電鍍廢水處理論文

1、<p>　　蝿螀羋莆蒈螞膄蒞薁袈肀莄蚃蟻羆莃莃袆袂蒂蒅蠆膁蒂薇裊肇蒁蝕蚇羃蒀葿袃罿葿薂螆芇蒈蚄羈膃蕆螆螄聿蒆蒆罿羅肅薈螂袁膂蝕羈膀膁莀螀肆膀薂羆肂腿蚅衿羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿蝕聿膆蟻裊羅芅莁蚈袁芄蒃襖腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁節(jié)蒈螅羇芁薀羀袃芀螞螃膂荿莂罿肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莇蝿螀羋莆蒈螞膄蒞薁袈肀莄蚃蟻羆莃莃袆袂蒂蒅蠆膁蒂薇裊肇蒁蝕蚇羃蒀葿袃罿葿薂螆芇蒈蚄羈膃蕆螆螄聿蒆蒆罿羅肅薈螂袁膂蝕羈膀膁莀螀肆膀薂羆肂腿蚅衿羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿

2、蝕聿膆蟻裊羅芅莁蚈袁芄蒃襖腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁節(jié)蒈螅羇芁薀羀袃芀螞螃膂荿莂罿肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莇蝿螀羋莆蒈螞膄蒞薁袈肀莄蚃蟻羆莃莃袆袂蒂蒅蠆膁蒂薇裊肇蒁蝕蚇羃蒀葿袃罿葿薂螆芇蒈蚄羈膃蕆螆螄聿蒆蒆罿羅肅薈螂袁膂蝕羈膀膁莀螀肆膀薂羆肂腿蚅衿羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿蝕聿膆蟻裊羅芅莁蚈袁芄蒃襖腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁節(jié)蒈螅羇芁薀羀袃芀螞螃膂荿莂罿肈莈蒄螁羄莇薆羇袀莇蝿螀羋莆蒈螞膄蒞薁袈肀莄蚃蟻羆莃莃袆袂蒂蒅蠆膁蒂薇裊肇蒁蝕蚇羃蒀葿袃罿葿薂螆芇蒈蚄羈膃蕆螆

3、螄聿蒆蒆罿羅肅薈螂袁膂蝕羈膀膁莀螀肆膀薂羆肂腿蚅衿羈腿螇螞芇膈蕆袇膃膇蕿蝕聿膆蟻裊羅芅莁蚈袁芄蒃襖腿芃蚆蚆膅芃螈羂肁節(jié)蒈螅羇芁薀羀袃芀螞螃膂荿</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　據(jù)了解，我國的電鍍工廠大約有一萬多家，每年排放的電鍍廢水約40億m2.含Cr（VI）廢水是電鍍行業(yè)的主要廢水來源之一。Cr（VI）具有強毒性，是國際抗癌眼睛中心和美

4、國毒理學組織公布的致癌物，具有明顯的致癌作用，Cr（VI）化合物在自然界不能被微生物分解，具滲透前移性較強，對人體有強烈的致敏作用。因此，對含Cr（VI）電鍍廢水的妥善處理，是電鍍行業(yè)中一個必須解決的環(huán)境問題。</p><p>　　電鍍行業(yè)是通用性強、使用面廣、跨行業(yè)、跨部門的重要加工工業(yè)和工藝性生產(chǎn)技術(shù)。由于電鍍行業(yè)使用了大量強酸、強堿、重金屬溶液，甚至包括鎘、氰化物、鉻酐等有毒有害化學品，在工藝過程中排放了污

5、染環(huán)境和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，已成為一個重污染行業(yè)。</p><p>　　除了少部分國有大型企業(yè)、三資企業(yè)及新建的正規(guī)專門電鍍廠擁有國際先進水平的工藝設(shè)施，大多數(shù)中小型企業(yè)仍然使用簡陋而陳舊的設(shè)備，操作方式以手工操作為主。我國電鍍行業(yè)存在的主要問題有：</p><p>　　（1）廠點多、規(guī)模小，專業(yè)化程度低。（2）裝備水平低。表現(xiàn)在一方面缺少機械裝備，以手工操作為主；另一方面是技

6、術(shù)裝備水平不高，自動化程度低，可靠性差，產(chǎn)品質(zhì)量部穩(wěn)定。（3）管理水平較低，經(jīng)濟效益較差。（4）電鍍污染治理水平低，有效治理率低。（5）經(jīng)營粗放，原材料利用率低。一大部分甚至絕大部分寶貴的原材料流失并變成了污染物。在清潔生產(chǎn)審計中調(diào)查的10條電鍍加工線中，平均用水量為0.82t/m2，是國外的10倍。</p><p>　　鑒于鉻污染的嚴重危害性，污水綜合處理排放標準規(guī)定總鉻與Cr（VI）的最高允許排放溶度分別為1

7、.5mg/L和0.5mg/L。在控制排放溶度與總量的同時，發(fā)展高效、經(jīng)濟的水處理工藝成為研究的熱點。</p><p>　　目前，國內(nèi)外許多研究者對高鹽廢水作了許多研究，對于含Cr（VI）電鍍廢水的處理主要采用化學還原法、電解法、微生物法、萃取法等。化學法是當前應用最廣泛的一種方法，主要有化學還原法和化學沉淀法。但由于在實際運作中，投料量和PH值較難控制，如果控制不當，可能造成處理效果不佳，如果投料過量，浪費資源，

