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含鉻廢水有什麼物質

發布時間:2023-04-09 03:36:35

A. 含鉻廢水有哪些危害

含鉻廢水的危害
鉻化物可以通過消化道、呼吸道、皮膚和粘膜侵人人體,主要積聚在肝、腎、內分泌系統和肺部。毒理作用是影響體內物質氧化、還原和水解過程,與核酸、核蛋白結合影響組織中的磷含量。鉻化合物具有致癌作用。鉻化合物以蒸汽和粉塵的方式進入人體組織中,代謝和被清除的速度緩慢,會引起鼻中隔穿孔、腸胃疾患、白血球下降、類似哮喘的肺部病變。皮膚接觸鉻化物可引起癒合極慢的「鉻瘡」。水中的鉻可在魚的骨骼中積累,此時Cr3+ 比Cr6+的毒性還大。濃度為3.0 mg/ L即對淡水魚有致死作用;濃度為0.01mg/L,便可使一些水生生物致死,使水體的自凈作用受到抑制]。若用含鉻的污水灌溉農田,鉻便在植物體內積聚,土壤中有機質的消化作用受到抑制,造成農業減產。鉻的污染主要是由工業引起。因此,各國對排放的廢水、漁業水域水質、農田灌溉水質、地面水以及飲用水的鉻含量,均有嚴格規定。我國已把六價鉻規定為實施總量控制的指標之一,並規定工業排放的廢水中六價鉻最高濃度為0.5 mg/L,總鉻的最高濃度為1.5 mg/L,且不得用稀釋法代替必要的處理;生活飲用水中鉻含量不得超過0.05mg/L。

B. 工業含鉻廢水的處理方法 工業含鉻廢水如何處理

1、硫酸亞鐵還原法

我們可以使用硫酸亞鐵還原法來處理含鉻廢水,葯劑配製方便,成巧脊卜本較低,硫酸亞鐵中主要是亞鐵離子還原六價鉻,還原後廢水中含有Cr3+和Fe3,沉澱後所得污泥是鉻與鐵氫氧化物的混合污泥,但是此方法產生的污泥量大,沒有回收價值。

2、電解法

電解法可以使廢水中孝穗的鉻通過電解過程在陰陽極發生氧化還原反應,使有野告害物質轉化為無害物質。電解法除鉻是用鐵來做陰陽極,在酸性條件下,亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子,陰極產生氫氣,達到廢水凈化的目的。電解法佔地面積小,方便控制管理,唯一不足就是鐵板消耗量較多,污泥利用價值低。

3、離子交換

離子交換法來處理含鉻廢水主要是利用離子交換樹脂來對廢水中的六價鉻進行選擇性吸附,六價鉻和水分離,再使用試劑將六價鉻洗脫襲來,進行凈化。此方法投資費用大,操作管理負責,一般我們都不使用此方法。

C. 廢水中鉻的來源有哪些

高濃度有機廢水純鉻是一種呈鋼灰色的耐腐蝕金屬硬度較大。隨著工業的發展鉻及其化合物的應用日益廣泛含鉻廢水的排放量隨之日益增加。含鉻系列緩蝕劑是循環冷卻系統非常有效的葯劑之一曾經得到大規模應用。油墨、染料及油漆顏料的製造及鉻法製革、電鍍、鋁陽極化處理和其他金屬的清洗等工業都離不開鉻化合物鉻化合物還可作為木材的防火劑和阻火劑這些工業排放的生產廢水中自然會含有數量不同的鉻。鉻在水中以六價(CrO4 2-)和三價(CrO2-)離子形態存在工業廢水中主要以六價形態存在。六價鉻和三價鉻在一定條件下可以相互轉化比如在有機質和還原劑的作用下六價鉻可以還原為三價鉻。因此在厭氧狀態的水中鉻一般以三價鉻形態存在。在發現六價鉻和三價鉻均可能有致癌作用後鉻成為嚴格控制的環境污染物之一。人飲用被鉻污染的水後可以引起腸胃痛和腸胃功能紊亂等疾病甚至致癌變和致畸形。另外鉻對水體魚類、微生物及某些農作物的生長也有抑製作用從而影響水的利用和水體的自凈功能。 含鉻廢水的處理方法是先將六價鉻還原成三價鉻再使三價鉻生成氫氧化物沉澱後去除。 你可能感興趣的: 有毒重金屬的種類有哪些

D. 含鉻廢水的來源

含鉻廢水主要來源於電鍍生產過程中的鍍件情況、鍍液過濾、廢液排放等,廢水中主要含三價鉻、六價鉻以及各種金屬離子、酸、鹼和各種助劑.

