含铬废水的处理方法
含铬废水的处理方法
张小庆,王文洲,王卫
(陕西省经贸学校,西安 710068)
摘 要:对目前国内外对含铬废水处理的几种常用方法:电解还原法、化学沉淀法、离子交换法、分离法、黄原酸酯法、光催化法、水泥基固化法、粘土吸附法等各自的优缺点作以介绍和探讨。关键词:含铬废水; 处理方法; 环境
中图分类号:X703.01 文献标识码:B 文章编号:100326504(2004)增2
通常认为金属铬和二价铬无毒,三价铬毒性很小,危害最大的是六价铬的化合物[1],经呼吸道吸入的不溶性铬盐长期停留在肺组织内,是导致肺癌的主要因素之一[2]。国家明文规定工厂排出废水含铬及其化合物最高浓度为0.5mg/L[3]。
就电镀废水而言,全国电镀厂、点约有1万家,每
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年排放出的废水达40亿m。电镀废水污染环境主要有二个途径:一是排放量少浓度高的电镀废液;二是排放量大但浓度相对低的电镀废水。铬化电镀所带来的环境污染两者兼而有之。因此,如何合理而有效地处理含铬废水是环境保护及综合利用的重要研究课题。文章概述了目前国内外对含铬废水处理的几种主要常用方法及它们各自的优缺点。1 电解还原法
它除铬的主要作用是铁阳极在直流电作用下,不断溶解产生亚铁离子,在酸性条件下,将Cr\+6+还原为Cr。由于废水中的氢离子不断减少,因此pH值将不断上升,Cr3+在pH值为7~10.5之间时同氢氧根离子结合成Cr(OH)3沉淀,从而抑制了pH值上升,并使废水中的铬元素分离出来。电解法处理含铬废水效果稳定,操作管理简便,但需消耗电能、钢材,运转费用较高;另外为减少电能消耗,常把食盐加入废水中(用量1g/L左右),以提高导电率,但同时也增加了水的含盐量,使废水不能循环使用,因此这种方法应用并不十分广泛。2 化学沉淀法
(1)钡盐法是利用置换反应原理,用碳酸钡等钡盐与废水中的铬酸作用,形成铬酸钡沉淀下来,再利用石膏过滤,将残留的钡离子去除,并采用聚氯乙烯微孔塑
作者简介:张小庆(1967-),女,讲师,硕士研究生,主要从事食品工程、环境化学和废水处理方面的研究工作,已发表论文数篇。
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料管,去除硫酸钡沉淀。钡盐法优点是处理后的水可用于电镀车间水洗工序,其缺点是过滤用的微孔塑料管容易阻塞,清洗不便,处理工艺流程较为复杂。(2)还原沉淀法是目前应用较为广泛的含铬废水处理方法。基本原理是在酸性条件下向废水中加入还原剂,将Cr6+还原成Cr3+,然后再加入石灰或氢氧化钠,使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀,从而去除铬离子。可作为还原剂的有:SO2、FeSO4、Na2SO3、NaH2SO3、Fe等。还原沉淀法具有一次性投资小、运行费用低、处理效果好、操作管理简便的优点,因而得到广泛应用,但在采用此方法时,还原剂的选择是至关重要的一个问题。3 离子交换法
是利用阴离子交换树脂,可以有效地去除废水中呈铬酸根或重铬酸根状态的Cr6+,利用阳离子交换树脂则可以去除废水中Cr3+及其它金属离子,此法可用于镀铬槽的洗涤水闭路循环系统。此法优点是处理后出水水质极好,水和铬酸可回收利用;但缺点是一次性投资大,操作管理复杂,树脂氧化的问题还有待解决。4 生物法
生物法治理含铬废水,国内外都是近年来开始的。生物法是治理电镀废水的高新生物技术,适用于大、中、小型电镀厂的废水处理,具有重大的实用价值,易于推广。国内外也从过去的单一菌种到现在多菌种的联合使用,使废水的处理从此走向清洁、无污染的处理道路。研究表明,与活性的淤泥混合的生物处理方法,能除去Cr
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和Cr
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,NO3氧化成NO3。已用于埃及轻
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型车辆公司的含铬废水的处理。生物法处理电镀废水技术,是依靠人工培养的功能菌,它具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。该法操作简单,设备
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安全可靠,排放水用于培菌及其它使用;并且污泥量少,污泥中金属回收利用;实现了清洁生产、无污水和废渣排放。投资少,能耗低,运行费用少。但技术含量高。5 膜分离法
膜分离法以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性透过膜,以达到分离、除去有害组分的目的。目前,工业上应用的较为成熟的工艺为电渗析、酯,处理含铬废水,铬的脱除率高,很容易达到排放标准。研究者认为稻草黄原酸酯脱除铬是黄原酸铬盐、氢氧化铬通过沉淀、吸附几种过程共同起作用,但黄原酸铬盐起主要作用。此法成本低,反应迅速,操作简单,无二次污染。7 光催化法