8、成本不但增加，而且出手COD也會增加，還易形成[Cr2(OH)2SO3]2+絡(luò)離子，加堿亦難沉淀；如果投料不足，則Cr（VI）還原不充分，出水Cr（VI）還原不充分，出水中Cr（VI）含量不達標。同時，化學法二次污染較嚴重，管理操作復雜。這些因素嚴重影響了化學法在凈化含鉻（VI）電鍍廢水的應用。</p><p>　　針對含鉻廢水的各種處理技術(shù)都有各自的優(yōu)勢和不足之處，將兩種或兩種以上工藝優(yōu)化組合，形成協(xié)同互補，進

9、一步提高處理效果、降低處理成本，是電鍍廢水治理技術(shù)研究和應用的重要發(fā)展趨勢。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和世界范圍內(nèi)對環(huán)保的高度重視，許多治理電鍍廢水的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。目前電鍍廢水治理已經(jīng)進入情境生產(chǎn)工藝、總量控制和循環(huán)經(jīng)濟整合階段。</p><p>　　本課題擬采用化學沉淀、混凝法對含Cr電鍍廢水進行還原PH、混凝劑、PH條件及藥劑投加量的選擇實驗。通過氧化還原的原理將還原劑投入含Cr（VI）的廢水中，將Cr（VI）還原

10、成Cr（III）并加入堿使其轉(zhuǎn)化為難溶的Cr（OH）3，此時，再用混凝劑將該氫氧化物混凝沉淀，從而達到去除電鍍廢水中Cr（VI）的目的。通過實驗在不同還原PH下測量Cr（VI）的還原率，篩選出電鍍廢水中Cr（VI）還原最有利的PH條件，在最佳還原PH條件下，對混凝劑和混凝PH進行篩選，從而得到適合混凝的條件，使之更好的應用于生產(chǎn)。本實驗還考察了該方法在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益，對物料進行合理配比，這樣既節(jié)省了企業(yè)資金又做到了資源的循環(huán)利用，符合

11、環(huán)保的要求，符合現(xiàn)在節(jié)約型社會的要求，有明顯的經(jīng)濟和社會效益。1 文獻綜述</p><p>　　1.1 含鉻電鍍廢水帶來的環(huán)境問題 </p><p>　　電鍍廢水就其總量來說，比如造紙、印染、化工、等行業(yè)的水量小，污染面窄，但由于電鍍廠點分布廣，廢水中所含高毒物質(zhì)的種類多，其危害性是很大的。未經(jīng)處理達標的電鍍廢水排入河道、池塘，滲入地下，不但會危害環(huán)境，而且會污染飲用水和工業(yè)用水。電鍍廢

12、水中含有鉻鋅、銅、鎘，鉛、鎳等重金屬離子以及酸、堿氰化物等具有很大毒性的雜物。有的還屬于致癌和致畸變的劇毒物質(zhì)．因此必須認真地加以處理．以免對人們造成危害。</p><p>　　電鍍工廠（或車間）排出的廢水和廢液，如鍍件漂洗水、廢槽液、設(shè)備冷卻水和沖洗地面水等，其水質(zhì)因生產(chǎn)工藝而異，有的含鉻，有的含鎳或含鎘、含氰、含酸、含堿等。廢水中的金屬離子有的以簡單的陽離子形態(tài)存在（如Cr6+、Ni2+、Cu2+等），有的以

13、酸根陰離子形式存在,有的則以復雜的絡(luò)合陰離子形式存在。一種廢水中常含有一種以上的有害成分，如含鉻電鍍廢水中既有鉻又有銅。此外，一般鍍液中常含有機添加劑。</p><p>　　電鍍廢水多有毒，危害較大。如六價鉻可引起肺癌、腸胃道疾病和貧血，并會在骨、脾和肝臟內(nèi)蓄積。因此，電鍍廢水必須嚴格控制，妥善處理。六價鉻為吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可能導致敏感；更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對環(huán)境有持久危險性

14、。但這些是六價鉻的特性，鉻金屬、三價或四價鉻并不具有這些毒性。</p><p>　　六價鉻是很容易被人體吸收的，它可通過消化、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體。有報道，通過呼吸空氣中含有不同濃度的鉻酸酐時有不同程度的沙啞、鼻粘膜萎縮，嚴重時還可使鼻中隔穿孔和支氣管擴張等。經(jīng)消化道侵入時可引起嘔吐、腹疼。經(jīng)皮膚侵入時會產(chǎn)生皮炎和濕疹。危害最大的是長期或短期接觸或吸入時有致癌危險。</p><p>

15、　　過量的（超過10ppm）六價鉻對水生物有致死作用。實驗顯示受污染飲用水中的六價鉻可致癌。六價鉻化合物常用于電鍍、制革等 動物喝下含有六價鉻的水后，六價鉻會被體內(nèi)許多組織和器官的細胞吸收。</p><p>　　1.2 含鉻電鍍廢水處理現(xiàn)狀 </p><p>　　1.2.1 含鉻電鍍廢水處理概況 </p><p>　　眾所周知，幾乎所有的電鍍廠點都有鍍鉻生產(chǎn)，而且其

16、它鍍種的鍍前、鍍后處理還需要使用鉻鹽。電鍍工業(yè)中含鉻廢水數(shù)量之大，可以預見。因此，電鍍含鉻廢水治理技術(shù)已引起人們極大之關(guān)注。我國對含鉻廢水的處理也經(jīng)過了幾個發(fā)展階段。</p><p>　　60年代，國內(nèi)曾有少數(shù)電鍍廠用硫酸亞鐵——石灰法處理鍍鉻廢水，該方法雖然能消除Cr6+的污染，但污泥量大而又沒有出路，只好棄用。其后的BaCrO4沉淀法，又因收集困難，不能回用，且所用鋇鹽會引起二次污染，而沒有推廣。鐵氧體法及鉻

