电镀含铬废水处理技术现状与发展趋势分析

电镀含铬废水处理技术现状与发展趋势分析

摘要：铁氧体工艺是目前处理含铬废水最实用的方法之一，在处理含铬废水方面有着很好的效果，铁氧体工艺的基本原理、总体工艺流程及实际废水收集处理工艺与电镀工艺密切相关，其主要技术参数包括硫酸亚铁的投加量、投加配比及反应时间等，在氧化还原控制阶段需要对废水的pH值进行检测，在此基础上本文进一步分析了电镀含铬废水处理技术的现状及发展趋势。

关键词：电镀；含铬废水；处理技术

0 前言

在处理含铬废水时，常采用电镀法，此法优点是设备简单，投资小，同时药剂成本低，处理能力好，清洗效果好，废水处理效果可达99.99%。对于采用化学产品的处理工艺，必须保证处理后的废水达标排放，符合行业标准和国家规定，含铬物质的废水在排放阶段还必须积极检测，注意检查含铬污泥的质量，进一步避免二次污染。但采用铁氧体工艺处理复杂污水时，处理后必须科学鉴定其成分，确保废水质量，保证一段时间内清洁卫生，废水可适当回收再利用，提高废水处理效果。因此，在保证环境质量的同时，改进处理技术是其研究工作的核心目标。

1、铁氧体处理电镀废水技术现状

由于含镍、铬废水绝大部分来自于电镀行业，目前很多电镀、酸洗企业都非常重视废水处理环节，该环节的技术发展尤为重要，这不仅关系到废水中铬、镍的实际含量，还会引发环境和健康问题。其中，如果对铬、镍的控制不达标，很可能引发严重的环境污染事故，因此对废水中重金属含量进行必要的检测十分必要，另外，重金属是参与地球组成的重要化学元素，如果控制不当，会造成镍、铬资源的流失。

近年来，有采用电解还原、化学沉淀、活性炭吸附及反渗透等方法处理废水中铬的报道。上述方法虽然各有优势，但也存在一些缺点，如电化学方法耗电量大、处理时间长，成本高；另外还存在反应实际所需时间远长于预测时间等一系列问题。近年来，铁氧法从湿法冶金行业转化而来，在废水重金属去除中发挥了良好的作用。未来将通过合作交流，逐步完善工艺参数，提高工艺可行性。

2 铁氧体法处理废水的原理及工艺流程

2.1 原理

电镀含铬废水在废水处理过程中起着两个作用，一是在重金属氢氧化物的混凝共沉淀中还原铬，二是形成金属氢氧化物的重铁酸盐，达到污水净化的目的。投加量是关键的工艺控制参数之一，Cr(VI)必须全部转化为铁酸盐，在还原反应和铁酸盐形成阶段二铁：Cr(VI)的理论投加质量比分别为：16.04:1和10.39:1。在现行操作中，工业废水中重金属的实际投加量需要进行调控，确保投加科学、合理，通常质量比为28:1～31:1为合理；当废水中除铬外还含有其它重金属离子时，硫酸亚铁的理论投加量应与废水中各重金属离子的理论剂量值叠加，并根据具体情况，如废水的水质情况进行调整。 重金属离子的浓度、种类等。

硫酸亚铁的投加方式有一次投加和两次投加两种，单次投加虽然污水处理效率高，但药物残留严重，可能引发投加量过大、反应不充分、废水含盐量高等一系列问题。基于此，可以采用两次投加方式，第一次投加量约为亚铁总量的2/3左右。另外，根据实际重金属处理总量，在调节重金属离子的过程中，还需要保证亚铁制作的容器的安全性，将其转化为亚铁以达到净水的目的。

硫酸亚铁可采用干法或湿法投加，投加管道时，为了使药剂与污水更好地混合，不堵塞管道及阀门，优先采用湿法投加，硫酸亚铁浓度通常为0.7mol/L左右。干法投加时，可采用混合搅拌器，促使污水与药剂充分反应，同时可进行安全试验，在保证安全的前提下，促进混合反应，这要遵循连续工艺的原则。

2.2 处理流程

根据已知的废水量及实际重金属含量，可以逐步控制废水的达标率。处理工艺可根据废水中铬离子含量分为连续式和间歇式，如废水量为10m3/d，则废水中铬离子含量为10m3/d。当离子浓度大于35.3mg/L时，常采用连续式，其它浓度和水量则相反。

此外，连续工艺也适合于混合废水的处理，铬离子等重金属离子的波动范围很大，但需要必要的检测和配料设备，以保证废水处理的质量。

复合铁氧体的水热合成方法如下：取一定量的FeS04?7H20（），加入一定量的镍铬废水，用NaOH作为此阶段常用的沉淀剂，调节溶液的pH为碱性，先将其置于圆形保温瓶中搅拌，根据混合物在给定的温度下反应时间为10分钟至2小时。反应结束后，将最终溶液用固液过滤分离，并用原子吸收分光光度法（日本，-7000）分析过滤器中的镍和铬含量，用蒸馏水反复洗涤固液分离后的滤饼并回收。

3 铁氧体法处理电镀废水的发展趋势

3.1 科学合理控制废水pH值

从发展趋势可知，在铁酸盐处理废水过程中，应充分利用铁酸盐的优势，结合相关化学原理，记录废水的反应结果，推断相关反应数据。根据Cr(VI)的基本信息，pH通常应控制在3.16以下，为使反应体系反应更加彻底，采用3mol/L硫酸控制溶液pH在2~3，适当加入冰醋酸促进反应发生，同时结合实际调节需要，确保废水处理反应在科学依据范围内。

当系统中Cr(VI)转化为Cr(III)时，必须对废水中的有效含量进行分析，了解Fe2+的含量，通过合理的手段避免其内部发生不必要的氧化，促使Fe3+和Cr3+转化。沉淀由绿色、深绿色、深棕色逐渐变为铁黑色，这个过程不仅需要观察实际颜色加深现象，还需要记录相关信息。如果出现沉淀，需要进一步检查pH值。

3.2废水处理温度

在废水处理过程中，温度控制是一个非常重要的环节，这个环节关系到氢氧化物的脱水状态，必须重视。如果单独容易形成β-FeOOH，铁氧体形成时间长，容易造成内部结构疏松，甚至使铁氧体磁性减弱，导致铁氧体无法回收，如果反应体系温度变化剧烈，需要进行调控，保证温度在40℃左右，以促进铁氧体的形成，达到大量聚集、快速沉淀的效果。

随着溶液pH值的升高，溶液中镍、铬的含量会减少，这是因为溶液为酸性时不宜生成铁氧体，反应液为碱性时生成Fe(OH)：和Pe(OH)生成铁氧体。此时如果采用不适当的快速升温，过高的温度会加速体系反应，加快过剩的Fe2+转化为Fe3+的速度，这样的Fe2+在体系中得不到充分的还原，铁氧体的磁性就会减弱，并产生大量的气溶胶，影响操作人员的身体健康，污染周围环境。有研究表明，控制体系温度在70℃左右，折合沉降时间为1-2小时，反应30-50分钟，即可生成体积小、致密、易脱水的铁氧体。实际操作过程中，控制温度在65-75℃之间是比较经济的，既不会造成能源的损失，又能减少二次污染。

结论

铁氧体共沉淀法处理含镍、铬废水效率高，处理后镍、铬处理达标排放，适应性强；在保证含重金属废水处理条件符合行业标准的同时，严格按照国家安全标准执行，科学利用铁氧体粉，合理回收利用。在改进处理技术的同时，加大废水处理行业的投入，优化设备。

参考：

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