E. 電鍍廢水含什麼成分,一般怎麼處理

電鍍廢水中主要含有鉻、鋅、銅、鎘、鉛、鎳等重金屬離子以及酸、鹼,尤其是在氰化電鍍工藝中,廢水中含有大量的氰化物. 這些污染物具有很大的毒性,並存在致癌的危險。
電鍍廢水的水質、水量與電鍍生產的工藝條件、生產負荷、操作管理與用水方式等因素有關。電鍍廢水的水質復雜,成分不易控制,其中含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等,有些屬於致癌、致畸、致突變的劇毒物質。
廢水特性
前處理
對於金屬基體材料,其電鍍的可分為:
1、物理處理(包括磨光、拋光、噴砂、滾光、刷光等)
2、化學處理(包括除油、除銹和侵蝕等)
3、電化學處理(包括電化學除油和電化學侵蝕等)
除油過程中常用鹼性化合物如NaOH、Na2CO3、Na3PO4、Na2SiO3等,對於油污特別嚴重的零件有時還用煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等有機溶劑除油,再進行化學鹼性除油。為去除某些礦物油,通常在除油液中加一定量的乳化劑,如OP乳化劑、AE乳化劑、三乙醇胺油酸皂等。因此除油過程中產生的清洗廢水以及更新廢液都是鹼性廢水,常含有油類及其它有機化合物。
酸洗除銹常用的有鹽酸、硫酸,為防止鍍件基體的腐蝕,常加入某些緩蝕劑如硫脲、磺化煤焦油、烏洛托品聯苯胺等。酸洗除銹過程產生的清洗水一般酸度都較高,含有重金屬離子及少量有機添加劑。
前處理廢水是電鍍廢水處理中的重要組成部分,約占電鍍廢水總量的50%,廢水中含有一定的鹽份、游離酸、有機化合物等,組分變化很大,隨鍍種、前處理工藝以及工廠管理水平等而變。
鍍層漂洗
鍍層漂洗水是電鍍作業中重金屬污染的主要來源。電鍍液的主要成分是金屬鹽和絡合劑,包括各種金屬的硫酸鹽、氯化物、氟硼酸鹽等以及氰化物、氯化銨、氨三乙酸、焦磷酸鹽、有機膦酸等。除此之外,為改善鍍層性質,往往還在鍍液中添加某些有機化合物,如作為整平劑的香豆素、丁炔二醇、硫脲,作為光亮劑的有糖精、香草醛、苄叉丙酮、對甲苯磺醯胺、苯磺酸等。因此鍍件漂洗廢水中除含有重金屬離子外,還含有少量的有機物。漂洗廢水的排放量以及重金屬離子的種類與濃度隨鍍件的物理形狀、電鍍液的配方、漂洗方法以及電鍍操作管理水平等諸多因素而變。特別是漂洗工藝對廢水中重金屬的濃度影響很大,直接影響到資源的回收和廢水的處理效果。