光催化法[10]是近年来在处理水中污染物方面迅速发展起来的新方法,特别是利用半导体作催化剂处理水中有机污染物方面已有许多报道。以半导体氧化反渗透、超滤、液膜。其它方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论研究阶段,尚未进行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下,通过溶剂的扩散,从而实现分离。反渗透和电渗析法处理效果好,可实现废水的循环使用,浓缩液可回收用于镀槽。但处理费用高,不适用于处理大量的废水。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散,在膜内界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集,流动载体返回膜外相界面,如此过程不断进行,废水得到净化。膜分离法的优点是能量转化率高,装置简单,操作容易,易控制、分离效率高。但投资大,运行费用高,薄膜的寿命短。主要用于回收附加值高的物质,如金等。电镀工业漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要应用,水和金属离子可达到全部循环利用,整个过程可在高温和更广的pH值条件下运行,且回收液浓度可大大提高,缺点为仅能用于回收离子组分。液膜法处理含铬废水,离子载体为TBP(磷酸三丁酯),Span80为膜稳定剂,工艺操作方便,设备简单,原料价廉易得。也有选用非离子载体,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性剂,选用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶剂进行萃取、反萃等步骤。6 黄原酸酯法
20世纪70年代,美国研制成新型不溶重金属离子去除剂ISX[7],使用方便,水处理费用低。ISX不仅能脱除多种重金属离子,而且在酸性条件下能将Cr6+还原为Cr3+,但稳定性差。不溶性淀粉黄原酸酯[8]脱除铬的效果好,脱除率>99%,残渣稳定,不会引起二次污染。钟长庚[9]等用稻草代替淀粉制成稻草黄原酸#112#
物(ZnO/TiO2)为催化剂,利用太阳光光源对电镀含铬废水加以处理,经90min太阳光照(1182.5W/m2),使六价铬还原成三价铬,再以氢氧化铬形式除去三价铬,铬的去除率较高。8 槽边循环化学漂洗法
这一技术是在电镀生产线后设回收槽、化学循环漂洗槽及水循环漂洗槽各一个,处理槽设在车间外面。镀件在化学循环漂洗槽中经低浓度的还原剂(亚硫酸氢钠或水合肼)漂洗,使90%的带出液被还原,然后镀件进入水漂洗槽,而化学漂洗后的溶液则连续流回处理槽,不断循环。加碱沉淀系在处理槽中进行,它的排泥周期很长[11]。广州电器科学研究所开发了分别适用于各种电镀废水的三大类体系的槽边循环化学漂洗处理工艺,水回用率高达95%,具有投药少、污泥少且纯度高等优点。有时,用槽边循环和车间循环相结合[12]。
9 水泥基固化法
此法处理中和废渣[14]
对于暂时无法处理的有毒废物,可以采用固化技术,将有害的危险物转变为非危险物的最终处置办法。这样,可避免废渣的有毒离子在自然条件下再次进入水体或土壤中,造成二次污染。当然,这样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。10 粘土吸附法
近些年来,用膨润土、累托石及其它们改性后的产物用来处理工业废水。以膨润土或改性膨润土处理含铬废水早有报道[14]
;作者在分析比较累托石及膨润土的结构的基础上,用累托石及其改性后的产物对含铬废水进行了较全面的研究,得出了改性累托石对含铬废水的最佳吸附条件(吸附剂用量、吸附平衡时间的确定、pH值等),在此吸附条件下,改性累托石对含铬废水的吸附效果达到99%以上。并且对铬的吸附机理、
吸附热力学参数的确定以及吸附动力学参数的确定等均进行了研究。得出了改性累托石对铬的吸附符合Langmuir吸附等温式,从热力学参数均小于零可知,改性累托石对铬的吸附过程是个放热过程,温度的升高对吸附不利。累托石是一种新型的环保材料,用于工业废水的处理必有广阔的前景。
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(收稿:2003206213;修回:2003210208)
MethodtoTreatWastewaterContainingChrome
ZHANGXiao2qing,WANGWen2zhou,WANGWei
(ShanxiEconomyandTradeSchool,Xi.an710068)
Abstract:Thispapergaveabriefingintroductiontotraditionalmethodstotreatchromecontainedwastewateraswellastheirmeritsandshortcomings.Keyword:chromecontainedwastewater;treatmentmethod;environment
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BottleneckandMarketingofISO14000inEnterprises
JIANGFa2ping1,TANGLu2,CHENZhuang2liang3
(1.ZhongshanMunicipalEnvironmentMonitoringCentre,Zhongshan528403; 2.HubeiEnvironmentScienceAcademy,Wuhan430072;
3.GuangzhouMunicipalDesignInstituteofEnvironmentEngineering,Guangzhou510115)
Abstract:CharacteristicsandbottleneckofISO14000implementinginenterprisesareanalyzed,andgreenmarketingstrategyispromotedforcertifiedenterprises.
Keywords:enterprise;ISO14000;bottleneck;greenmarketing
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