鋇鹽法處理六價(jià)鉻電鍍廢水及最優(yōu)工藝參數(shù)研究

張 亞 娟

（黔西南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 貴州 興義 562400）

鋇鹽法處理六價(jià)鉻電鍍廢水及最優(yōu)工藝參數(shù)研究

張 亞 娟

（黔西南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 貴州 興義 562400）

使用鋇鹽法對鉻廢水處理，對pH值在廢水中的初值、反映溫度計(jì)量結(jié)果、重鉻酸鉀的濃度等，在回收六價(jià)鉻的影響效果進(jìn)行了分析。對廢水中的六價(jià)鉻使用了源自吸收的分光光度法回收。經(jīng)過處理后，廢水中的pH為8～9的時(shí)候，六價(jià)鉻的回收在9%。廢水中的六價(jià)鉻隨著其濃度不斷上升增加。超過10 ℃的時(shí)候，六價(jià)鉻的反應(yīng)沒有非常大的影響，但是當(dāng)溫度降低到10 ℃以下的時(shí)候，回收率就逐步下降了。經(jīng)過處理之后，六價(jià)鉻的濃度達(dá)到了0.276 7 mg/L, 達(dá)到了相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

鋇鹽法；處理六價(jià)鉻；電鍍廢水

六價(jià)鉻和三價(jià)鉻是廢水中的主要成分。三價(jià)鉻的主要作用是在動物和人體內(nèi)，來實(shí)現(xiàn)脂肪和糖的新陳代謝，是一種人體所需的微量元素［1］。但是，六價(jià)鉻的毒性相對于三價(jià)鉻來說，是其的1 000倍之多。六價(jià)鉻是一種致癌的物質(zhì)，會導(dǎo)致肺臟的損傷，嚴(yán)重情況下會致癌。總的來說，引起中毒的主要是六價(jià)鉻。使用鋇鹽法對廢水進(jìn)行處理，也就是在含鉻廢水中，使用一定量氯化鋇，最后生成不易溶的鉻酸鋇沉淀，最后把鉻酸鋇回收。

1 鋇鹽法對六價(jià)鉻處理的機(jī)理

鋇鹽法在處理含鉻廢水和還原沉淀法對含格廢水處理的原理不同。主要采用溶度積在廢水中的不同，來實(shí)現(xiàn)固液的分離。使用碳酸鋇和廢水中的鉻酸開展置換，形成溶度積比較碳酸鋇更小的物質(zhì)鉻酸鋇。于是廢水中六價(jià)鉻被處理了。廢水中剩余的鎖離子可以使用石赍對其進(jìn)行去除。再次生成溶度積相對更小的硫酸鋇。鋇鹽法處理六價(jià)鉻有著許多的有限，操作上工藝簡單，并且對車間排水要求不高。污泥量比較小，處理后的出水水質(zhì)較清。但是因?yàn)殇^鹽貨源有限的限制，生成沉淀物因?yàn)闃O細(xì)多以不容易分離。此外，絡(luò)酸鋇污泥中的二次污染使得該法推廣受限（表1）。

表1 廢水處理前后的 pHTable 1 pH of the wastewater before and after treatment

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 試劑和儀器

自制二次蒸餾水、濃鹽酸（都是分析純）、氫氧化鈉、二水氯化鋇、重鉻酸鉀。原子吸收分光光度計(jì)生產(chǎn)商和型號是日立 Z-2300 塞曼。FA2004C電子天秤；pHS-SBpH 計(jì); Hh 是恒溫的水浴鍋。JJ-1型號的大功率電動攪拌器。

2.2 實(shí)驗(yàn)的方程原理

采用鋇鹽法處理鉻廢水原理的方程式:

其中BaCrO4是一種難溶鹽。六價(jià)鉻Cr( VI) 一共有兩種存在的方式。CrO72-都比較易于溶于水中。CrO42-難于溶于水中。這兩種例子在偏堿性的溶液里，進(jìn)行可逆反應(yīng)的時(shí)候，主要是CrO42-形式存在，在偏酸性的溶液里的時(shí)候，主要是CrO72-存在。這就要求在進(jìn)行鋇鹽法處理廢水的時(shí)候，不要將pH值控制的太低（表2）。

表2 重鉻酸甲濃度的影響Table 2 Influence of dichromate concentration

2.3 實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)中將重鉻酸鉀溶液進(jìn)行模擬含鉻廢水，放置于500 mL 錐形瓶里，同時(shí)加進(jìn) 250 mL，使用NaOH 和鹽酸進(jìn)行調(diào)節(jié)溶液的pH值[1]。最后把錐形放置在水浴鍋里，加熱到要求的溫度。再次加入氯化鋇，不斷進(jìn)行攪拌后反應(yīng)，最后把溶液過濾，使用原子吸收分光的光度，來法測定濾液里的六價(jià)鉻實(shí)際濃度。

