亚硫酸盐还原处理法：电镀含铬废水处理的优缺点及适用条件

亚硫酸盐还原处理法：电镀含铬废水处理的优缺点及适用条件

亚硫酸盐还原处理也是国内处理电镀含铬废水常用的方法之一，其主要优点是处理后的水可以达到排放标准，并且可以回收氢氧化铬，设备和操作也比较简单。但是亚硫酸盐的供应稀缺，在国内一些地区不易获得，当铬泥找不到综合利用的出路，又没有妥善存放时，就会造成二次污染。另外，处理成本也比较高。

一般比较适用于废水量不大，且有污泥综合利用途径的地区。

1. 基本原理

利用亚硫酸盐处理电镀废水主要是在酸性条件下将废水中的六价铬还原为三价铬，然后加碱调节废水的pH值，使其形成氢氧化铬沉淀去除，从而达到净化废水的目的。常用的亚硫酸盐有亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠等。

2.加工工序、技术条件及参数

（1）处理流程

采用亚硫酸盐还原法处理含铬废水，一般采用间歇处理工艺，适用于处理小水量。处理大水量时，可采用连续处理工艺，但必须设置自动检测及药剂注入装置，以保证处理水质。还设计有2个大型调节池，交替使用，形成间歇集水、连续处理工艺。

图3-11为常用的间歇加工流程。

当调节池盛满废水时，用泵将废水抽入反应池。在反应池处理过程中，废水仍可连续流入排空的调节池。两个调节池也可交替使用，调节池兼作反应池。反应后的废水流入沉淀池，除去沉淀物后排放。污泥定期排入污泥池脱水后储存或综合利用。污泥脱水水返回调节池。当处理水量很少时，可省去沉淀池，在一个池（或槽）内完成调节、反应、沉淀。

先在反应池中加入酸，使废水酸化，再加入亚硫酸盐进行还原，再加入氢氧化钠，使还原后的三价铬离子转化为氢氧化铬，进入沉淀池进行沉淀。反应池内应安装搅拌装置。也可在泵的吸水管上加入药剂。

连续处理流程图如图3-10所示

（2）技术条件及参数

① 废水酸化处理

亚硫酸盐还原六价铬必须在酸性条件下进行，酸性增大时，反应有利于三价铬的生成。测定还原反应速度可知，当pH值为2.0以下时，反应约5分钟即可完成；当pH值为2.5~3.0时，反应时间为20~30分钟；当pH值大于3时，反应速度变得很慢。实际生产中，废水pH值一般控制在2.5~3.0，pH值过低，耗酸量过高，反应时间最好控制在20~30分钟。

②亚硫酸盐投加量

表3-8为亚硫酸盐与六价铬的理论投加量和实际投加量

由于废水中含有其他杂质离子以及操作过程中的其他原因，生产中实际加入量一般要高于理论计算量。

在实际使用中，还应将成品亚硫酸盐中所含亚硫酸盐的百分比折算为其实际需要量，因为有时由于保管、储存不当，会使亚硫酸盐含量降低，此时应加大投加比。总之，应适当控制投加量，投加比过低，还原不充分，出水中六价铬不能达标；投加比过高，浪费药剂，增加处理成本。投加比超过8时，易生成[Cr2(OH)2SO3]2络合离子，加碱难以将Cr3沉淀出来。

①氢氧化铬沉淀的pH值

由于氢氧化铬具有两性，当pH值过高时，生成的氢氧化铬会再次溶解，pH值过低时则不会产生沉淀。因此，一般实际应用中，废水经酸化还原后，加碱调节废水pH值，使氢氧化铬沉淀出来。pH值一般控制在7~8。反应时间为15~20min。

②沉淀剂的选择

氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠等均可用于将三价铬沉淀成Cr(OH)。石灰价格便宜，但反应速度慢，产生大量污泥，不易回收。碳酸钠投料方便，但反应过程中会产生二氧化碳。氢氧化钠价格较贵，但用量少，污泥纯度高，易于回收。因此，一般采用浓度为20%的NaOH作为沉淀剂

3. 加工设备及装置的设计和选型

1）调节池

间歇处理时，调节池容积按每小时平均废水量3～4h计算；废水量很少时，可按8h计算，以简化操作。连续处理时，调节池容量可适当减少。

（2）反应槽

一般反应池容积与调节池相等，也可分成两室（或两分室）交替使用，但必须满足一次处理的循环时间。反应池内最好采用机械或水泵搅拌，不宜采用空气搅拌，防止SO2气体逸出扩散，影响环境。

反应槽一般设置在地面，内衬可用钢板、耐腐蚀材料或塑料制成，反应槽应有遮盖，并设有通风装置。

（3）沉淀池

采用固液分离沉淀设施时，卧式沉淀池沉淀时间为1~1.5h；采用溶气气浮时，气浮池表面负荷可取5~6m3/(m2.h)，废水在气浮池停留时间约30min。当Cr(V)浓度在50mg/dm3以下时，溶气水量约占处理水量的40%，当Cr(V)浓度在50~100mg/dm之间时，为45%~50%，溶气水压力为300~。

（4）污泥脱水及综合利用

沉淀后的污泥可根据量和具体情况进行浓缩脱水处理，脱水后的污泥应用塑料袋包装后贮存或运输综合利用，防止滴、漏、散落污染环境。

目前有些工厂将氢氧化铬污泥用作皮革厂的鞣液，取得了良好的效果。

（5）亚硫酸盐储存和使用注意事项

储存亚硫酸盐的容器在储存和使用过程中应加盖密封，避免暴露。亚硫酸盐与空气接触后会风化氧化，并有二氧化硫气体逸出，污染环境，降低亚硫酸盐的含量。另外，加入亚硫酸盐后，在反应搅拌过程中也会有二氧化硫气体逸出。因此应考虑污水处理厂的通风设施，或对反应池进行加盖，防止气体溢出。

4.用例

【实施例1】化学沉淀法处理含铬电镀废水（上海第五钢厂）

上海第五钢铁厂钢管分厂是生产合金钢管、精密钢管的专业厂，其不锈钢管产量占当时全国总产量的40%左右。生产过程中要用到内模，内模表面要有足够的硬度和耐磨性，所以内模必须镀硬铬。

废水性质：电镀后镀件清洗是电镀含铬废水的主要来源。另外，当电镀液中阳极泥、不溶性盐、氢氧化物等杂质积累过多时，必须弃去，更换新液。废电镀液的排放使含铬废水量增加。

（1）处理工艺

①分析Cr3+含量，加硫酸调节废水pH值至2，再加入适量亚硫酸钠[加入量为Cr(V)含量的4～6倍]，使其与废水中的六价铬发生反应，生成三价铬。

①加入适量氢氧化钠，使废水pH值升至7~8，三价铬生成氢氧化铬沉淀。

②投加1×106目水解聚丙烯酰胺混凝剂，加速沉淀。

③ 废水静置半小时后进入PE管过滤器过滤，过滤后的水进入废水处理池2，经检测Cr(VI)、Cr3含量达到排放标准后排放。

2. 治疗效益

① 环境效益

该厂镀铬废水处理装置投入运行后，经相关环境监测站多次检查，均未发现超标污染，表3-9为监测站检测报告。

② 经济效益

采用上述废水处理系统后，用水量及排污费均减少。