鍍層後
鍍層後處理主要包括漂洗之後的鈍化、不良鍍層的退鍍以及其他特殊的表面處理。後處理過程中同樣產生大量的重金屬廢水。一般來說,常含有Cr6+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+等重金屬;H2SO4、HCl、H3BO3、H3PO4、NaOH、Na2CO3等酸鹼物質;甘油、氨三乙酸、六次甲基四胺、防染鹽、醋酸等有機物質。總的來說,這類鍍層後處理廢水復雜多變,水量也不穩定,一般都與混合廢水或酸鹼廢水合並處理。
電鍍廢液
電鍍、鈍化、退鍍等電鍍作業中常用的槽液經長期使用後或積累了許多其他的金屬離子,或由於某些添加劑的破壞,或某些有效成分比例失調等原因而影響鍍層或鈍化層的質量。因此許多工廠為控制這些槽液中的雜質在工藝許可的范圍內,將槽液廢棄一部分,補充新溶液,也有的工廠將這些失效的槽液全部棄去。這些廢棄的各種濃度液一般重金屬離子濃度都很高,積累的雜質也很多,不僅污染物的種類不同,而且主要污染物的濃度、其他金屬雜質離子的濃度以及溶液介質也都往往有較大的差異。這些差異決定了這些廢水的處理技術上的多樣性和工藝上的特殊性。
電鍍廢水處理
目前普遍採用的工藝一般是物化法處理。處理方法較多,有效的也不少,但可以做到整體達標的並不多。
電鍍和金屬加工業廢水中鋅的主要來源是電鍍或酸洗的拖帶液。污染物經金屬漂洗過程又轉移到漂洗水中。酸洗工序包括將金屬(鋅或銅)先浸在強酸中以去除表面的氧化物,隨後再浸入含強鉻酸的光亮劑中進行增光處理。該廢水中含有大量的鹽酸和鋅、銅等重金屬離子及有機光亮劑等,毒性較大,有些還含致癌、致畸、致突變的劇毒物質,對人類危害極大。因此,對電鍍廢水必須認真進行回收處理,做到消除或減少其對環境的污染。
電鍍廢水處理設備由調節池、加葯箱、還原池、中和反應池、pH調節池、絮凝池、斜管沉澱池、廂式壓濾機、清水池、氣浮反應,活性炭過濾器等組成。
1.氣浮法
氣浮法是向水中通入空氣,產生微小氣泡,由於氣泡與細小懸浮物之間黏附,形成浮選體,利用氣泡的浮升作用,上浮到水面,形成泡沫或浮渣,從而使水中的懸浮物質得以分離。按照氣泡產生方式的不同,可分為充氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮三類。
氣浮法是代替沉澱法的新型固液分離手段,1978年上海同濟大學首次應用氣浮法處理電鍍重金屬廢水處理獲得成功。隨後,因處理過程連續化,設備緊湊,佔地少,便於自動化而得到了廣泛的應用。
氣浮法固液分離技術適應性強,可處理鍍鉻廢水、含鉻鈍化廢水以及混合廢水。不僅可去除重金屬氫氧化物,而且可以去除其他懸浮物、乳化油、表面活性劑等。氣浮法用於處理鍍鉻廢水的原理是:在酸性的條件下硫酸亞鐵和六價鉻進行氧化還原反應,然後在鹼性條件下產生絮凝體,在無數微細氣泡作用下使絮凝體浮出水面,使水質變清。
2.離子交換法
離子交換法主要是利用離子交換樹脂中的交換離子同電鍍廢水中的某些離子進行交換而將其除去,使廢水得到凈化的方法。
國內用離子交換技術處理電鍍廢水是從20世紀60年代開始進行試驗研究的,到70 年代末,因為迫切需要解決環境污染問題,這一技術得到了很大發展,當前已成為處理電鍍廢水和回收某些金屬的有效手段之一,也是使某些鍍種的電鍍廢水達到閉路循環的一個重要環節。但是採用離子交換法的投資費用很高,系統設計和操作管理較為復雜,一般的中小型企業難以適應,往往由於維修、管理等不善而達不到預期的效果,因此,在推廣應用上受到了一定的限制。
當前,國內對含鉻、含鎳等電鍍廢水採用離子交換法處理較為普遍,在設計、運行和管理上已有較為成熟的經驗。經處理後水能達到排放標准,且出水水質較好,一般能循環使用。樹脂交換吸附飽和後的再生洗脫液經電鍍工藝成分調整和凈化後能回用於鍍槽,基本實現閉路循環。另外,離子交換法也可用於處理含銅、含鋅、含金等廢水。
3.電解法
電解法主要是使廢水中的有害物質通過電解過程在陽、陰兩極上分別發生氧化和還原反應,轉化成無害物質;或利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發生化學反應,生成不溶於水的沉澱物,然後分離除去或通過電解反應回收金屬。國內在20世紀60年代開始用電解法處理電鍍含鉻廢水,70年代末對含銀、銅等廢水進行實驗研究,回收銀、銅等金屬,取得了很好的效果。
電解法處理電鍍廢水一般用於中、小型廠,其主要特點是不需投加處理葯劑,流程簡單,操作方便,占生產場地少,同時由於回收的金屬純度高,用於回收貴重金屬有很好的經濟效益。但當處理水量較大時,電解法的耗電較大,消耗的鐵極板量也較大,同時分離出來的污泥與化學處理法一樣不易處置,所以已較少採用。
4.萃取法
萃取法是利用一種不溶於水而能溶解水中某種物質(稱溶質或萃取物)的溶劑投加入廢水中,使溶質充分溶解在溶劑內,從而從廢水中分離除去或回收某種物質的方法。萃取操作過程包括混合、分離和回收三個主要工序。
幾種典型的工藝流程
☆自來水----水泵----多介質過濾器----活性炭過濾器----自動加葯裝置----保安過濾器----高壓泵----一級反滲透----中間水箱----高壓泵----二級反滲透----純水箱----純水泵 新工藝
☆漂洗水----水箱----水泵----多介質過濾器----保安過濾器----超濾----電鍍液回收桶
☆漂洗水----水箱----水泵----多介質過濾器----保安過濾器----超濾----電鍍液回收桶----高壓泵----反滲透----清洗水箱

