銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案
含鉻廢水產(chǎn)生于電鍍、漂染、染料制造等行業(yè)，由于廢水中所含有的Cr6+使其對(duì)人體存在致癌、致畸、致突變的危害而備受關(guān)注。目前工業(yè)上常用的處置方法是向含鉻廢水中投加無(wú)機(jī)鹽(如FeSO4、NaSO3等)實(shí)施恢復(fù)，應(yīng)用Cr6+的氧化性，將毒性較大的Cr6+恢復(fù)為毒性較小的Cr3+，再參與堿生成Cr(OH)3沉淀，該方法存在的問(wèn)題有產(chǎn)渣量大、沉淀產(chǎn)物難處置、鉻資源糜費(fèi)等。
本文經(jīng)過(guò)對(duì)含鉻廢水的綜合分析，應(yīng)用H2O2氧化、預(yù)沉等處置，輔以醋酸鉛等化工原料制備鉻黃，完成含鉻廢水的無(wú)害化及資源化，進(jìn)而為含鉻工業(yè)廢水處理及再利用提供一定的理論及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
1、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)用水
實(shí)驗(yàn)用含鉻廢水取自河南省鄭州市某風(fēng)險(xiǎn)廢物處置企業(yè)重金屬?gòu)U液原液池，來(lái)源為鄭州市某機(jī)械加工廠電鍍車間。經(jīng)檢測(cè)，Cr6+濃度為23811mg/l、總鉻濃度為40524mg/l、總鎳為57mg/l、總鉛為13mg/l、pH=2.7。
1.2 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及檢測(cè)方法
H2O2(30%)、NaOH、Pb(CH3COO)2·3H2O、醋酸均為分析純;
水樣的pH檢測(cè)采用PHS-3E型pH計(jì)測(cè)定;Cr6+分析采用721型分光光度計(jì)測(cè)定;
總鉻測(cè)定選用TAS-986型火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定;
101-4A型鼓風(fēng)單調(diào)箱;HH型水浴鍋;CL-4A磁力攪拌機(jī)等。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 H2O2氧化實(shí)驗(yàn)
取100ml含鉻廢水置于水浴鍋內(nèi)的燒杯中，參與一定量的H2O2，調(diào)理廢水pH、反響溫度等反響條件，使含鉻廢水中的Cr3+充分氧化為Cr6+，反響過(guò)程中充分?jǐn)嚢?，待反響終了后過(guò)濾，去除部分重金屬離子雜質(zhì)沉淀，取濾液應(yīng)用1.2中所示方法測(cè)定Cr6+的含量。
定義雙氧水的氧化指數(shù)為ρ：
式中：c0為原含鉻廢水中Cr6+的濃度，mg/l;c1為經(jīng)H2O2氧化處置后Cr6+的濃度，mg/l。
1.3.2 制備鉻黃實(shí)驗(yàn)
配制Pb2+濃度為1.0mol/l的含鉛溶液，取經(jīng)處置后的含鉻廢液100ml置于水浴鍋內(nèi)的燒杯中，將其與含鉛溶液按照一定比例混合，經(jīng)過(guò)調(diào)理含鉛溶液投加量、反響溫度、反響時(shí)間等條件，將所生成黃色沉淀(鉻黃)經(jīng)過(guò)濾、烘干等處置用于產(chǎn)品檢測(cè)。
2、結(jié)果及分析
2.1 H2O2氧化實(shí)驗(yàn)
根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)及研討，經(jīng)過(guò)調(diào)理H2O2投加量、pH、反響溫度等條件，以H2O2的氧化指數(shù)為指標(biāo)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，其中各要素水平表如表1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2.
