2 种不同还原剂对实验室废水中六价铬去除效果的研究

2 种不同还原剂对实验室废水中六价铬去除效果的研究

两种不同还原剂对实验室废水中六价铬去除效果的研究

王有玲李小叶

(甘肃农业大学资源环境学院，甘肃兰州)

摘要 还原沉淀法是一种经济有效的去除六价铬的化学处理方法。通过还原实验，确定了硫酸亚铁和亚硫酸钠是两种不同的还原剂，用于处理含铬废水。

考察了废水的最佳反应条件,讨论了pH值、还原剂投加量、反应时间对六价铬去除率的影响,对比试验结果表明,以硫酸亚铁为还原剂,pH值为.5,

当还原剂投加量为理论投加量的1.5倍、反应时间为min时,六价铬的去除效果较好,去除率可达97%,能够满足排放标准。

关键词 实验室废水；六价铬；还原剂；去除率

中图分类号X5文献标识码A文章编号7-5739（06）33-3

（六）

--是的

（西,,）

（VI）。（VI）是

,,

硫酸亚铁

如5，

s     min  , O

97  ，暗

；（六）;;

近年来，我国教育、科研事业快速发展。

科研院所、大专院校作为主要排放单位实验室废水排放量及

废水中污染物的种类不断增加。

相对于少量，排放量总量并不大，但水质、水量不稳定、间歇性强。

强效、成分复杂，危害性不易引起注意

[]

若不处理则直接

排放还会对环境造成严重污染

[]

。

化学实验室废液污染问题越来越严重，尤其是重金属

废水污染问题尤为严重，含铬废水中，铬主要以六价形式存在。

人们普遍认为，六价铬的毒性比三价铬高出几倍，而且更容易

身体吸收

[3]

铬的主要危害是引起皮肤和呼吸系统溃疡，导致

脑膜炎、肺癌等。

[4]

许多研究证实，六价铬化合物具有

具有致癌、诱发基因突变的作用。美国环境保护署（EPA）已将六种

六价铬被确定为七种高度危险的有毒物质之一。

口服致死量约为5g，水中六价铬含量超过mg/L。

使用后会有毒

[]

。

实验室废水处理成本高，部分高校废水处理费已超过

由于处理成本高、收集监管不足，许多实验

大多数情况下，废液都会被排入下水道。

技术规范和监督体系完善，但实验缺乏严格的标准化

室内的污染管理工作引出了监测实验室的环境管理工作非常重要。

最终对环境造成了极为严重的污染

[5]

因此，迫切需要找到一种

一种可操作性强、处理效果好、实用的实验室六价铬废水处理方法

作者主要采用还原法处理实验室产生的六价铬废水。

采用沉淀法进行处理，通过对比试验，确定不同还原剂的处理效果。

处理效果，为设计合理的处理工艺提供依据，从而减少

实验室六价铬废水处理后出水中铬的排放目的。

1 材料和方法

.检测试剂及仪器

..试剂.重铬酸钾K



肌酐



，高纯度，上海中勤化学试剂

有限公司），氢氧化钠（NaOH），分析纯，天津大茂化学试剂

工厂），二苯碳酰肼（C

3

4

O，分析纯，天津广福精细化工

工程研究所），丙酮（C

O，分析纯，天津广福精细化工研究所

硫酸（H



所以

（分析纯，天津广福精细化工研究所）磷

酸H

邮局

，分析纯，无水

硫酸钠（Na）



所以

，分析级，），硫酸

亚铁（FeSO4）

7H



O，分析纯，。

分光光度计（V-58PC），上海分析仪器有限公司

公司)、电子天平[AL4型,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司

公司]、水浴（XMTD）（4）、多参数

水质仪表（DZS 7-8-A型）。

.试验方法

.. 还原试验法。取mgL的重量mL

将铬酸钾溶液放入6个50毫升烧杯中，每个烧杯中加入还原剂。

该溶液用于调节六个烧杯的pH值。经过一定的反应时间后，Cr

6+

Cr 的吸光度

6

根据标准曲线计算 Cr

6

内容终于计算出来了

肌酐

6

去除率。

.. 六价铬的测定方法。六价铬的测定应按照“—

987 水中六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法

[6]