17、黃法，因制得產(chǎn)品化學成份難以穩(wěn)定，產(chǎn)品制造過程復雜、產(chǎn)量太小和沒有銷路，應用這兩種技術(shù)的廠不多。</p><p>　　70年代初期，有人使用了活性炭吸附、電解還原等方法處理含鉻廢水。但是電解法產(chǎn)生含F(xiàn)e、Cr的污泥，且有設(shè)備易受嚴重腐蝕、耗電量多、處理效果不穩(wěn)定等缺點，即使已經(jīng)投產(chǎn)的工廠也只得放棄不用。隨后，有報導介紹以水合肼在鍍鉻后設(shè)槽直接還原的方法，以為還原后即可排放，但實際上，對三價鉻及水合肼還需要處理，加

18、上對水合肼降解規(guī)律的認識不夠，以致使用不久即便停用。活性炭吸附法或以活性洗滌劑脫附的方法，均曾在行業(yè)內(nèi)進行模擬試驗，也因吸收效果不佳和脫附后的收集問題，沒能推廣。至于槽邊電解回收法，雖有回收意義，但實效不大而且耗電量大，也不理想。</p><p>　　1973年，我國第一次環(huán)境保護工作會議召開，有關(guān)部門參照了國外環(huán)保部門的一些法令，制訂并頒布了試行的工業(yè)廢水排放標準，促使電鍍界對含鉻廢水的處理技術(shù)的認真研究、開發(fā)

19、和推廣應用。當時雖然知道發(fā)達國家以采用傳統(tǒng)的化學法為治理含鉻廢水的主要手段，但鑒于我國60年代的治理經(jīng)驗，即電鍍污泥難于妥善處理，加上認為傳統(tǒng)的化學法一般都不能回收資源，因此國內(nèi)一些科研機構(gòu)都極力探討新方法，尤其著重研究既能回收化工原料又能使水循環(huán)利用的閉路循環(huán)治理技術(shù)。</p><p>　　1974年，離子交換樹脂處理鍍鉻廢水方法研究成功，1976年后在工業(yè)上大量推廣應用。70年代末期研究成功鈦質(zhì)薄膜蒸發(fā)器，用

20、以濃縮回收鍍鉻等電鍍廢液。80年代初，又發(fā)展了形形式式的逆流漂洗技術(shù)。此后，一些設(shè)計部門便為工廠設(shè)計了不少“逆流漂洗——蒸發(fā)濃縮——離子交換”組合治理技術(shù)的設(shè)備。有幾家工廠還將洗脫液送鍍槽回用，同時處理后的水可循環(huán)利用。當時被認為是電鍍廢水處理技術(shù)的一大突破，一下子壓倒了傳統(tǒng)的化學法和當時在中國比較盛行的電解還原法。據(jù)不完全統(tǒng)計，在1976年～1981年，僅上海市就有100 多家工廠采用了這種方法。</p><p&g

21、t;　　離子交換法1974年研究成功，1976年便開始大量推廣應用，前后僅兩年時間，顯然來自生產(chǎn)單位的實踐經(jīng)驗不多。經(jīng)過幾年的實踐后，離子交換法暴露了不少弱點，例如投資大，需要一次性投資5～10萬元，操作管理要求嚴格等。最大的問題是回收的鉻酸中含過多的CI-及，大多數(shù)工廠都難以直接送電鍍槽回用。即使以電解法清除CI-，用鋇鹽法沉淀除去，仍然不能直接回用。后來也曾在行業(yè)中推廣過如下的方法即采用離子交換法處理，以732型陽離子交換樹脂凈化回

22、收液中Cr3+、Fe3+等陽離子，加上膜蒸發(fā)器濃縮，電解脫氯，BaCO3沉淀，期望直接回用與零排放一起實現(xiàn)。但這一方法，經(jīng)同行業(yè)大面積實踐，證實并未能實現(xiàn)直接回用及零排放，也未體現(xiàn)出經(jīng)濟效益。一般都多認為:僅僅依靠離子交換樹脂一種技術(shù)來處理鍍鉻廢水，在經(jīng)濟上是不上算的，處理1噸廢水費用已由原來的1元錢左右上升至2～3元錢，遠遠超過了它回收下來的化工原料的價值。認為離子交換樹脂的治理作用，“被不適當?shù)刈髁丝浯罅恕薄?lt;/p>

23、<p>　　當然，離子交換法的治理作用是不能完全否定的，譬如在回收富集貴金屬廢水方面，它仍然是最經(jīng)濟的方法。對一些含有絡(luò)合劑不適宜化學沉淀處理的廢水，它也仍然不失為一種好方法。</p><p>　　在電鍍生產(chǎn)中，鍍件漂洗水量愈大則后面的廢水處理設(shè)備愈龐大，所以我國80年代初就開始改進鍍件的漂洗方式，采取提高清洗水溫度，向回收槽中添加表面活性劑以增強脫附效果等辦法，還采用了種種形式的逆流漂洗以減少污染物帶

24、出量，大幅度節(jié)約漂洗水，減少廢水處理的投資，被認為是經(jīng)濟的治理技術(shù)。</p><p>　　除了間歇式及連續(xù)式逆流漂洗外，又發(fā)展了一種“反噴淋逆流漂洗”工藝。其特點是在鍍槽后端及各級回收槽上都設(shè)置噴霧淋洗裝置，采用自控元件使這些裝置與自動電鍍生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)程序同步。每當鍍件提出液面時，用后一級漂洗槽中濃度較稀的廢液過噴前一級槽中的鍍件，只在終端補充純水。采用這種方式最理想的結(jié)果是可節(jié)約水94%左右。正因為此項技術(shù)效果