F. 鉻酸廢水是什麼,現在有哪些處理方法

一、含鉻廢水處理方法為:
①通過置換反應制備液體硫酸亞鐵備用,液體專硫酸亞鐵的濃度為屬36~42%,pH值為4-5;
②對含鉻廢水通過隔油調節池調節水質、去除油質;
③在還原反應池中投加新制備液體硫酸亞鐵,把含鉻廢水中的六價鉻還原成三價鉻;
④在中和池中加入鹼使三價鉻完全形成氫氧化鉻的沉澱;
⑤進入沉澱池沉澱分離後,廢水排放,污泥經過壓濾機後集中處理。
二、鉻酸僅僅存在於溶液中。由三氧化鉻溶於水中而得。其溶液用於鍍鉻。是假想的三氧化鉻的水合物H2CrO4。只會呈溶液或鹽類而存在。有時也指三氧化鉻。

G. 含鉻電鍍廢水源自哪裡

含鉻電鍍廢水源自:
(1)鍍件清洗水;
(2)廢電鍍液;
(3)其他廢水,包括沖刷車間地面,刷洗專極板洗水,通屬風設備冷凝水,以及由於鍍槽滲漏或操作管理不當造成的 「跑、冒、滴、漏」的各種槽液和排水;
(4)設備冷卻水,冷卻水在使用過程中除溫度升高以外,未受到污染。電鍍廢水的水質、水量與電鍍生產的工藝條件、生產負荷、操作管理與用水方式等因素有關。電鍍廢水的水質復雜,成分不易控制,其中含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等,有些屬於致癌、致畸、致突變的劇毒物質。

H. 含鉻廢液的處理

含鉻廢液的處理方法如下:
1、電解法。電解還原處理含鉻廢水是利用鐵板作陽極,在電解過程中鐵溶解生成亞鐵離子,在酸性條件下,亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子。同時由於陰極上析出氫氣,使廢水pH逐漸上升,最後呈中性,此時Cr3+、Fe3+都以氫氧化物沉澱析出,達到廢水凈化的目的。
2、硫酸亞鐵還原法。硫酸亞鐵還原法處理含鉻廢水是一種成熟的較老的處理方法。由於葯劑來源容易,若使用鋼鐵酸洗廢液的硫酸亞鐵時,成本較低,除鉻效果也很好。硫酸亞鐵中主要是亞鐵離子起還原作用,在酸性條件下(pH=2~3),用硫酸亞鐵還原六價鉻,最終廢水中同時含有Cr3+和Fe3+,所以中和沉澱時Cr3+和Fe3+一起沉澱,所得到的污泥是鉻與鐵氫氧化物的混合污泥,產生的污泥量大,且沒有回收價值,這是本法的最大缺點。

I. 廢水含鉻量的活性成分

鉻元素被美國環保署(USEPA)列為最具毒性的污染物之一,含鉻廢水中的鉻主要來源於電鍍、製革、化工、顏料、冶金、耐火材料等行業,它以三價和六價化合物的形式存在。由於六價鉻的高溶解性,它比三價鉻更具有生物毒性。研究表明,六價鉻化合物能夠干擾重要的酶體系,經口、呼吸道或皮膚接觸吸收後能引起「三致」作用。因此,含鉻廢水必須嚴格控制六價鉻的質量濃度,達標後才能允許排放。

處理含鉻廢水的關鍵在於降低六價鉻的含量,一般可以通過兩種途徑實現:(1)通過化學反應使六價鉻轉變為低毒易沉澱的三價鉻,再進一步去除三價鉻;(2)將六價鉻化合物與水分離。現有的處理技術都是通過這兩種途徑達到去除鉻的目的,具體處理方法如下。

1理化處理技術1.1反滲透法反滲透法通過給水體加壓使水分子通過半透膜,實現鉻化合物的濃縮,達到水與鉻分離的目的。

由於其不涉及化學反應和酸鹼的生成,因此,反滲透技術在控制二次污染方面具有一定的優越性。由於要給處理水體加壓,電能的消耗是需要考慮的問題,所以它適合處理鉻質量濃度高的廢水。鉻質量濃度低的廢水採用反滲透技術電能消耗較大,經濟上不合算。