进入

進行決定。

3. 绘制标准曲线。取 9 个 5 mL 带塞比色管，加入

所用铬标准品 mL

液体（浓度：mg/L），用水稀释至刻度，加入5mL硫酸

和5mL磷酸，摇匀；再加入mL显色剂溶液，摇匀；

5 至 5 分钟后，在 54 nm 的波长下，使用 5 cm 或 3 cm 比色皿

以水为参比，测定吸光度，并进行空白校正。

以相应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线（图）。

 结果与分析

. pH值对去除效率的影响

取mL浓度为mg/L的重铬酸钾溶液于6

每个烧杯中加入 5 mL 3 mg/L 溶液。

硫酸亚铁溶液（还原剂的量为理论量），调节6个烧杯，分别接到日期6 4 7

资源环境科学 现代农业科技206期

33

资源环境科学 现代农业科技 2016年11期

0.12

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

吮吸

光

花费

（

）

0.050 0.200 0.150 0.100 0.250

六价铬含量∥mg/L

y=0.506 1x-0.000 7

=0.999 7

图1 六价铬标准曲线

pH值分别调节为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5，反应15分钟。

采用与硫酸亚铁还原实验相同的方法和步骤，加入

加入50 mL 72.7 mg/L亚硫酸钠溶液（还原剂用量为

按理论投加量进行亚硫酸钠还原试验，结果如图2所示。

pH值较低时，H

氧化铬

是主要阴离子，pH

当 CrO 较高时

2-

当pH值降低时，溶液的酸度

程度增加，H

随着浓度的增加，平衡反应将向右移动，导致Cr

6+

Cr含量

3+

内容增加

[7]

。

当pH值为2.5时硫酸亚铁对铬的去除效果最高。

6+

的

含量降至0.667mg/L,去除率达到93.33%。

同等条件下，硫酸亚铁对废水有较好的还原效果，出水Cr

6+

内容

低，铬

6+

减排率虽然高，但是达不到国家排放标准。

当pH值为2.0时，亚硫酸钠对铬的去除效果最好。

6+

的

含量达到0.965mg/L,去除率达到90.35%。

2.2 还原剂投加量对去除效果的影响

取 100 mL 10 mg/L 重铬酸钾溶液，置于 6

向250 mL烧杯中加入50.0、62.5、75.0、87.5 mL每个烧杯。

320mg/L硫酸亚铁溶液100.0mL（还原剂用量为

将溶液的pH值调节为投加量的1.00、1.25、1.50、1.75或2.00倍。

2.5、反应15分钟。然后按照与硫酸亚铁还原试验相同的方法和步骤

在每个烧杯中加入 50.0、62.5、75.0、87.5 和 100.0 毫升溶液。

72.7mg/L亚硫酸钠溶液（还原剂用量为理论量

1.001.251.501.752.00倍），调节溶液pH值至2.0，

亚硫酸钠还原试验，结果如图3所示。

当溶液pH值为2.5时，随着还原剂硫酸亚铁加入量的增加

添加，流出物 Cr

6+

当用量为1.5倍时，硫酸含量

铁对六价铬的去除率最高。

6+

含量达到0.349mg/L，去除

当剂量超过1.5倍时，Cr

6+

去除率没有

变化较为明显，确定用量为最佳用量的1.5倍。

当pH值为2.0时，随着还原剂加入量的增加，Cr

6+

的

当投加量为1.75倍时，亚硫酸钠对六价铬的去除率

最高去除率，Cr

6+

余氯含量降低至0.604mg/L,去除率达到93.96%。

当剂量超过1.75倍时，虽然大部分Cr

6+

还原为 Cr

3+

，但

由于[Cr

（哦）

所以

2+

，使得 Cr

3+

Cr 不能用于后续加工

（哦）

形式稳定下来

[8]