25、顯著，使國內(nèi)一些電鍍與環(huán)保工作者不約而同地走向為另一個極端:認為在電鍍生產(chǎn)過程中，只要盡量壓縮清洗水量，使清洗水量與鍍液蒸發(fā)量之間實現(xiàn)平衡，就可以達到封閉循環(huán)的目的，認為這已成為“無排放”電鍍生產(chǎn)線。有人還詳盡推導了清洗水濃度變化和計算公式。可惜，這只是電鍍與環(huán)保工作者的一種理想而已。</p><p>　　首先，在電鍍生產(chǎn)過程中，從前道工序帶入的雜質(zhì)，溶解鍍件和鍍層所引入的雜質(zhì)，電極材料、掛具、夾具材料的溶解，以

26、及清洗水中的雜質(zhì)帶入等雜質(zhì)積累是絕對的，不可避免的。這些雜質(zhì)對電鍍工藝和鍍層質(zhì)量又是極端有害的，必需加以去除。假使無排放，那么這些雜質(zhì)到哪里去了呢?對鍍鉻來說，積累的可用BaCO3去除，Cl-用電解法脫除，但積累的Fe3+、Cu2+、等就必須用樹脂交換法才能處理掉。普通離子交換樹脂經(jīng)受不住濃度大于130g/L的H2CrO4的氧化，故只能經(jīng)常采用稀釋法處理，使H2CrO4濃度低于130g/L。多出來的這部分廢液怎辦?樹脂上再生下來的廢液和

27、BaSO4廢渣又怎辦?即使后來南京樹脂廠研制成功了一種能耐強氧化性的離子交換樹脂，但是能否經(jīng)受住生產(chǎn)考驗，尚需通過應用證實。</p><p>　　其次，電鍍過程中鍍液蒸發(fā)損失量很少，如強制維持平衡是無法持續(xù)操作的。在蒸發(fā)率沒能超過帶出率的情況下，清洗線就得設(shè)置數(shù)量多到不切實際的清洗槽。而且，經(jīng)過一定時間，鍍液就會因雜質(zhì)積累而受到污染。</p><p>　　總之，就目前國內(nèi)的實際情況，要想把

28、電鍍廢水全部消化于電鍍生產(chǎn)工藝過程中，還存在著許多難以解決的技術(shù)問題。</p><p>　　1.2.2 現(xiàn)行含鉻電鍍廢水處理的主要方法及評價 </p><p>　　國內(nèi)外含鉻電鍍廢水處理的主要技術(shù)有：氧化還原工藝、混凝工藝、生物除鉻工藝、吸附工藝、膜慮除鉻工藝，等。</p><p>　　1.2.2.1 氧化還原工藝</p><p>

29、　　氧化還原工藝的原理是將還原劑投入含Cr（VI）的廢水中，將Cr（VI）還原成Cr（III），所生成的Cr（III）和Fe3+都能在中性水中生成難溶的氫氧化物，通過沉淀、過濾從水中得到分離。張學洪等以含鉻電鍍廢水為研究對象，提出了硫酸亞鐵-粉煤灰法處理含鉻廢水，將含硫酸廢水用于調(diào)節(jié)PH值。含鉻廢水處理條件：酸化還原反應，F(xiàn)eSO4：Cr（VI）=20：1，PH=4.1，壓縮空氣攪拌；堿性沉淀，粉煤灰：Cr（VI）=30-35：1，PH

30、=8.2-8.4。孫迎雪等根據(jù)由精礦粉盒氧化鐵磷加工而成的鐵質(zhì)多孔物質(zhì)對含鉻廢水的處理試驗表明：該鐵質(zhì)多孔濾料的粒徑為1.45-2.00mm，廢水的PH值為5-6，穩(wěn)定在約20攝氏度時，Cr（VI）的去除率可達95%，總鉻的去除率達80%以上。</p><p>　　1.2.2.2 混凝工藝</p><p>　　金屬鉻絡(luò)合廢水中的Cr（VI）與偶氮類有機配體結(jié)合，呈絡(luò)合狀態(tài)，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。采

31、用常規(guī)的中和混凝法對含鉻絡(luò)合物的廢水進行處理，均不能有效去除。趙國華等通過研究表明，溫度和酸度是影響絡(luò)合態(tài)鉻離子熱力學穩(wěn)定性的主要因素。因此，通過酸化、預熱、中和以及混凝等步驟，可將該類高濃度絡(luò)合態(tài)鉻離子完全解離，游離出的鉻離子極易通過投加石灰乳中和沉淀去除，處理后鉻溶度降到1.0mg/L一下。</p><p>　　1.2.2.3 微生物法</p><p>　　今年來，微生物法處理含鉻廢水

32、越來越受到關(guān)注，許多微生物具有較高的耐鉻性并且能在好氧或厭氧狀態(tài)下將高毒性的Cr（VI）還原成低毒性的Cr（III），進而通過微生物分泌的胞外粘性物質(zhì)吸附，或通過特定的透膜機制進入胞內(nèi)，參與胞內(nèi)代謝，多余部分以顆粒形式存在于菌體特定部位。</p><p>　　1.2.2.4 吸附工藝</p><p>　　許燕濱等利用自制的實驗裝置，研究了不同磁感應強度下，A、B兩株厭氧除Cr（VI）菌的菌