范帥等先採用離子交換法、芬頓氧化、混凝沉澱、電凝聚等技術對含鎳、含鉻、含銅、含氰、前處理、混排等的廢水進行預處理,再用超濾及反滲透膜處理含重金屬、含氰及前處理廢水後回用。王維平分析了反滲透技術在電鍍廢水回用中遇到的問題及對應解決思路。

1.2離子交換法離子交換法利用離子交換劑中的離子和水中的離子進行交換,進而達到去除水中特定離子的目的。

六價鉻在廢水中以鉻酸根形式存在,因此,經常用陰離子交換樹脂進行鉻酸根的吸附交換(式(1)和式(2))去除水中的六價鉻,樹脂可用再生劑進行再生。

2ROH+CrO2-4=R2CrO4+2OH-(1)

2ROH+Cr2O2-7=R2Cr2O7+2OH-(2)

唐樹和等用201×7強鹼性陰離子交換樹脂處理含Cr(Ⅵ)廢水,在實際廢水Cr(Ⅵ)初始質量濃度為1540mg/L時,出水Cr(Ⅵ)質量濃度小於0.5mg/L,達到國家排放標准,且經再生處理後樹脂再生率大於95%。徐靈等分別用pH值靜態試驗和流量動態試驗對201×7強鹼性苯乙烯陰樹脂吸附Cr(Ⅵ)的能力做了研究,在高Cr(Ⅵ)質量濃度的條件下,設定pH值為3、樹脂管流量為3BV/h,在樹脂穿透點之前,鉻的去除率在99.5%以上,加之模擬廢水Cr(Ⅵ)質量濃度遠遠高於工業廢水Cr(Ⅵ)質量濃度,說明離子交換法完全可以使廢水達標排放。考慮到Cr(Ⅲ)的回收再利用,CavacoSA等研究了DiaionCR11和AmberliteIRC86兩種離子交換樹脂對Cr(Ⅲ)的吸附交換特性,研究結果表明,兩種樹脂在去除Cr(Ⅲ)能力上均很有效,DiaionCR11顯示了相對的去除優勢。

1.3電滲析法電滲析法指在直流電的作用下,使陰、陽離子選擇性地透過陰、陽離子膜,形成一個個的濃、稀空間,既達到了鉻水分離的目的,又實現了鉻的濃縮,為鉻的回收再利用提供便利。但值得注意的是高質量濃度的含鉻廢水則不適宜採用電滲析法處理,因為質量濃度越高,消耗電能越大。鄧永光等研究了電滲析法對鉻鈍化清洗廢水的處理效果,結果表明:在其建立的電滲析小試裝置的條件下,進水濃度對淡水水質影響不大;採用濃水循環工藝,淡水產率可提高至約80%,濃室總鉻、錳離子質量濃度超過4000mg/L,為濃水的後續處理處置創造了條件。

1.4吸附法吸附法利用吸附劑與被吸附物質之間的吸附力,使被吸附物質吸附在吸附劑上,達到水體凈化的目的。吸附力可以是分子間引力,也可以是通過相互反應生成化學鍵引起的吸附。前者為物理吸附,後者為化學吸附。在污水處理中,多數情況下,往往是多種吸附的綜合結果。

理化吸附法處理含鉻廢水常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石和硅藻土等。這些吸附劑在含鉻廢水處理中顯示了較好的吸附性能,鉻去除率均在70%以上,最高可達99%。

唯一的不足之處在於經濟投入問題,有一定花費,尋找低投入高回報的吸附劑成為考慮的主要問題,而以廢治廢成為較佳的方案。作為電廠廢物的粉煤灰和作為煤礦廢物的煤矸石由於顆粒本身的特殊結構和性能,表現出良好的吸附性能和化學穩定性。

秦巧燕等進行了活化煤矸石處理模擬含鉻廢水的試驗,在最優條件下,鉻的去除率在90%以上。白汀汀等通過試驗對比了粉煤灰吸附法和鐵氧體法對Cr6+的去除率,結果表明:在最佳條件下,用粉煤灰處理廢水的最佳除鉻率比鐵氧體法除鉻率高,除鉻效果更好。陳小萍等研究了活性炭纖維對六價鉻的吸附作用,研究結果表明:利用活性炭纖維去除水中的Cr(Ⅵ),其適宜條件為pH值為1~3,吸附時間為1.5h;通過電化學改性可以提高吸附率,並可實現活性炭纖維的現場再生。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

