亚硫酸氢钠还原法处理电镀含铬废水浅析

2013-04-29周莹雯

科技创新与应用 2013年9期

关键词：电镀

周莹雯

摘要：主要介绍了铬酸酐的危害以及镀铬工艺产生的含铬废水的几种常用处理方法。在此基础上，详细说明了采用亚硫酸氢钠还原法处理含六价铬废水的条件、工艺以及六价铬的处理效率。从工程实际运行的角度，提出了含铬废水污染的源头控制措施。

关键词：电镀；含铬废水；亚硫酸氢钠还原法；六价铬

铬是一种微带天蓝色的银白色金属，具有很强的钝化性能。铬镀层在大气中很稳定，能长期保持光泽，在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀性介质中也非常稳定，且具有硬度高、耐磨性和耐热性好、反光能力强等优点，常用作防护-装饰性镀层的外表层和功能性镀层。

传统镀铬工艺以铬酸酐作为电镀液的基础，以硫酸作为催化剂，因此，生产废水中Cr6+浓度较高。

1 铬酸酐和六价铬的危害

铬酸酐即为三氧化铬（CrO3），是暗红色斜方晶系结晶，溶于水和醚，有毒，密度为2.7～2.8g/cm3，熔点为196℃，熔融时稍有分解。在200℃～250℃时，分解放出氧，生成介于三氧化铬和三氧化二铬之间的中间化合物。遇到臭氧时，能产生过氧化物。铬酸酐还是一种强氧化剂，与有机物接触磨擦能引进燃烧，遇到酒精、苯能发生燃烧或爆炸。

六價铬（Cr6+）为吞入性毒物、吸入性极毒物，对环境有持久性危害。急性铬中毒多由六价铬化合物引起，靶器官主要是肺和皮肤。铬化合物可致畸、致突变，六价铬化合物具有较强的致癌性。过量的（超过10ppm）六价铬对水生生物有致死作用。

2 几种常用的含铬废水处理方法

含铬废水的处理方法多种多样，近年来，通过运行实践，证明在实际工业生产中切实可行的处理方法主要有如下几种：（1）逆流清洗-蒸发浓缩法；（2）电解法；（3）铁屑还原法；（4）二氧化硫还原法；（5）钡盐沉淀法；（6）硫酸亚铁还原法；（7）槽内还原法；（8）离子交换法；（9）生化处理法；（10）铁氧体法；（11）亚硫酸氢钠还原法。

3 亚硫酸氢钠还原法处理含六价铬废水的条件、工艺及处理效率

3.1 处理条件

Cr6+在酸性条件下，主要以重铬酸根离子（Cr2O72-）的形式存在，在碱性条件下，主要以铬酸根离子（CrO42-）的形式存在，还原成Cr3+必须在酸性条件下才能完成。在通常机械搅拌的情况下，当废水pH≤2时，还原反应5min可以完成；pH为2.5～3时，反应时间为20min～30min；pH=4时，反应速度很慢；pH更高时，不再发生反应。

NaHSO3作为还原剂，承受水质波动冲击能力较大，反应速率相对较快，污泥产生量较少，不会造成出水色度问题。Cr6+和HSO3-反应的理论比值是1∶3.1，实际用量通常是1∶3.5～1∶4。

3.2 处理工艺

亚硫酸氢钠还原法处理含六价铬废水的工艺流程见下图。

处理工艺流程图

生产废水进入废水处理系统后，先进入调节池，通过添加H2SO4或NaOH溶液调整pH值；然后进入还原反应槽，添加NaHSO3和H2SO4，插入ORP计（酸化还原电位计），调节废水pH值<3，设置还原电位，通过化学反应将Cr6+还原为无毒的Cr3+，反应原理如下：

反应结束后，废水进入中和槽，添加NaOH溶液，将pH值调整到8～9之间，控制Cr3+的溶解量在0.1mg/L以下，生成沉淀物Cr（OH）3，反应原理如下：

废水挟带大量Cr（OH）3进入沉淀槽，经沉淀分离后，上部清水通过pH值检测达标排放，下部污泥送入污泥干化池干化处理，外运处置。污泥干化池产生的渗出水送回调节池。

主要处理单元出水pH值建议值：还原反应槽2.5～2.7；中和槽8.5～9.0；沉淀槽6.0～9.0。

为减轻因NaHSO3过剩产生的分散效果，可添加适量的CaCl2溶液。

为确保处理系统出水水质达标，建议工程实际实施过程中采取以下措施：

（1）还原反应槽、中和槽、沉淀槽均设置pH计。

（2）采用全自动控制系统，各处理工序可根据pH计测定值自动运行，以获得最佳处理条件；废水中pH计、ORP计出现异常，或设备发生故障时，均可被监测到，并立即报警。