33、落大小、菌密度變化、混合菌數(shù)以及除Cr（VI）效果。結(jié)果表明：磁場對微生物的生長具有累積效應，且磁生物效應存在滯后性，磁感應強度為6mT時，除Cr（VI）效果達到最佳值，Cr（VI）的去除率為36.17%。</p><p>　　吸附工藝因操作簡單、工藝成熟、適用范圍廣等優(yōu)點而成為智利重金屬污染最常用的技術(shù)之一。楊靜等以熱電廠爐渣為主，加入少量硫酸亞鐵及明礬配成的混凝吸附劑，用于處理電鍍廢水中的Cr（VI）。當用硫

34、酸亞鐵：明礬：爐渣=8：13：104配成混凝吸附劑來處理含Cr(VI)廢水時，取得較好的效果，該方法對PH≥9的廢水都有較理想的處理效果。林文壯等利用廉價的粉煤灰陶粒作為吸附劑，在廢水PH=5.5，按鉻與含鋇陶粒重量比為1：1000投加含鋇陶粒進行處理，可使Cr（VI）去除率達到99%以上，出水符合國家排放標準。在含鋇粉煤灰陶粒達到飽和失去處理能力后，可用鹽酸等溶劑進行洗脫。孫家壽等采用天然沸石、膨潤土基材料經(jīng)MgCl2和AlCl3活化

35、而制的FMA、BMA吸附處理含鉻廢水，鉻的去除率均在90%以上，經(jīng)一次或幾次吸附后，完全可達到國家排放標準。對吸附已達飽和的吸附劑，可用10%NH4Cl進行洗脫，洗脫后仍保持良好的吸附性能。</p><p>　　1.2.2.5 膜慮工藝</p><p>　　王子嫻等使用CPC超濾同時去除鉻酸鹽和硝酸鹽的研究表明，在硝酸鹽、鉻酸鹽和CPC得摩爾比為1：1：10時，鉻酸鹽和硝酸鹽的去除率分別為

36、99%和80%，且鉻酸鹽陰離子與CPC膠束優(yōu)先結(jié)合。液膜技術(shù)具有傳質(zhì)快，選擇性好，能反濃差傳質(zhì)等優(yōu)點，在許多工業(yè)領(lǐng)域都有應用前景。陳蕊貞等以液膜法處理廢水，選用無毒的磷酸三丁酯作載體，耐酸堿性能較好的蘭113B作表面活性劑，用乳狀型液膜從廢水中去除Cr（VI）。實驗在最佳工藝條件下，當鉻初始濃度小于400mg/L時，經(jīng)一級液膜處理，鉻濃度小于0.5mg/L。</p><p>　　綜上分析可知，氧化還原法、混凝法和

37、吸附法適合去除高濃度含鉻廢水，且成本較低，生物法適合去除水中低濃度鉻，成本低但所需時間長，出水水質(zhì)起伏較大，膜慮法除鉻速度快，環(huán)境安全性高，但成本較高。實際生成中可能將上述一種或幾種工藝進行有機組合，以確保廢水排放達標及飲用水供水安全性。</p><p>　　1.3 含鉻電鍍廢水處理方法的應用 </p><p>　　由于國家對環(huán)保的要求越來越嚴格，含鉻廢水的治理可采取化學法與逆流漂洗結(jié)合的

38、方法進行。在化學法處理中，固液分離是關(guān)鍵也是難題。目前大多數(shù)工廠為減少沉淀污泥，已較少采用FeSO4還原，而大多數(shù)采用Na2SO3、Na2S2O5及Na2S2O4類作還原劑。還原后產(chǎn)生的Cr3+用稀NaOH調(diào)pH至8.5～9.5范圍，使生成Cr(OH)3沉淀，然后進行固液分離過濾。</p><p>　　我國對固液分離技術(shù)，采用過氣浮法，并有矩形、圓形等多種形式的氣浮設(shè)備供應。氣浮法的缺點是能耗大，有些工廠還發(fā)現(xiàn)氣

39、浮法不適于含表面活性劑較多的廢水處理(有些工廠為使鍍件所帶出廢液少，向回收槽里加入了表面活性劑促使廢鉻酸脫附)。因此最近不少工廠又傾向于采用“快速砂濾——斜管沉淀”法。為了解決砂濾層中過濾污泥堵塞的問題，上海研究成功了幾種連續(xù)砂濾囂，它能連續(xù)清洗砂中的污物，使砂床始終保持通暢，保證連續(xù)運行。有些工廠還采用了PE管過濾囂，使水中固體懸浮物進一步降低。由于PE管在過濾中易堵塞，使用時間不長就得用壓縮空氣或清水反沖，不僅增加了操作難度還降低了

40、工作效率。所以，PE管式過濾機對連續(xù)處理含固體懸浮物較少的電鍍?nèi)芤盒Ч泻?，但對過濾固體懸浮物較多的Cr(OH)3廢水，效果是不理想的。</p><p>　　我國的過濾機設(shè)備通過引進、消化、吸收，過濾機的性能已有所提高。盡管各種形式的固液分離設(shè)備層出不窮，但是效果仍未達到十分理想的狀態(tài)。筆者認為除過濾設(shè)備性能因素外，主要是鉻鹽的化學性質(zhì)所決定的。</p><p>　　大家知道，Cr(OH)

