含铬废水的特性及处理方法

铬元素被美国环保署(USEPA)列为最具毒性的污染物之一，含铬废水中的铬主要来源于电镀、制革、化工、颜料、冶金、耐火材料等行业，它以三价和六价化合物的形式存在。由于六价铬的高溶解性，它比三价铬更具有生物毒性。铬化物可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵人人体，主要积聚在肝、肾、内分泌系统和肺部。那么，含铬废水的特性有哪些？要如何处理那？下面海普就为大家详细的介绍下：铬化合物具有致癌作用。铬化合物以蒸汽和粉尘的方式进入人体组织中，代谢和被清除的速度缓慢，会引起鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。水中的铬可在鱼的骨骼中积累，此时Cr3+比Cr6+的毒性还大。浓度为30mg/L即对淡水鱼有致死作用。浓度为0.01 mg/L，便可使一些水生生物致死，使水体的自净作用受到抑制。若用含铬的污水灌溉农田，铬便在植物体内积聚，土壤中有机质的消化作用受到抑制，造成农业减产。铬的污染主要是由工业引起。我国对排放的废水、渔业水域水质、农田灌溉水质、地面水以及饮用水的铬含量，均有严格规定。我国已把六价铬规定为实施总量控制的指标之一，并规定工业排放的废水中六价铬最高浓度为0.5 mg/L，总铬的最高浓度为1.5 mg/L，且不得用稀释法代替必要的处理，生活饮用水中铬含量不得超过0.05 mg/L。1、含铬废水处理现状电镀含铬废水的铬的存在形式有Cr6+和Cr3+两种，其中以Cr6+的毒性最大。含铬废水的处理方法较多，常用的有化学法、电解法、离子交换法等。1、化学法电镀废水中的六价铬主要以CrO42和Cr2O72两种形式存在，在酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，碱性条件下则以CrO42形式存在。六价铬的还原在酸性条件下反应较快，一般要求pH4，通常控制pH2.53。常用的还原剂有：焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、二氧化硫、水合肼、铁屑铁粉等。还原后Cr3+以Cr（OH）3沉淀的最佳pH为79，所以铬还原以后的废水应进行中和。（1）亚硫酸盐还原法：目前电镀厂含铬废水化学还原处理常用亚硫酸氢钠或亚硫酸钠作为还原剂，有时也用焦磷酸钠，六价铬与还原剂亚硫酸氢钠发生反应，还原后用NaOH中和至pH=78，使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀。（2）硫酸亚铁还原法：硫酸亚铁还原法处理含铬废水是一种成熟的较老的处理方法。由于药剂来源容易，若使用钢铁酸洗废液的硫酸亚铁时，成本较低，除铬效果也很好。硫酸亚铁中主要是亚铁离子起还原作用，在酸性条件下（pH=23）。用硫酸亚铁还原六价铬，废水中同时含有Cr3+和Fe3+，所以中和沉淀时Cr3+和Fe3+一起沉淀，所得到的污泥是铬与铁氢氧化物的混合污泥，产生的污泥量大，且没有回收价值。（3）铁氧体法：铁氧体法实质上是硫酸亚铁法的演变与发展，其特点是投加亚铁盐还原六价铬，调节pH沉淀后，需要加热至6080，并较长时间的曝气充氧。形成的铬铁氧体沉淀属尖晶石结构，Cr3+占据部分Fe3+位置，其他二价金属阳离子占据了部分Fe2+的位置，即进入铁氧体的晶格中。进入晶格的三价铬离子极为稳定，在自然条件或酸性和碱性条件都不为水所浸出，因而不会造成二次污染，从而便于污泥的处置。（4）化学还原气浮分离法：气浮法处理含铬废水实际是化学还原法在固液分离方法上的发展，硫酸亚铁还原气浮法主要是利用Fe（OH）3凝胶体的强吸附能力，吸附废水中包括 Cr（OH）3在内的其它氢氧化物沉淀，形成共絮体，这种共絮体能有效地被气泡拈着并浮上去除。气浮法固液分离技术适应性强，可处理镀铬废水，也可处理含铬钝化废水以及混合废水，处理量大。不仅可去除重金属氢氧化物，同时去除其他悬浮物、乳化油、表面活性剂等，加上整个过程可以连续处理，管理较为方便，可以操作自动化。（5）水合肼还原法水合肼N2H4H2O在中性或微碱性条件下，能迅速地还原六价铬并生成氢氧化铬沉淀。可以处理镀铬生产线第二回收槽带出的含铬废水，也可以处理铬酸盐钝化工艺中所产生的含铬漂洗水。水合肼还原法产生的污泥量少，含铬量高，便于回收利用。特别在中性或微碱性条件处理含铬废水，不会引入中性盐，显然改善了排放废水的水质。水合肼方法处理含铬钝化废水时，Zn、Cd、Fe、Ni等重金属也可同时去除。2、电解法：电解还原处理含铬废水是利用铁板作阳极，在电解过程中铁溶解生成亚铁离子，在酸性条件下，亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子。