2化學處理技術2.1化學還原沉澱法該方法是通過化學反應使Cr(Ⅵ)變為Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)在鹼性條件下生成Cr(OH)3,排出上清液,以實現鉻的去除。因此選擇還原性化學物質將Cr(Ⅵ)還原成容易沉澱的Cr(Ⅲ)是整個技術的關鍵,選擇高效價廉的還原劑是最佳選擇。目前常用的還原劑主要有氣態的SO2、液態的水合肼以及固態的亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵等。此方法常常產生大量污泥,可從污水源頭分流、污泥分類回收等途徑解決污泥帶來的後續處理問題。

蔣小友等研究了用水合肼回收電沉積鉻廢液中鉻的工藝條件,試驗結果表明,在30℃下於25mL含鉻廢液中加入1.6mLH2SO4和0.8mL水合肼,8min可使Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ)。顏家保等用硫酸亞鐵作為還原劑處理Cr(Ⅵ)廢水,處理後出水六價鉻和總鉻的質量濃度分別在0.55及1.5mg/L以下,達到了國家排放標准;而且通過研究pH值對整個工藝的影響,得出Cr(Ⅵ)還原階段pH值應控制為2~3,Cr(Ⅲ)沉澱階段應控制為8~9。用亞硫酸鈉作還原劑與用硫酸亞鐵工藝條件相似,處理出水同樣能達到排放標准。石俊仙等用礦山鐵的硫化物礦物處理皮革廠含鉻廢水,在試驗得到的最佳條件下,直接用礦山鐵的硫化物礦物處理高質量濃度含鉻廢水,去除率達到73%。李秋菊等研究利用晶鍾誘導沉積不銹鋼酸洗廢液中鐵、鉻及鎳的有價金屬,以達到廢酸液進行資源化利用的目的,結果顯示溫度越低,廢酸HF越高,越有利於金屬沉積,且晶鍾添加量對金屬沉積影響不大。

2.2鐵氧體法鐵氧體法同樣是用硫酸亞鐵作為還原劑,與還原沉澱法的區別在於鐵氧體法不是通過生成Cr(OH)3沉澱去除Cr(Ⅲ),而是通過形成有磁性的鐵氧體達到同時去除鐵和鉻的目的。具體操作為:硫酸亞鐵在一定酸度下還原Cr(Ⅵ)為Cr(Ⅲ);然後調節溶液pH值,使Fe3+、Cr3+以及Fe2+共沉澱;加熱,通入壓縮空氣,使剩餘Fe2+被氧化為三價,當Fe2+與Fe3+質量濃度比達到2︰1時,便形成鐵氧體。反應見式(3)~式(9)。

Cr6++3Fe2+→Cr3++3Fe3+(3)

Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓(4)

Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(5)

Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓(6)

Fe(OH)3→FeOOH+H2O(7)

FeOOH+Fe(OH)2→FeOOH·Fe(OH)2(8)

FeOOH·Fe(OH)2+FeOOH→FeO·Fe2O3↓+2H2O(9)

由於Cr3+與Fe3+具有相同的離子電荷和相近的離子半徑,在鐵氧體形成的過程中,Cr3+取代Fe3+成為鐵氧體的組成部分,從而達到去除Cr(Ⅵ)

的目的。反應見式(10)和式(11)。

2Cr3++Fe2++8OH-→FeO·Cr2O3↓+4H2O(10)

6Fe3++3Fe2++24OH-→3FeO·Fe2O3↓+12H2O(11)

魏振樞分別從FeSO4·7H2O的投加量、反應的酸鹼度控制和加熱與曝氣幾個方面對鐵氧體法處理含鉻廢水的工藝條件進行了探討。來風習等為了克服鐵氧體法的缺陷,用一種復合方法超聲波-鐵氧體法處理含鉻廢水,結果Cr6+去除率達到99.9%以上,這就從節能和經濟的角度讓傳統鐵氧體法得以優化。

2.3電解法電解法使廢水中的有害物質通過電解過程在陽、陰兩極發生氧化和還原反應,或利用電極氧化和還原的產物與廢水中的有害物質發生化學反應,使有害物質轉化為無害物質或生成不溶於水的物質,從水中除去。電解法除鉻用鐵作陰極和陽極,陽極溶解產生的Fe2+將Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ),陰極附近由於H+不斷還原為H2,溶液逐漸顯鹼性,Fe3+和Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉澱,從而除去廢水中的Cr(Ⅵ)。發生的化學反應見式(12)~式(17)。

陽極反應:Fe-2e-→Fe2+(12)

Cr6++3Fe2+→Cr3++3Fe3+(13)

陰極反應:2H2O+2e-→H2+2OH-(14)

