高浓度含铬电镀废水处理.doc

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高浓度含铬电镀废水处理
高浓度含铬电镀废水主要来源于废镀液和镀件清洗水，其中含有大量Cr（Ⅵ），若处理不当将严重威胁生态环境。据了解，目前国内很多中、小型电镀厂都采用最简单的化学还原法处理高浓度含铬废水，产生大量含铬污泥，极易造成二次污染，且需高价转到有资质的固废处理单位进行无害化处理，造成大量人力、物力的浪费，并不可取。
笔者以青岛某电子公司产生的高浓度含铬电镀废水为研究对象，探讨其资源化、无害化处理途径，采用回收铬黄和铁氧体处理相结合的方法，回收废水中的铬，使废水达到国家排放标准要求。此方法可将污泥量及其二次污染可能性尽可能地降低。
1实验部分
1.1废水来源及性质
该含铬电镀废水取自青岛某电子公司电镀车间，主要来源于铬电镀废液和镀件清洗水，为强酸性高浓度含铬废水，并含有大量硫酸根离子和少量铁离子，废水出水量约1.639t/d。测得该废水水质为：总铬5.078g/L、Cr（Ⅵ）4.303g/L、SO42-4.44g/L、总铁357.5mg/L、色度45000倍、pH=1.0。可以看出该废水酸性极强，色度高（不透明）且铬浓度高，若采用普通的化学法处理会造成金属铬的浪费，并产生大量污泥；采用生物法则负荷过大。因此笔者采用先回收、后处理的方法对废水进行资源化处理，既节约了资源又消除了污染。
1.2实验仪器及试剂
仪器：T6紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；85-2恒温磁力搅拌器（常州国华电器有限公司）；HDM-500恒温电热套（常州国华电器有限公司）；202-2AB电热恒温干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；pHS-2FpH计（上海精密科学仪器有限公司）；ALC-1100.2型Acculab电子天平（赛多利斯科学仪器北京有限公司）。
试剂：过氧化氢（质量分数30%）、硝酸铅、氢氧化钠、硫酸亚铁、氯化铁、二苯基碳酰二肼、重铬酸钾、浓硫酸、磷酸、高锰酸钾、盐酸、碘化钾、硫代硫酸钠，均为分析纯。
1.3实验方法
实验分3个阶段进行：（1）除杂、氧化阶段，除去HYPERLINK"http://www.dowater.com/"废水中的杂质金属离子并将三价铬氧化成六价铬；（2）合成铬黄；（3）铁氧体法后处理，进一步除去残余铅、铬离子，确保废水达标。实验流程如图1所示。

图1实验流程
1.4分析方法
六价铬采用二苯碳酰二肼分光光度法测定；总铬采用高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法测定；总铁采用邻菲啰啉分光光度法测定；总铅采用火焰原子分光光度法测定；色度采用稀释倍数法〔1〕测定。铅铬黄中的铬酸铅采用GB/T3184—1993硫代硫酸钠标准滴定法测定。
2结果与讨论
2.1除杂、氧化阶段
除杂、氧化目的是除去影响下一阶段合成铬黄的杂质，使除铬之外的金属离子生成沉淀而被分离，同时用过量H2O2使三价铬氧化为六价铬，提高铬的回收率。选择初始pH、反应时间、温度为考察因素，采用三因素三水平正交实验，以三价铬转化率为评价指标，确定各影响因素的主次关系：pH>反应温度>反应时间。为确定最佳反应条件，进行单因素优化实验。
2.1.1初始pH对Cr（Ⅲ）转化率的影响
取一定量废水于6个烧杯中，调节pH分别为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0，加入双氧水10mL/L，在一定温度及氧化时间下，考察初始pH对废水中Cr（Ⅲ）转化率的影响，结果如图2所示。
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图2初始pH对废水中Cr（Ⅲ）转化率的影响
由图2可见，随着废水初始pH的增加，Cr（Ⅲ）的转化率提高；当pH＞9.0时可达95%以上，说明碱性条件下过氧化氢易将Cr（Ⅲ）氧化。综合考虑，选定除杂、氧化阶段废水初始pH为9.0。
2.1.2反应温度对Cr（Ⅲ）转化率的影响
取一定量废水，调节pH为9.0，分别倒入7个烧杯，加入双氧水10mL/L，调节反应温度分别为20（不加热）、30、40、50、60、70、80℃，氧化时间60min，考察反应温度对Cr（Ⅲ）转化率的影响，结果见图3。
HYPERLINK"http://www.dowater.com/jishu/UploadFiles_9416/201305/2013050311231860.jpg"图3反应温度对废水中Cr（Ⅲ）转化率的影响
由图3可见，随着温度的升高，废水中Cr（Ⅲ）的转化率大幅提高；当反应温度为70℃时，转化率最高，之后呈下降趋势，因此选定除杂、氧化阶段反应温度为70℃。
2.1.3反应时间对Cr（Ⅲ）转化率的影响
取一定量废水，调节pH为9.0，分别倒入6个烧杯，加入双氧水10mL/L