电镀工业废水处理：化学沉淀法降低六价铬离子污染

电镀工业废水处理：化学沉淀法降低六价铬离子污染

电镀工业因为能提高金属的耐腐蚀性能而得到发展，但电镀过程通常会产生大量的工业废水，而这种废水中往往含有大量的铬离子，会严重影响生态环境。特别是电镀废水中所含的六价铬离子具有致癌性，必须经过有效的处理，降低其成分，才能适量排放。含铬废水的处理常用化学沉淀处理法，因为它能将电镀废水中的六价铬离子还原为危害相对较小的三价铬离子，并通过特殊的工艺形成沉淀，从而将废水中的有害铬离子分离出来，减少污染。

1. 铬的存在形态与生态效应的关系

铬是电镀工业中常用的金属物质，外观呈银白色，由于它在空气中氧化很慢，且不溶于水，所以用作镀层时往往硬度高，耐腐蚀性和耐久性好，能起到明显的防护作用。自然界中铬往往不单独存在，主要以三价铬离子和六价铬离子形成的化合物形式存在，其中六价铬离子形成的化合物通常可溶于水。两种铬离子均有毒，但六价铬离子的毒性远大于三价铬离子，因为三价铬离子是以完全氧化的状态存在，不易发生其他化学反应，稳定性强，所以很难被人体过量吸收。六价铬离子氧化性强，比较不稳定。 它们很容易通过消化、呼吸、皮肤等渠道被人体吸收，进而破坏人体细胞的氧化还原行为。人类如果长期处于六价铬离子污染的环境中，在很大程度上会对健康产生不利影响，从而引起重金属中毒。电镀废水作为电镀工艺的产物，不仅含有氰化物，还含有多种重金属成分，这些成分都是极其有害的。电镀废水根据重金属种类可分为含铬废水、含锌废水、含镉废水等，这类重金属废水毒性较大，往往有致癌、致畸的危害。 面对电镀废水危害的严重性，经过几年的研究，重金属电镀废水的处理方法大致可分为物理法、生物法、化学法等，特别是化学法中的化学沉淀法，具有操作简单、见效快、有害沉积物少等优点，受到社会的青睐，是目前处理重金属电镀废水最常用的方法。

2.化学沉淀法技术分析

很多电镀厂在处理含镉电镀废水时，都选择化学沉淀法。化学沉淀法的原理是加入一定量的还原剂，使电镀废水中所含的六价铬发生氧化还原反应转化成三价铬，然后继续加入碱性物质调节废水的pH值，再使氢氧离子与三价铬发生反应，最后在废水中生成絮状沉淀物，即氢氧化铬。化学沉淀法处理电镀废水常用的还原剂有SO2、FeSO4等。面对含铬废水，化学沉淀法主要是利用上述还原剂的强还原性，将废水中的六价铬离子还原为三价铬离子，然后再通过其他试剂转化为沉淀物，完成有害铬离子的沉淀，降低含铬废水中铬的比例。

现在大多数电厂采用化学沉淀法处理含铬废水，设置两个反应池，其中一个反应池用来调节废水的pH值，使后面加入的还原剂充分发挥作用；另一个反应池用于沉淀，加入氢氧化物和絮凝剂，使铬离子沉淀出来。

3.影响化学沉淀法的因素

3.1 还原剂加入量

采用化学沉淀法处理含铬废水时，最重要的工序就是还原剂的投加。分析化学反应计算公式可知，要保证还原反应的有效性，也就是最大限度的去除铬元素，必须以化学反应的平衡状态为前提。因此还原剂的投加量不宜过多或过少，必须严格遵循反应计算公式中的要求。一般还原剂的投加量为铬离子总量的20～23倍时反应效果最佳。

3.2 pH控制

化学沉淀法过程中，pH值会对反应结果产生决定性的影响，所以在整个处理过程中，相关人员一定要对pH值进行合理的控制。化学沉淀法的第一步是将六价铬还原为三价铬，在这个过程中，含铬废水的pH值呈现上升趋势，以酸性为主，此时应通过适量的酸性溶液，维持废水的pH值在2-3之间，直至反应完全完成。化学沉淀法的第二步是沉淀，在这个步骤中会加入一定量的氢氧化物，此时废水的pH值会逐渐上升到9左右，实验人员必须维持碱性环境，保证三价铬能够完全生成氢氧化铬沉淀，达到最大限度的去除铬的目的。

3.3 废水中铬浓度

在整个化学沉淀过程中，铬离子是始终如一的反应物质，因此废水中铬离子的浓度也会影响处理效果。特别是当电镀废水中铬离子浓度超过220mg/L时，很容易造成铬离子的去除效果远远达不到理想效果。因此，在采用化学沉淀法处理含铬废水前，相关单位一定要采用科学的检测方法，对废水中铬离子的浓度进行测定，以便实验人员选择最有效的处理方法，同时也有助于确定还原剂的投加量，避免造成浪费。

4.化学沉淀法的特点

4.1 化学沉淀法的优点

采用化学沉淀法处理含铬电镀废水具有原理简单、经济、反应速度快等优点。由于化学沉淀法的原理是氧化还原反应，所以这种反应的过程比较简单易懂，使得很多实验者都可以胜任这项任务。另外，化学沉淀法所用的强还原剂不仅限于一种，而是有多种可选，使得企业在处理废水时，可以根据废水的危害程度，选择价格合理的还原剂。而且这种方法对沉淀物的分离设备要求不高，也降低了工厂的处理成本。最后，化学沉淀法在处理含铬废水时，可以在较短的时间内完成还原反应，从而沉淀出铬离子沉淀物，有利于工厂节省时间和成本。

4.2 化学沉淀的缺点

化学沉淀法在实际应用中还存在一些问题，比如在还原剂加入量及pH值的控制上，操作过程十分繁琐，一旦出现失误，将造成不可逆的失败，造成成本的浪费。其次，该方法是将废水中的六价铬还原为三价铬，最后以沉淀物的形式沉淀下来，完成铬元素毒性的去除，但并未实现沉淀物的回收利用，在沉淀物的后续处理中容易产生二次污染。

5 结论

综上所述，由于工业化的需要，电镀行业得到了迅速的扩张，导致电镀废水排放量成倍增长，对电镀厂周边的环境造成了严重的破坏。化学沉淀法是基于氧化还原反应，可以有效处理含铬电镀废水。而且此方法原理简单，实施成本低，沉淀速度快，可以在短时间内完成废水中铬离子的沉淀处理，因此得到了广泛的应用。但是化学沉淀法也存在一定的风险，只去除了铬离子，并没有实现回收再利用。因此，有关部门应加大对该技术的研究和开发，力争通过处理过程中的参数控制和沉淀物质的分析，实现含铬电镀废水的处理和二次开发。

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