐵時，Cr⁶⁺ 可被還原成Cr³⁺。再加熱、加鹼、通過空氣攪拌，便成為鐵氧體的組成部分，Cr3+轉化成類似尖晶石結構的鐵氧體晶體而沉澱。鐵氧體是指具有鐵離子、氧離子及其他金屬離子所組成的氧化物。其具體反應為：

Cr₂O₇^2- + 6Fe²⁺ + 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O

Fe²⁺ + Fe³⁺ + Cr³⁺ + O₂ = Fe³⁺[Fe²⁺ Cr_x³⁺ Fe²⁺_1-x]O₄

鐵氧體法不僅具有還原法的一般優點，還有其特點，即鉻污泥可製作磁體和半導體，這樣不但使鉻得以回收利用，又減少了二次污染的發生，出水水質好，能達到排放標準。但是，鐵氧體法也有試劑投量大，能耗較高，不能單獨回收有用金屬，處理成本較高的缺點。

鐵屑鐵粉處理法

鐵屑鐵粉由於原料易得，價格便宜，處理含鉻(VI)等重金屬廢水效果較好，但該法要消耗較多的酸(電鍍廠可用車間生產的廢酸)，同時污泥量較大，鐵屑處理含鉻廢水有多種作用：(1)還原作用，由於鐵屑中含有雜質，它們與鐵的電位不同，鐵作為陽極溶解，給出電子成為二價鐵離子，電子轉移到陰極被Cr₂O₇^2-和H⁺接受成為Cr³⁺和H₂ ,陰極生成的二價鐵離子叉將Cr₂O₇^2-還原；(2)置換作用，廢水中電位比鐵正的金屬離子與金屬鐵屑粉末發生置換作用；(3)凝聚作用，反應生成的氫氧化鐵本身就是一種凝聚劑，有利於最後氫氧化鉻等的沉降；(4)中和作用，由於反應中要消耗太量的酸，隨著反應進行PH值不斷升高，使Fe呈氫氧化鐵析出；(5)吸附作用，經X射線微量分析，在鐵粉表面可見到吸附的金屬，因此認為鐵粉具有吸附作用。

鋇鹽法

利用溶解積原理，向含鉻廢水中投加溶度積比鉻酸鋇大的鋇鹽或鋇的易溶化合物，使鉻酸根與鋇離子形成溶度積很小的鉻酸鋇沉澱而將鉻酸根除去。廢水中殘餘Ba²⁺再通過石膏過濾，形成硫酸鋇沉澱，再利用微孔過濾器分離沉澱物[9]。反應式是：

BaCO₃ + H₂CrO₄→ BaCrO₄+ CO₂ + H₂O

Ba²⁺ +CaSO₄ → BaSO₄ + Ca²⁺

鋇鹽法優點是工藝簡單，效果好，處理後的水可用於電鍍車間水洗工序，還可回收鉻酸，復生BaCO_3；其缺點是過濾用的微孔塑膠管加工比較複雜，容易阻塞，清洗不便，處理工藝流程較為複雜。

電解還原法

電解還原法是鐵陽極在直流電作用下，不斷溶解產生亞鐵離子，在酸性條件下，將Cr⁶⁺還原為Cr³⁺。

用電解法處理含鉻廢水，優點是效果穩定可靠，操作管理簡單，設備占地面積小，廢水中的重金屬離子也能通過電解有所降低。缺點是耗電量較大，消耗鋼板，運行費用較高，沉渣綜合利用等問題有待進一步解決。

離子交換法

離子交換法是藉助於離子交換劑上的離子和水中的離子進行交換反應除去水中有害離子。目前在水處理中廣泛使用的是離子交換樹脂。對含鉻廢水先調pH值，沉澱一部分Cr³⁺後再行處理。將廢水通過H型陽離子交換樹脂層，使廢水中的陽離子交換成H⁺而變成相應的酸，然後再通過OH型陰離子交換成OH^-，與留下的H⁺結合生成水。吸附飽和後的離子交換樹脂，用NaOH進行再生。

離子交換法的優點是處理效果好，廢水可回用，並可回收鉻酸。尤其適用於處理污染物濃度低、水量小、出水要求高的廢水。缺點是工藝較為複雜，且使用的樹脂不同，工藝也不同；一次投資較大，占地面積大，運行費用高，材料成本高，因此對於水量很大的工業廢水，該法在經濟上不適用。