同时由于阴极上析出氢气，使废水pH逐渐上升，最后呈中性，此时Cr3+、Fe3+都以氢氧化物沉淀析出，达到废水净化的目的。电解还原法具有体积小、占地少、耗电低、管理方便、效果好等特点。缺点是铁板耗量较多，污泥中混有大量的氢氧化铁，利用价值低，需妥善处理。3、离子交换法：离子交换法是利用一种高分子合成树脂进行离子交换的方法。应用离子交换法处理含铬废水是使用离子交换树脂对废水中六价铬进行选择性吸附，使六价铬与水分离，然后再用试剂将六价铬洗脱下来，进行必要的净化，富集浓缩后回收利用。由于钝化含铬废水、地面冲洗含铬废水等，除了含六价铬外，还含大量的其他重金属阳离子以及多种酸根阴离子。因而离子交换法处理镀铬废水比较容易，处理其他含铬废水较难。在资源回收和闭路循环方面发挥了主导作用，但其投资费用大、操作管理复杂，一般的中小型企业难于适应。以上处理方法是目前常用的电镀含铬废水处理技术。早期还有钡盐法、活性炭法等，钡盐法基本上已停止使用，近年来还有生物法等新兴的生物技术处理含铬废水。2、行业客户需求：含铬废水的成分复杂, 含有大量有毒有害物质, 因此必须要对废水进行处理，含铬废水的处理必须与传统的生化处理技术联合运用, 以达到处理效果与经济成本的优化是含铬废水处理中的一个发展方向。废水处理需要包括以下几点：（1）高效、稳定的去除废水中的铬离子，处理后的出水能够达标排放标准，实现资源回收。（2）一次投资费用低、运行费用低、设备操作维护方便。（3）工艺先进可靠、无二次污染。3、海普定制化工艺简介：江苏海普功能材料有限公司地处苏州工业园区，是一家以特种吸附剂、催化剂为核心技术，配套应用工艺开发、技术服务、工程实施等，为客户解决相关环保难题的国家高新技术企业。海普的技术团队分别于2013年、2015年获得苏州工业园区领军人才奖，2015年获得姑苏领军人才奖，江苏海普功能材料有限公司于2015年、2018年连续两次被评为国家高新技术企业，2018获批为苏州市吸附与催化功能纳米材料工程技术研究中心。江苏海普功能材料有限公司在吸附材料处理方面具有领先的技术水平，配套的吸附处理工艺高效、稳定，为国内多家行业龙头企业解决了多项环保难题。海普吸附工艺的原理是利用我公司开发的特种吸附材料对要去除的组分或物质进行选择性吸附，当吸附饱和时，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行，吸附法处理废水常规工艺见下图。吸附处理废水常规工艺图采用海普的吸附工艺处理含铬废水时，将废水预先调节pH值过滤去除其中的沉淀及悬浮和颗粒物质，然后进入吸附塔吸附，吸附塔中填充的特种吸附材料能将废水中的铬离子吸附在材料表面，实现有毒含铬废水的脱除。吸附饱和后，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行。含铬废水吸附处理工艺流程见下图。含铬废水吸附处理工艺流程4、工艺处理效果：采用吸附工艺处理含铬废水，可有效脱除废水中的铬离子，具体处理数据见下表：该企业要求处理后废水中铬含量低于0.5 mg/L，实验处理效果表明采用吸附处理，废水中的铬去除率稳定在95 %以上，出水中铬含量可以控制在0.3 mg/L以下，在保证达到客户的要求的同时留有一定的安全余量，能有效防止入料废水的水质波动造成出水不达标，处理效果见下图。 吸附出水（左）、原水（右）外观图5、工艺的核心优势：采用吸附法处理含铬废水，能将废水中的铬高效去除，保证处理后的废水铬含量在0.5 mg/L以下，满足企业的要求，其优点如下所示：（1）高效去除废水中的铬元素，去除率高，严格控制处理后废水铬浓度，含量在0.5 mg/L以下。（2）大大降低了企业的废水处理费用，吸附法的处理费用一般为100200元/吨，远低于焚烧处理的费用+1000元/吨。（3）对企业现场产生的废酸采样样品进行实验，以科技为基础，实验为依据来设计吸附工艺，废水和工艺之间的匹配度100 %。（4）设备占地节省、结构紧凑，土建和设备投资少；脱附剂多次套用、逐级提浓，药剂利用率高，运行费用低。（5）可实现模块组件形式，能根据生产能力灵活调节，安装方便。（6）工艺先进、成熟，无二次污染，有强大的技术支持和丰富的工程应用经验。6、案例介绍之某化工企业500 t/d含铬废水治理项目：该公司采用我们的吸附工艺处理其生产过程中产生的含铬废水，实验证明废水中的铬含量由原来的5.7 mg/L降至0.3 mg/L以下，废水中铬的去除率高达95 %以上，处理后的铬含量特别低，可直接达排放标准，吸附处理后的废水可实现中水回用，减少生产消耗的水量。“吸附法”处理铬废水，大大降低旧有的处理方案，有明显的经济效益。吸附塔的现场应用