從表2可以看出，各要素對(duì)體系反響的影響程度不同，其中，雙氧水投加量對(duì)Cr3+的氧化作用最大，其次為反響溫度，最后為反響pH，對(duì)比各實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中各項(xiàng)最優(yōu)條件為H2O2投加量10ml、pH=10、反響溫度55℃。
為充分應(yīng)用含鉻廢水中鉻元素，應(yīng)確保體系內(nèi)的鉻元素價(jià)態(tài)分歧，從而避免鉻元素的損失。而含鉻廢水中Cr3+與Cr6+存在動(dòng)態(tài)平衡，經(jīng)過(guò)調(diào)堿性、投加H2O2等，體系內(nèi)發(fā)作的主要化學(xué)反響如下所示：
從式(1)可以看出，在堿性環(huán)境下，含鉻廢水中的Cr6+主要以Cr42-方式存在;而隨著H2O2的參與，H2O2能夠?qū)U液中的的Cr3+氧化成為Cr6+，從而完成了反響體系內(nèi)鉻元素化合價(jià)的分歧。在一定條件下，隨著H2O2的量不時(shí)增大，H2O2的氧化指數(shù)不時(shí)提升。
同時(shí)，從表2可以看出，隨著反響溫度的不時(shí)提升，H2O2的氧化指數(shù)不時(shí)提升，緣由可能是溫度的升高增大了離子傳質(zhì)的速度。但溫渡過(guò)高又不利于反響的實(shí)施，故選擇反響溫度為55℃。
另外，從表2及式(2)可以看出，隨著pH的不時(shí)升高，H2O2的氧化指數(shù)不時(shí)提升，體系內(nèi)Cr6+的濃度不時(shí)提升，但當(dāng)反響體系的pH過(guò)高時(shí)，雙氧水的氧化指數(shù)呈現(xiàn)出降低的趨向，可能由于雙氧水在堿性條件下不穩(wěn)定，合成速率加快，故選擇pH=10。
設(shè)定該反響下的最優(yōu)條件實(shí)施H2O2氧化實(shí)驗(yàn)，H2O2投加量10ml/100ml、pH=10、反響溫度55℃。
2.2 制備鉻黃實(shí)驗(yàn)
2.2.1 鉻黃制備及檢測(cè)
量取100ml經(jīng)處置后的含鉻廢水置于水浴鍋內(nèi)的燒杯中，向其中緩慢參與足量醋酸鉛溶液，設(shè)定反響溫度為55℃，滴加醋酸溶液使體系pH=4，充分反響后過(guò)濾。取濾渣置于烘箱內(nèi)實(shí)施烘干處置。
依據(jù)GB/T3184《鉻酸鉛顏料和鉬鉻酸鉛顏料》中鉻酸鉛的各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)施檢測(cè)，其結(jié)果如表3所示。
從表3可以看出，實(shí)驗(yàn)制備的濾渣(鉻黃)能夠滿足GB/T3184中的規(guī)則。
2.2.2 廢液處置
取實(shí)驗(yàn)2.2.1所得濾液100ml置于燒杯中，向其中投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%重金屬螯合劑，充分反響后檢測(cè)成分，其檢測(cè)結(jié)果如表4所示：
從表4可以看出，經(jīng)重金屬螯合劑處置后濾液的各項(xiàng)指標(biāo)均低于GB8978《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的各項(xiàng)排放指標(biāo)限值。
3、結(jié)論
(1)應(yīng)用H2O2將Cr3+氧化為Cr6+，最優(yōu)條件為H2O2投加量10ml/100ml、pH=10、反響溫度55℃;
(2)向經(jīng)H2O2氧化處置后的含鉻廢水中投加0.1mol/l的醋酸鉛溶液，生成鉻酸鉛(鉻黃)沉淀，經(jīng)檢測(cè)，所制備的鉻黃產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足GB/T3184中的各項(xiàng)規(guī)則;
(3)應(yīng)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%重金屬螯合劑對(duì)所得濾液實(shí)施處置，充分反響后，經(jīng)檢測(cè)，其各項(xiàng)指標(biāo)均低于GB8978中的各項(xiàng)排放限值。