2.4 結(jié)果分析

Cr6+最高可以排放的濃度是0.5 mg/L。依照GB/T 15555.6—1995 規(guī)定的方法，進(jìn)行繪制測定Cr6+曲線，其線性方程是：

3 結(jié)果討論

3.1 pH 值的影響

實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度是30 ℃，實(shí)驗(yàn)中的計(jì)量比是1∶1的時(shí)候， pH 對廢水中六價(jià)鉻的回收率出現(xiàn)了最大的影響。處理前后廢水 pH 變化的具體值見表1。在初始 pH小于 9的時(shí)候， 六價(jià)鉻回收伴隨 pH增加進(jìn)而出現(xiàn)增加[2]，pH值的大小為8或9的 時(shí)候，六價(jià)鉻回收情況是 95.36% 以及95.79%。在當(dāng) pH大于 9 的時(shí)候，伴隨 pH 上升，六價(jià)鉻回收率上升。

3.2 重鉻酸鉀濃度的影響

當(dāng)反應(yīng)溫度是30 ℃的時(shí)候，溶液的初始pH 是 9。計(jì)量比是1∶1。觀察重鉻酸鉀的濃度，在對六價(jià)鉻回收中的影響如表2。伴隨重鉻酸鉀濃度提高，六價(jià)鉻的回收變化并不明顯[3]。重鉻酸鉀濃度從 100 mg/L提高到200 mg/L，處理后的廢水六價(jià)鉻濃度上升，這個(gè)過程很緩慢。但是重鉻酸鉀的濃度從 200 mg/L提高到 400 mg/L 時(shí)，廢水中六價(jià)鉻濃度上升加快，實(shí)驗(yàn)中，從2.568 8 mg/L增加到 9.624 2 mg/L。

3.3 溫度的影響

實(shí)驗(yàn)中，伴隨計(jì)量比從 1∶1 增加到1.2∶1的時(shí)候，六價(jià)鉻濃度從1.448 5 mg/L 下降到0.067 48 mg/L。廢水中六價(jià)鉻濃度是0.276 7 mg/L，比國家在含鉻污水的值要低。規(guī)定中六價(jià)鉻可以最高濃度是0.5 mg / L，并且反應(yīng)率是 99.22% ，幾乎到 100%。計(jì)量比如果繼續(xù)提高1.2∶1，六價(jià)鉻濃度將會繼續(xù)降低，但是反應(yīng)率提高較少[4]。此外，氯化鋇的使用量也提高了。導(dǎo)致了含鉻廢水處理在成本上的提高。

3.4 計(jì)量比的影響

當(dāng)溶液的初始 pH 等于9的時(shí)候，反應(yīng)溫度是30 ℃，并且重鉻酸鉀量為100 mg/L時(shí)，回收效果最好。鋇離子是一種特殊的重金屬離子，在廢水中濃度不能太高。所以，使用鋇鹽法對含鉻廢水處理的時(shí)候，計(jì)量比是1.1∶1時(shí)，余下的六價(jià)鉻濃度就不高于0.5 mg/L了。

4 結(jié) 語

總的來說，鋇鹽法處理六價(jià)鉻的電鍍廢水不但操作上比較簡單，并且管理比較方便、處理的總體成本低。鋇鹽處理六價(jià)鉻成為了國內(nèi)外在處理含鉻廢水中常用方法[5]。當(dāng)前，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,治理效果不容易達(dá)到排放的相關(guān)要求。所以，還原沉淀法的主要應(yīng)用領(lǐng)域是，高濃度并且不需資源回收部門。只有在不同條件下與其他的技術(shù)聯(lián)合使用，可以實(shí)現(xiàn)深度處理。

［1］Li Yan，Xu Xijin，Liu Junxiao，et al． The hazard of chromi-u m exposure to neonates in Guiyu of China［J］．Science of the To tal Environment，2011，403( 1 /2 /3) : 99-104．

［2］董豪杰． 重鉻酸鉀對人肺上皮細(xì)胞 hOGG1 及 hMTH1基因表達(dá)的影響［D］． 鄭州: 勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)院，2012．

［3］Mitchell D Cohen，Biserka Kargacin，Catherine B Klein，et al．M echanisms of chromium carcinogenicity and toxicity［J］．Critical R eviews in Toxicology，2009，23( 3) : 255-281．

［4］史黎薇． 鉻化合物對健康影響的研究進(jìn)展［J］． 衛(wèi)生研究，2013，32( 4) : 410-412.

［5］石玉敏，蘇丹，常春芝． 鉻渣堆存現(xiàn)狀及干法解毒工程技術(shù)［J］．四川大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版，2010，46( 1) :189-194．

Treatment of Hexavalent Chromium Electroplating Wastewater by Barium Salt and Optimization of Process Parameters

ZHANG Ya-juan
（Southwest Guizhou Vocational and Technical College，Guizhou Xingyi 113001，China）

In treatment of chromium wastewater by barium salt, effects of initial pH value, temperature and potassium dichromate concentration on recovery of hexavalent chromium were analyzed. Hexavalent chromium content was determined by absorption spectrophotometry. After treatment, wastewater pH was 8～9, hexavalent chromium recovery was 9%. Hexavalent chromium in wastewater increased with increasing of its concentration. When the temperature was over 10 ℃,it had few effect on the recovery of hexavalent chromium, but when the temperature was below 10 ℃, the recovery rate gradually declined. After treatment, the concentration of hexavalent chromium reached 0.2767 mg/L, which could reach the related standards.

Barium salt method; Treatment of hexavalent chromium; Electroplating wastewater

X 703

A

1671-0460（2015）01-0055-02

2014-08-19

張亞娟（1982-），女，陜西西安人，碩士，講師，研究方向：主要從事水處理研究與教學(xué)工作。