41、3沉淀具有兩性，既能溶于酸又能溶于堿。如果堿用量不足，反應不完全，難以將三價鉻沉淀完全。若堿用量不足，又會使Cr(OH)3溶解成。而我們對堿的加入量，大都憑經(jīng)驗加入，這就難免出現(xiàn)過量或不夠的問題。可以利用稀氨水代替稀NaOH調(diào)pH值，因為弱堿稀氨水是不會溶解Cr(OH)3沉淀的。這個方法已用于含鉻廢水的治理，并申請了中國專利。</p><p>　　Cr(OH)3沉淀本身細小并容易形成膠體，尤其是凈化還原槽中，Cr

42、6+含量過高或NaHSO3與Cr6+投料比太大(超過4～5以上)，均會造成Cr(OH)3不易沉淀的現(xiàn)象，若比值高于或等于8，易生成鉻合離子〔Cr2(OH)2(SO3)3〕2-，這時加NaOH也不易生成沉淀。</p><p>　　1.4 課題研究的背景和意義 </p><p>　　據(jù)了解，我國的電鍍工廠大約有一萬多家，每年排放的電鍍廢水約40億m2.含Cr（VI）廢水是電鍍行業(yè)的主要廢水來源

43、之一。Cr（VI）具有強毒性，是國際抗癌眼睛中心和美國毒理學組織公布的致癌物，具有明顯的致癌作用，Cr（VI）化合物在自然界不能被微生物分解，具滲透前移性較強，對人體有強烈的致敏作用。因此，對含Cr（VI）電鍍廢水的妥善處理，是電鍍行業(yè)中一個必須解決的環(huán)境問題。</p><p>　　鑒于鉻污染的嚴重危害性，污水綜合處理排放標準規(guī)定總鉻與Cr（VI）的最高允許排放溶度分別為1.5mg/L和0.5mg/L。在控制排放

44、溶度與總量的同時，發(fā)展高效、經(jīng)濟的水處理工藝成為研究的熱點。</p><p>　　目前，國內(nèi)外許多研究者對高鹽廢水作了許多研究，對于含Cr（VI）電鍍廢水的處理主要采用化學還原法、電解法、微生物法、萃取法等?；瘜W法是當前應用最廣泛的一種方法，主要有化學還原法和化學沉淀法。但由于在實際運作中，投料量和PH值較難控制，如果控制不當，可能造成處理效果不佳，如果投料過量，浪費資源，成本不但增加，而且出手COD也會增加，還

45、易形成[Cr2(OH)2SO3]2+絡(luò)離子，加堿亦難沉淀；如果投料不足，則Cr（VI）還原不充分，出水Cr（VI）還原不充分，出水中Cr（VI）含量不達標。同時，化學法二次污染較嚴重，管理操作復雜。這些因素嚴重影響了化學法在凈化含鉻（VI）電鍍廢水的應用。</p><p>　　針對含鉻廢水的各種處理技術(shù)都有各自的優(yōu)勢和不足之處，將兩種或兩種以上工藝優(yōu)化組合，形成協(xié)同互補，進一步提高處理效果、降低處理成本，是電鍍廢

46、水治理技術(shù)研究和應用的重要發(fā)展趨勢。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和世界范圍內(nèi)對環(huán)保的高度重視，許多治理電鍍廢水的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。目前電鍍廢水治理已經(jīng)進入情境生產(chǎn)工藝、總量控制和循環(huán)經(jīng)濟整合階段。</p><p>　　本課題擬采用化學沉淀、混凝法對含Cr電鍍廢水進行還原PH、混凝劑、PH條件及藥劑投加量的選擇實驗。通過氧化還原的原理將還原劑投入含Cr（VI）的廢水中，將Cr（VI）還原成Cr（III）并加入堿使其轉(zhuǎn)化為難溶的

47、Cr（OH）3，此時，再用混凝劑將該氫氧化物混凝沉淀，從而達到去除電鍍廢水中Cr（VI）的目的。通過實驗在不同還原PH下測量Cr（VI）的還原率，篩選出電鍍廢水中Cr（VI）還原最有利的PH條件，在最佳還原PH條件下，對混凝劑和混凝PH進行篩選，從而得到適合混凝的條件，使之更好的應用于生產(chǎn)。本實驗還考察了該方法在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益，對物料進行合理配比，這樣既節(jié)省了企業(yè)資金又做到了資源的循環(huán)利用，符合環(huán)保的要求，符合現(xiàn)在節(jié)約型社會的要求，有

48、明顯的經(jīng)濟和社會效益。</p><p>　　2 含鉻電鍍廢水污染的特性及實驗方法</p><p>　　2.1 含鉻電鍍廢水的來源 </p><p>　　電鍍是利用化學和電化學方法在金屬和非金屬表面進行裝飾、防護及獲得某些新的性質(zhì)的一種工藝過程。電鍍技術(shù)廣泛應用于機器制造、輕工、電子等行業(yè)。</p><p>　　電鍍行業(yè)中，常用的鍍種有鍍鎳、

49、鍍鉻、鍍銅、鍍鋅、鍍鎘、鍍鉛、鍍銀等。鉻主要用于鍍鉻、鈍化和退鍍等工藝。電鍍車間有鍍前表面處理、電鍍處理和鍍后處理三個工藝環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)又包括若干工序，詳見表2-1.</p><p>　　表 2-1 電鍍車間工藝工序</p><p>　　Tab. 2 -1 Electroplating process plant technology </p><p>　　電鍍廢水

50、是電鍍的以上環(huán)節(jié)、工序中產(chǎn)生的含有大量含金屬離子、金屬絡(luò)合離子及清洗液的液體。電鍍廢水主要來源有：前處理除油酸洗工序，鍍件的清洗水，廢電鍍液，跑、滴、漏的各種槽液和排水，沖洗水及設(shè)備冷卻水。</p><p>　　實驗采用青島某電鍍工廠電鍍含鉻廢水。</p><p>　　2.2 含鉻電鍍廢水的污染特性</p><p>　　電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)

