氧化还原法处理含氰含铬电镀废水的研究与应用

氧化还原法处理含氰含铬电镀废水的研究与应用

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介绍了用氧化还原法处理含氰化物和铬电镀废水的研究，在碱性条件下，先用氧化剂将氰化物完全氧化，再用还原剂将六价铬还原为三价铬，同时所有重金属离子均被沉淀出来。实验表明，两种废水混合处理后各项指标均优于国家标准，且工艺流程和设备比单独处理更简单。

[关键词] 氧化还原；电镀废水；碱性介质；综合处理

目前电镀行业废水处理方法主要有7种不同的方法：1.化学沉淀法；2.氧化还原法；3.溶剂萃取分离法；4.吸附法；5.膜分离技术；6.离子交换法；7.生物处理技术。氧化还原法通常用于分别处理含氰和含铬电镀废水。由于含氰废水的pH值为8-11，因此在用氧化剂氧化氰化物时必须控制pH≥8，以防止pH过高而影响电镀废水的品质。

1 基本原理

1.1碱性氯化法处理含氰废水

在碱性条件下，以液氯、次氯酸钠等为氧化剂，将氰化物氧化为氢气、氮气和碳酸盐，反应分两步进行。

1.3 混合废水处理

两种废水在碱性介质中混合后，控制pH为8.5～12，加入适量次氯酸钠溶液，使氰化物完全分解为无毒物质。过量的氧化剂会继续将铜、镍离子氧化为高价态物质，并产生深褐色沉淀。少量的三价铬（约占六价铬总量的%）被氧化成六价铬。

通过检测过量有效氯或观察深褐色沉淀物的出现，可以确认氰化物已被完全氧化分解，此时废水与足量的硫酸亚铁接触发生反应，六价铬在pH≥7的条件下很快被还原为三价并与其它重金属离子一起沉淀出来，澄清水各项指标均能达到排放标准。

2. 实验目的

如果可以将两种废水在碱性介质中混合处理，则混合处理较单独处理具有以下优点：工艺流程短、操作方便、设备简化、构筑物相对减少，从而达到节省投资的目的。

3 小规模实验

3.1 测试步骤

①用氰化物镀铜母液、酸性镀镍母液、镀铬母液在碱性介质中配制不同浓度的混合废水；②根据氰化物浓度加入适量次氯酸钠溶液，室温下不时搅拌反应，反应时间30～60℃；③检测余氯并观察黑色沉淀的出现，确认氰化物已完全氧化分解，加入足量的109^硫酸亚铁水溶液，将六价铬还原为三价铬，出现草绿色6(011)2时，六价铬已不存在；④前三项完成后，开始絮凝沉淀，上清液即为处理后的废水，用于检测各项指标，沉淀物进一步进行固液分离并干燥； ⑤用氰化物镀铜母液与镀铬母液配制成一定浓度的废水分别处理，与混合处理进行比较。

3.2 测试结果

含氰、铬电镀废水混合处理与单独处理试验结果见表1。由表1试验结果可以看出：

<1>当氰化物含量与有效氯输入比例为1：5时，处理后废水氰化物含量可降至排放标准以下。当混合处理比例为1：4时，处理后废水氰化物含量降至接近排放标准。

混合处理时硫酸亚铁投加量为六价铬理论量的1.75～2倍，单一处理时为理论量的1.25～1.5倍；传统用硫酸亚铁还原六价铬的方法2～3倍，硫酸亚铁投加量为理论量的2～2.5倍。

〔3〕混合处理时硫酸亚铁的消耗量比单一处理时略高，其原因是在处理氰化物的第一步中，过剩的有效氯首先被氧化，在有效氯被消耗的同时，又进行了六价铬的还原反应。

（4）处理混合废水时，pH值控制在10～12，氰化物的完全氧化和六价铬的还原才能顺利进行，处理后废水浓度为7%时，重金属离子即可完全沉淀。

4 工程实例

衡水某金属表面处理厂主要从事氰化物电镀加工生产，镀层种类有铬、铜、镍等。镀件离开镀槽后，经过4至5道水洗后送入下一道工序，洗水依次往前推进，形成闭路循环，不外排。但因跑、冒、滴、漏等原因，地面上始终有含氰化物和铬等金属离子的废水。

5 结论

1〉氧化还原法处理含氰、铬电镀废水在理论上和实际应用中是完全可行的，氧化剂可以是次氯酸钠、漂白粉、液氯、二氧化氯等。

2）混合废水处理中氧化还原剂的消耗与单独处理进行了对比，氰化物消耗与氧化剂消耗相同，硫酸亚铁消耗低于传统酸法。

3〉氧化还原反应必须在碱性介质中进行，并控制适当的值。

4）氰化物的氧化需要维持一定的温度，以加速反应的进行。