含铬工业废水处理技术研究进展_何定国

101科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald环境科学2009NO.11ScienceandTechnologyInnovationHerald科技创新导报1序言铬(Cr)是生物体所必需的微量元素之一,但作为重金属,过量则会对生物体产生毒害作用。铬在水中的存在形态分为游离态和络合态[1],常见价态有三价和六价,六价铬一般以CrO42-、Cr2O72-和HCrO4-形式存在。铬的毒性与其价态有关,通常认为六价Cr(VI)的毒性比三价Cr(Ш)高100倍,且更易为人体吸收并在体内蓄积,导致肝癌。铬的污染来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制和印染等行业[2]。鉴于铬污染的严重危害性,污水综合排放标准规定总铬与Cr(VI)的最高允许排放浓度分别为1.5mg/L和0.5mg/L。在控制排放浓度与总量的同时,发展高效、经济的水处理工艺已成为研究的热点。2除铬工艺研究进展2.1氧化还原工艺氧化还原工艺的原理是将还原剂(如硫酸亚铁)投入含Cr(VI)的废水中,将Cr(VI)还原成Cr(Ш),所生成的Cr(Ш)和Fe3+都能在中性水中生成难溶的氢氧化物,通过沉淀、过滤从水中得到分离。张学洪[3]等以含铬电镀废水为研究对象,提出了硫酸亚铁—粉煤灰法处理含铬废水,将含硫酸废水用于调节pH值。含铬废水处理条件:酸化还原反应,FeSO4:Cr(VI)＝20:1,pH=4.1,压缩空气搅拌;碱性沉淀,粉煤灰:Cr(VI)＝30-35:1,pH=8.2-8.4。孙迎雪[4]等根据由精矿粉和氧化铁磷加工而成的铁质多孔物质对含铬废水的处理试验表明:该铁质多孔滤料的粒径为1.45～2.00mm,废水的pH值为5～6,温度在约20℃时,Cr(VI)的去除率可达95％,总铬的去除率达80％以上。2.2混凝工艺金属铬络合染料废水中的Cr(VI)与偶氮类有机配体结合,呈络合状态,结构非常稳定。采用常规的中和混凝法对含铬络合物的废水进行处理,均不能有效去除。赵国华[1]等通过研究表明,温度和酸度是影响络合态铬离子热力学稳定性的主要因素。因此,通过酸化、预热、中和以及混凝等步骤,可将该类高浓度络合态铬离子完全解离,游离出的铬离子极易通过投加石灰乳中和沉淀去除,处理后铬浓度降至1.0mg/L以下。2.3生物除铬工艺近年来,微生物法处理含铬废水越来越受到关注,许多微生物具有较高的耐铬性并且能在好氧或厌氧状态下将高毒性的Cr(VI)还原成低毒性的Cr(Ш),进而通过微生物分泌的胞外粘性物质吸附,或通过特定的透膜机制进入胞内,参与胞内代谢,多余部分以颗粒形式存在于菌体特定部位[5]。许燕滨[6]等利用自制的实验装置,研究了不同磁感应强度下,A、B两株厌氧除Cr(VI)菌的菌落大小、菌密度变化、混合菌数目以及除Cr(VI)效果。结果表明:磁场对微生物的生长具有累积效应,且磁生物效应存在滞后性;磁感应强度为6mT时,除Cr(VI)效果达到最佳值,Cr(VI)的去除率为36.17％。2.4吸附工艺吸附工艺因操作简单、工艺成熟、适用范围广等优点而成为治理重金属污染最常用的技术之一。杨静[7]等以热电厂炉渣为主,加入少量硫酸亚铁及明矾配成的混凝吸附剂,用于处理电镀废水中的Cr(VI)。当用硫酸亚铁:明矾:炉渣=8:13:104配成混凝吸附剂来处理含Cr(VI)废水时,取得较好的效果,该方法对pH≥9的废水都有较理想的处理效果。林文壮[8]等利用廉价的粉煤灰陶粒作为吸附剂,在废水pH=5.5,按铬与含钡陶粒重量比为1:1000投加含钡陶粒进行处理,可使Cr(VI)去除率达到99％以上,出水符合国家排放标准。在含钡粉煤灰陶粒达到饱和失去处理能力后,可用盐酸等溶剂进行洗脱。孙家寿[9]等采用天然沸石、膨润土基材料经MgCl2和AlCl3活化而制的FMA、BMA吸附处理含铬废水,铬的去除率均在90％以上,经一次或几次吸附后,完全可达到国家排放标准。对吸附已达饱和的吸附剂,可用l0％NH4Cl进行洗脱,洗脱后仍保持良好的吸附性能。2.5膜滤除铬工艺王子娴[10]等使用CPC超滤同时去除铬酸盐和硝酸盐的研究表明,在硝酸盐、铬酸盐和CPC的摩尔比为1:1:10时,铬酸盐和硝酸盐的去除率分别为99%和80％,且铬酸盐阴离子与CPC胶束优先结合。液膜技术具有传质快,选择性好,能反浓差传质等优点,在许多工业领域都有应用前景。陈蕊贞等[11]以液膜法处理含废水,选用无毒的磷酸三丁酯作栽体,耐酸碱性能较好的兰l13B作表面活性剂,用乳状型液膜从废水中去除Cr(VI)。试验在最佳工艺条件下,当铬初始浓度小于400mg/L时,经一级液膜处理,铬浓度小于0.5mg/L。3结语综上分析可知,氧化还原法、混凝法和吸附法适合去除高浓度含铬废水,且成本较低;生物法适合去除水