，以及 Cr

6+

去除率不是很高

最佳用量为1.75倍。

剂量。

2.3 反应时间对去除率的影响

取10mg/L重铬酸钾溶液100mL，加入250mL煅烧水中。

在烧杯中加入75毫升320毫克/升的硫酸亚铁溶液。

（还原剂用量为理论量的1.5倍），调节溶液pH值为2.5，测定

确定不同反应时间（5、10、15、20、25、30分钟）的去除效率。

采用与硫酸亚铁还原实验相同的方法和步骤，加入

加入87.5 mL 72.7 mg/L亚硫酸钠溶液（还原剂

用量为理论量的1.75倍），调节溶液的pH值为2.5，不同

反应时间（51015202530min）的去除效率如图4所示

显示。

该还原剂在强酸性条件下对六价铬有较高的还原效率。

图4显示：Cr

6+

去除率

当反应时间为10分钟时，已达到排放标准。

随着六价铬去除率的提高，Cr的去除率

6+

内容减少到

0.288mg/L,去除率可达97.12%,且反应时间继续增加。

硫酸亚铁的变化不大，故选择20 min作为硫酸亚铁的最佳还原时间。

反应时间。硫酸亚铁能有效去除Cr

6+

达到污水综合排放标准

95

65

70

75

80

85

90

60

去

消除

速度

∥

1.0 2.5 2.0 1.5 3.5

pH

3.0

硫酸亚铁

亚硫酸盐

图2 pH值对含铬废水处理的影响

100

75

80

85

90

95

70

去

消除

速度

∥

1.00 1.75 1.50 1.25 2.00

还原剂用量∥倍数

硫酸亚铁

亚硫酸盐

图3 还原剂投加量对去除率的影响

100

75

80

85

90

95

70

去

消除

速度

∥

5 10 25 20 15 30

反应时间∥min

硫酸亚铁

亚硫酸盐

图4 反应时间对去除率的影响

234

 

还原剂 还原剂价格∥元/kg 废水所需还原剂投加量∥t 废水所需还原剂成本∥元t 处理效率∥%Cr

6+

出口浓度∥mL

硫酸亚铁 18 240. 4.32 97.12 0.2 

亚硫酸钠 30  3.5 1.91 94.17 0.5 3

表1 不同还原剂处理效果及经济效益比较

标准” （GB 97-199）。

当pH值控制在.00左右，还原剂用量为1.75倍时，

肌酐

十一+

去除率随反应时间延长而增大，反应0 min后，

肌酐

十一+

mL含量降至0.mL，去除率达9.17%，但仍

废水中Cr含量不符合《污水综合排放标准》（GB 97-199）的规定。

十一+

≤

0.5 mL的要求。

对于硫酸亚铁和亚硫酸钠两种不同的还原剂，控制它们的

各最佳还原条件为：硫酸亚铁的还原效率优于亚硫酸钠。

并能在更短的时间内满足排放要求。

2.4 两种减量试验的经济性分析

为了综合筛选出最佳还原剂，本实验处理

对等体积废水的经济性进行了比较分析，废水浓度为10mL。

不同还原剂的投加量以上述试验结果中最佳处理效果所对应的投加量为准。

分析结果如表1所示。

由表1可知，硫酸亚铁的处理效率高于亚硫酸钠。

效率高，但成本也高。1t废水浓度为10mL，硫酸亚铁

处理成本比亚硫酸钠高1元。

选取实验室水量，以硫酸亚铁为还原剂进行处理实验。

室内六价铬废水适用。

3 结论

实验室采用硫酸亚铁和亚硫酸钠处理六价铬废水。

结果表明，硫酸亚铁可以降低六

亚硫酸铬的处理效率比亚硫酸钠高。

采用硫酸亚铁作为还原剂处理含铬废水，pH值控制在

50，还原剂用量为理论用量的1.5倍，反应时间为0min，

肌酐

十一+

含量可降低至0.1mL，去除率可达97.1%，可满足标准要求

排放。

采用亚硫酸钠作为还原剂处理含铬废水，pH值控制在

当投加量为1.75倍时，反应时间为0 min，去除率可达

9.17%铬

十一+

含量降低至0.5mL，但仍然不能满足排放标准。

处理1吨浓度为10立方米的废水的成本为

加工亚硫酸钠成本为1.91元，加工硫酸亚铁成本为2.3元。

处理成本较亚硫酸钠高（约1元/t），综合考虑处理效率、经济性和

确定实验室用水量，选择硫酸亚铁作为还原剂，对实验室进行处理

优先处理六价铬废水。

4 参考文献

[1]李方荣,张建民,刘凤霞,等.高校化学实验室废水污染防治对策[J].

实验室研究与探索，01，(11):0-1。