51、負荷、操作管理水平與用水方式等因素有關(guān)。電鍍廢水的成分非常復雜，除含氰廢水和酸堿廢水外，重金屬廢水是電鍍業(yè)潛在危害性極大的廢水類別。根據(jù)重金屬廢水中所含重金屬元素進行分類，一般可以分為含鉻廢水、含鎳廢水、含鎘廢水、含銅廢水含鋅廢水等。廢水中含有多種高毒物質(zhì)，危害性很大。另一方面，廢水中許多成分又是寶貴的工業(yè)原料。</p><p>　　本實驗所用青島某電鍍工廠電鍍含鉻廢水呈黃綠色，有少量懸浮物。各水質(zhì)指標見表2-1

52、。</p><p>　　表2-1含鉻電鍍廢水的指標</p><p>　　Tab.2-1 Indicators of Organic wastewater salinity</p><p>　　2.3 分析方法及儀器 </p><p>　　2.3.1 pH的測定</p><p>　　采用pH試紙測定，通過測定知道廢水的p

53、H為3.00，呈現(xiàn)出酸性。</p><p>　　2.3.2 六價鉻含量的測定</p><p>　　方法：采用GB 7467-87 水質(zhì) 六價鉻的測定 二苯碳酰二肼分光光度法</p><p>　　儀器：一般實驗室儀器和分光光度計。</p><p>　　3 含鉻電鍍廢水除鉻實驗結(jié)果與討論</p><p>　　在電鍍廢水的除

54、鉻處理過程中，影響除鉻處理效果的因素主要有水樣組成、水質(zhì)PH、還原PH、絮凝PH、絮凝劑種類、攪拌速度和絮凝劑用量等的影響，其中以絮凝劑種類和絮凝PH的影響較大。本章考察還原PH、絮凝劑種類、絮凝PH和絮凝劑用量對電鍍廢水除鉻效果的影響，并對其經(jīng)濟性進行評價。</p><p>　　3.1 還原PH對Cr6+還原率的影響</p><p>　　還原PH有其最適值，PH過酸，則水中Cr6+未能充

55、分還原，過堿則使還原劑還原能力下降，能耗較大，不經(jīng)濟，也達不到好的去除效果。本章實驗分別取廢水100 mL倒入編號分別為1、2、3、4、5、6的六個500 mL燒杯中，加入焦亞硫酸鈉將溶液滴定由黃色變?yōu)榫G色為止，反應20分鐘，再加氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH，使其在7-9之間，反應30分鐘，加0.1mLPAM絮凝沉淀30分鐘，用分光光度計測Cr6+的濃度，所得Cr6+含量如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 還原P

56、H對Cr6+還原反應的影響</p><p>　　Figure 3 -1 Restore the PH of the reduction of Cr6</p><p>　　由圖3-1所示可知，當PH大于2.5時，六價鉻含量逐漸上升，還原率逐步下降，焦亞硫酸鈉還原六價鉻的最佳PH在2.1-2.3之間時，六價鉻的還原率最高，鉻含量降至最低，故PH為2.1到2.3時為最佳還原PH范圍.</p

57、><p>　　3.2 絮凝劑對絮凝效果的影響</p><p>　　為尋找對該廢水處理效果最好的混凝劑，實驗中考察了硫酸亞鐵；三氯化鋁；聚合氯化鋁；聚丙烯酰胺對Cr6++的去除率。</p><p>　　用100mL量筒分別向4個500mL的燒杯中加入100mL廢水，調(diào)節(jié)至PH10.0左右，然后在4個燒杯中分別投入1%硫酸亞鐵，1%三氯化鋁，1%聚合氯化鋁各10mL和1%聚

58、丙烯酰胺溶液1mL，快速攪拌3分鐘，停止攪拌，靜置30min，觀察個處理水樣變化，測Cr6+溶度。所得結(jié)果如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 絮凝劑種類對絮凝效果的影響</p><p>　　Figure 3 -2 Flocculant type on the flocculation</p><p>　　由圖3-2可知，在考察的四種絮凝劑當中，四種絮凝劑

59、對六價鉻的去除效果各不相同，其去除效果依次為：PAM>聚合氯化鋁>硫酸亞鐵>三氯化鋁，總的來說以使用高分子絮凝劑絮凝效果較好，因重金屬氫氧化物的沉淀顆粒較小，其沉降和脫水性能較差，故以高分子絮凝劑選擇為主。在使用PAM絮凝劑時，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，而且得到的礬花都十分粗大、結(jié)實而易沉。</p><p>　　3.3 絮凝PH對絮凝效果的影響</p><p>　　在不同絮凝PH

60、值下，對含鉻電鍍廢水進行處理，選出絮凝時的最佳PH。取100mL鉻電鍍廢水于500mL燒杯中，測得初始PH值為3.20左右。加入硫酸，調(diào)PH值為2.2-2.3之間。加入焦亞硫酸鈉將溶液滴定由黃色變?yōu)榫G色為止，反應20分鐘。再加氫氧化鈉調(diào)PH值，使其在7-9.5之間，反應30分鐘。加0.1mLPAM絮凝沉淀30分鐘，用二苯碳酰二肼分光光度法測得處理后的Cr濃度。測得結(jié)果如圖3-3所示。</p><p>　　圖 3-