沉澱反應:Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓(15)

Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(16)

Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓(17)

趙麗等分別從廢液濃度、pH值、反應時間和換極周期4個因素考慮,利用正交試驗對電解法處理含鉻廢水進行了研究,認為在工業廢水Cr(Ⅵ)初始質量濃度較高(不小於300mg/L)時,單純依靠普通的鐵板陽極溶解的Fe2+還不能夠充分還原Cr(Ⅵ),需加一定的還原劑,當廢水初始質量濃度不高於600mg/L、pH值為3、反應時間為40min和換極周期為10min時,且根據前期正交試驗(Fe2+與Cr2O7質量濃度比為1∶1)確定加入的FeSO4量的反應條件下,去除率可達94%以上。電解法由於有沉澱和絮體的生成,需要過濾工藝,且陰極附近氫氣的生成會影響它們的沉降,GaoP等為了解決這一問題,設計了電絮凝-電浮選聯合工藝,省去了過濾步驟,利用電解-電浮選產生的氣泡有效地使絮體浮出水面,從而達到去除的目的。

3生物處理技術生物法處理廢水一直是水處理領域研究的熱點,因為它具有資源豐富、效率高、投資低、選擇性強以及不產生二次污染等優點。生物法處理含鉻廢水主要包括氧化還原、離子交換、形成配位化合物和靜電吸引等機理,主要以投加生物吸附劑和生物絮凝劑的方式來完成。

3.1生物吸附法大量研究證實,具有生物活性的生物體及非活性的生物質均具有較強的生物吸附性能。應用死的微生物細胞吸附去除污染物具有一定的優越性,它不會受到廢水中毒性物質的影響,不需要持續不斷地提供養分,且可以再生再利用。近幾年國內外對含鉻廢水的處理焦點多集中在生物吸附法上,通過尋找合適的廢生物質材料吸附鉻等重金屬,這些生物質材料包括木屑、玉米芯、板栗殼、咖啡渣、橄欖渣、椰子皮、苔蘚、核桃殼及其改性產品等。

ElNemrA等從反應體系的pH值水平、污染物含量、吸附劑用量及吸附時間幾個方面研究了雞毛菜(海洋紅藻)及其生物質活性炭對廢水中鉻去除效果的影響,結果表明,在溶液pH值為1時吸附量最大,兩者最大的吸附能力為12和66mg/g。

LiuC等利用咖啡渣作為生物吸附劑還原吸附電鍍廢水中的Cr(Ⅵ),在試驗條件下Cr(Ⅵ)被完全還原和吸附,還原生成的少量Cr(Ⅲ)在後續混凝沉澱單元被完全去除,為咖啡渣的廢物利用提供了思路。DehghaniMH等利用經處理後的舊書、舊報紙吸附去除Cr(Ⅵ),研究表明,隨著Cr(Ⅵ)質量濃度和反應溶液pH值的降低以及吸附劑含量的提高,Cr(Ⅵ)去除率增大;在初始Cr(Ⅵ)質量濃度為5~70mg/L、pH值為3、接觸時間為60min及吸附劑投加量為3.0g/L的條件下,Cr(Ⅵ)最大吸附能力可達到59.88mg/g[41]。VieiraMGA等研究用馬尾藻做填料的填料柱對Cr(Ⅵ)的吸附作用,運用因子設計方法研究了運行條件對吸附能力的影響,如進水Cr(Ⅵ)質量濃度、填料柱進液流量和吸附劑量,結果顯示進水Cr(Ⅵ)質量濃度對填料柱吸附能力的影響最大,填料柱進液流量次之;在最佳運行條件下得到的吸附能力為19.06mg/g。木屑作為建築和傢具等行業的固體廢物,主要由質量分數為45%~50%的纖維素和質量分數為23%~30%的木質素組成,這些成分由於結構上含有羥基、羧基和酚基等基團,使它具有綁定金屬的能力,因此,大量的試驗和實際工程研究應用木屑、改性木屑吸附去除廢水中的鉻,且去除效果明顯。

3.2生物絮凝劑法生物絮凝劑是利用生物技術通過生物發酵、抽提、精製而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒、廉價的水處理劑。與傳統絮凝劑相比,生物絮凝劑具有高效、無毒、易降解且不產生二次污染的特點。

馬軍等通過試驗分析得出了微生物絮凝法處理含鉻工業廢水的最佳工藝條件為:pH值為7.5~8.0,水溫在10℃以上,最高進水Cr(Ⅵ)質量濃度為100mg/L,活性菌體積分數為0.8‰~1.2‰,反應時間為13~16min[48]。楊思敏等用微生物絮凝劑處理Cr(Ⅵ)溶液時,結果顯示黑麴黴分泌微生物絮凝劑對低質量濃度Cr(Ⅵ)還原效果較好,在pH值為1~5時,還原能力均較高,對質量濃度為20mg/L的Cr(Ⅵ)的還原率均大於99%。

4技術展望由於相關工業的快速發展,含鉻廢水排放仍將保持濃度高、排放量大的特徵,為了保護環境,強化含鉻廢水治理,今後治理技術進一步開發與應用應從以下幾個方面加以考慮。

(1)廢物減排和再利用是治理環境污染的一種重要方式,以循環經濟思路為指導,加強以廢治廢的技術開發,充分利用廢棄物資源如煤矸石、粉煤灰及農業廢棄物等,這樣既減少了廢物排放,又治理了其他類型的污染,可以首先從當地可利用資源考慮。

(2)前文中含鉻廢水治理方法各有優缺點,並各有其應用前提條件和最佳條件,應在綜合分析的基礎上建立聯合處理或復合處理技術體系,以使處理方案兼顧社會、經濟和環境綜合效應,達到最佳效果。

(3)文中所述大部分相關研究是在實驗室進行的,條件易於掌控,而實際處理工程則十分復雜,影響因素更為復雜,且有時難於准確控制,應加強中試以使各種方法更符合實際工程需求。

(4)由於化學法將產生大量的污泥,污泥鉻含量很高,應合理進行污泥的處置。

(5)生物處理法的出水含有大量的生物,出水不易進行回收利用,因此,生物處理工藝應考慮後接消毒處理。

J. 什麼是鉻污染,鉻污染有什麼危害

鉻廣泛存在於自然界,其自然來源主要是岩石風化,大多呈三價;人為污染來源主要是工業含鉻廢氣和廢水的排放。工業廢水中主要是六價鉻的化合物,常以鉻酸根離子(CrO42-)存在。煤和石油燃燒的廢氣中含有顆粒態鉻。

鉻在環境中不同條件下有不同的價態,其化學行為和毒性大小亦不同。如水體中三價鉻可吸附在固體物質上而存在於沉積物(底泥)中;六價鉻則多溶於水中,比較穩定,但在厭氧條件下可還原為三價鉻。三價鉻的鹽類可在中性或弱鹼性的水中水解,生成不溶於水的氫氧化鉻而沉入水底。

環境中三價鉻與六價鉻會互相轉化,所以近年來傾向於用鉻的總含量,而不是用六價鉻含量來規定水質標准。三價和六價鉻對人體都有害,六價鉻的毒性比三價鉻要高100倍,是強致突變物質,可誘發肺癌和鼻咽癌。三價鉻有致畸作用。鉻渣(含鉻固體廢物)已成為鉻污染的重要環境問題,亟待有效解決。

鉻是銀白色金屬,在自然界中主要形成鉻鐵礦。化合價有+2、+3、+6三種。鉻的天然來源主要是岩石風化,由此而來的鉻大多是三價鉻。

鉻主要用於金屬加工、電鍍、製革等行業。為了防止工業生產過程中循環水對設備的腐蝕,常須加入鉻酸鹽。工業部門排放的廢水和廢氣,是環境中鉻的人為來源。工業廢水中的鉻主要是六價化合物,如鉻酸根離子(CrO厈)。冶金、水泥等工業,以及煤和石油燃燒的廢氣中,含有顆粒態的鉻。

危害

鉻是人和動物所必需的一種微量元素,軀體缺鉻可引起動脈粥樣硬化症。鉻對植物生長有刺激作用,可提高收獲量。但如含鉻過多,對人和動植物都是有害的。

三價鉻和六價鉻對人體健康都有害,被懷疑有致癌作用。一般認為六價鉻的毒性強,更易為人體吸收,而且可在體內蓄積(見鉻污染對健康的影響)。

三價鉻和六價鉻對水生生物都有致死作用。鉻能在魚體內蓄積。三價鉻對魚類的毒性比六價鉻高。土壤中鉻過多時,會抑制有機物質的硝化作用,並使鉻在植物體內蓄積。據試驗,水中含鉻在1ppm時可刺激作物生長,1~10ppm時會使作物生長減緩,到100ppm時則幾乎完全使作物停止生長,瀕於死亡。廢水中含有鉻化合物,能降低廢水生化處理效率。

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與含鉻廢水有什麼物質相關的資料

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