61、3 絮凝PH對絮凝效果的影響</p><p>　　Figure 3 -3 Flocculation effect of PH on the flocculation</p><p>　　由圖3-3所示可知，PH值控制在7-9.5之間時所得結(jié)果均符合要求，PH值如果繼續(xù)增大，排放時還需要對水質(zhì)PH進行回調(diào)，這樣既增加了成本又使工藝更復雜化。從圖3-3的數(shù)據(jù)分析可以看出，PH值為9時，處理后的

62、Cr濃度達到最小值，當據(jù)需增大PH值時，處理后的Cr濃度有所增加，這是由于氫氧化鉻是良性氫氧化物，當水中氫氧根離子濃度增大時，會使化學平衡向左移，氫氧化鉻分解。當PH控制在9.0左右時，六價鉻去除率較高，且實驗結(jié)果重復性及穩(wěn)定性均較好。</p><p>　　3.4 絮凝劑用量對絮凝效果的影響</p><p><b>　　最小用量</b></p><

63、p>　　分步取100mL含鉻電鍍廢水于五個500mL燒杯中，加入硫酸調(diào)PH值為2.2-2.3之間。加入焦亞硫酸鈉將溶液滴定由黃色變?yōu)榫G色為止，反應15分鐘。再加入氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至9左右，反應30分鐘。記下最終PH值，向六個燒杯中分別加入0.05mL、0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mLPAM絮凝劑。絮凝30分鐘，用分光光度法測得處理后Cr6+的濃度。加入不同量的絮凝劑所得處理結(jié)果如圖3-4所示。</p>

64、<p>　　圖 3-4 絮凝劑用量對絮凝效果的影響</p><p>　　Figure 3 -4 Flocculant dosage on the flocculation</p><p>　　由圖3-4可知，對該電鍍廢水處理過程中，當加入絮凝劑量為0.05mL時由于加入絮凝劑量不足，導致有部分六價鉻未能被絮凝出去，所以處理結(jié)果偏高；當加入絮凝劑量為0.10mL時絮凝效果最好.

65、</p><p>　　另外，該實驗還涉及到最佳沉降時間、最佳攪拌速度等影響因素。</p><p><b>　　3.5 校準</b></p><p>　　向一系列50mL比色管中分別加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.0mL鉻標準溶液，用水稀釋至標線。然后用分光光度法測定其吸光度。從測得的吸光度減去

66、空白試驗的吸光度后，繪制六價鉻的量對吸光度的標準曲線。如圖3-5所示。</p><p>　　圖 3-5 六價鉻對吸光度的標準曲線</p><p>　　Figure 3 -5 Hexavalent chromium on the standard curve of absorbance</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p&

67、gt;<p>　　根據(jù)實驗可知，采用分步沉淀、混凝法處理電鍍車間的含鉻電鍍廢水是可行的。</p><p>　　本文進行了含鉻電鍍廢水除鉻方法的實驗探索研究與理論分析，通過實驗室實驗及實驗得出的數(shù)據(jù)及曲線可以得出以下結(jié)論：</p><p>　　第一，在含有六價鉻的電鍍廢水中，先使用還原劑將劇毒的六價鉻還原為毒性較弱的三價鉻有利于后續(xù)對鉻的絮凝去除。實驗選用焦亞硫酸鈉作為還原劑，

68、可以使六價鉻有效的還原為三價鉻，并通過對三價鉻的沉淀使其生成更易于與絮凝劑結(jié)合生成礬花。</p><p>　　第二， 采用PAM高分子絮凝劑作為該廢水的絮凝劑，有效的與生成的氫氧化鉻沉淀生成礬花，形成的礬花粗大、結(jié)實而易沉。</p><p>　　第三，對該含鉻廢水的除鉻過程中，需較好的控制還原過程、絮凝過程PH值，使處理過程在最佳條件下進行；另外，藥劑的投加量也對實驗結(jié)果有所影響。<

69、/p><p>　　綜上所述，使用分步沉淀、混凝處理該廢水能達到國家規(guī)定的水質(zhì)排放標準，從環(huán)保和經(jīng)濟的角度都是可行的。數(shù)據(jù)</p><p>　　薇薀膆芆薆螞罿節(jié)薅襖芅膈薅羇肈蒆薄蚆袀莂薃蝿肆羋薂袁衿膄蟻薁肄肀蝕蚃袇荿蠆螅肂蒞蠆羈裊芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇螄蚄膇膃莁螆羀聿莀袈膆蒈荿蚈肈莄莈螀芄芀莇袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肅膃蒃蕿袆膈蒂螁膂蕆蒁襖羄莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈膈肁薈袀羈

70、莀薇薀膆芆薆螞罿節(jié)薅襖芅膈薅羇肈蒆薄蚆袀莂薃蝿肆羋薂袁衿膄蟻薁肄肀蝕蚃袇荿蠆螅肂蒞蠆羈裊芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇螄蚄膇膃莁螆羀聿莀袈膆蒈荿蚈肈莄莈螀芄芀莇袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅莁蒅螇袈芇蒄衿肅膃蒃蕿袆膈蒂螁膂蕆蒁襖羄莃蒁羆膀艿蒀蚆羃膅葿螈膈肁薈袀羈莀薇薀膆芆薆螞罿節(jié)薅襖芅膈薅羇肈蒆薄蚆袀莂薃蝿肆羋薂袁衿膄蟻薁肄肀蝕蚃袇荿蠆螅肂蒞蠆羈裊芁蚈蚇膁膇蚇螀羄蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇螄蚄膇膃莁螆羀聿莀袈膆蒈荿蚈肈莄莈螀芄芀莇袃肇膆莇羅袀蒅莆蚅肅