淺談含鉻廢水處理技術

于婉婷，侯 亮

（1.長沙環境保護職業技術學院，湖南 長沙 410004；2.力合科技（湖南）股份有限公司，湖南 長沙 410205）

含鉻(Cr)廢水主要來源于冶金、皮革、電鍍等行業的工業廢水[1]。微量的鉻是人體所必須的，但是工業廢水中的鉻主要是以Cr3+和 Cr6+的化合物的形式存在，由Cr6+具有強溶解性，可以通過皮膚接觸、呼吸道等途徑導致癌變、畸形等危害。相關數據表明，鉻的危害僅次于重金屬鉛，對人體的危害極大。因此，工業廢水必須要按照國家環保部門的要求進行處理，當含鉻的濃度達標后才能排放到河流中。目前的處理方法大體可以分為兩類：一是采用化學方法將高毒性的Cr6+還原為Cr3+，在進一步進行處理；二是通過物理方法將高價鉻極其化合物與水分離。

1 化學還原沉淀法

還原沉淀法就是采用的具有還原性的化學物質與含Cr6+化合物進行化學反應，較為常用的是亞鐵鹽、SO2、H6N2O等，不同的還原劑使用條件不同，因此選擇經濟高效的還原劑技術關鍵[2]。最近，有研究發現聚合氯化鋁在處理含鉻廢水方面具有顯著優勢，經聚合氯化鋁處理過的廢水不僅水質達標，而且處理過程中所形成的絮狀沉淀物體積大質量高，可以達到快速沉淀的目的。在實際的污水處理過程中，一般是在酸性條件下加入還原劑，將Cr6+還原為Cr3+，此時加入堿性化合物使溶液達到堿性環境下生成含鉻的氫氧化物，在通過沉淀等手段即可除去，但此種方法往往會帶來污泥沉積的問題，可以從源頭進行分流、分類處理等手段進行處理。

一種新型的處理含鉻廢水的方法-電解法，就是利用氧化還原的原理，將電極與Cr6+發生氧化還原反應，再通過分解、沉淀等物化反應去除高毒性六價鉻。將鐵屑作為陽極，在電流的作用下，在酸性條件下鐵屑氧化成Fe2+、Cr6+還原為Cr3+，在此過程中溶液變為堿性形成Cr（OH）3，在通過沉淀去除含鉻化合物。

還原沉淀法具有工藝簡單、成本低、技術成熟等優勢，尤其是處理后的鉻還可以作為半導體材料使用，最大化的達到環保的目的。目前，絕大多數企業采取還原沉淀法處理含鉻廢水，但由于處理后的廢水是堿性環境，若是不經過處理排放，仍會造成二次污染，怎樣解決含鉻廢水的二次污染問題，仍是目前較為關鍵的問題。

2 生物法

生物法即利用一些特殊的生物對有害物質進行處理的方法，生物法相對于化學法來說更加的環保，并且操作也更加簡單。通過微生物對含鉻廢水進行處理，可以分為生物物理、生物化學兩大類[3]。

（1）生物物理方法 根據微生物的習性，處理含鉻廢水的生物物理方法主要是絮凝法和吸附法。

絮凝法是根據微生物或微生物的代謝物絮凝、沉淀有害物質，目前所發現的這類微生物有細菌、霉菌、放線菌等。這類微生物的來源主要依靠實驗室的培養，一般的微生物是線性結構或有很好的親水性，根據這一特性，可以與有害顆粒進行團聚，當團聚到一定程度就會沉淀下來形成污泥，從而去除有害物質。

吸附法是生物通過離子交換、絡合等手段吸附有害離子，無論微生物是否在存活狀態還是有害物質的濃度過低都可以達到較好的吸附效果。有研究表明，殼聚糖在酸性條件下可以Cr6+。

（2）生物化學方法 部分微生物可以將可溶的有害物質轉化為難溶或微溶于水的物質，在通過一些手段去除[4]。目前，應用最多的是硫酸鹽生物還原法，硫酸還原菌在無氧環境下可以將硫酸鹽還原為硫化氫，硫化氫再與鉻離子反應生成不溶或難溶的金屬硫化物，再通過收集沉淀物除去鉻離子。亞硫酸桿菌可以與Cr6+進行氧化氧化還原反應，Cr6+還原為Cr3+后在與硫化物反應，在進行富集、回收處理。

（3）生物植物方法 某些植物可以通過根、葉等對重金屬進行富集吸收，如藻類就是河流的清道夫。植物通過根部對含有重金屬的廢水進行吸收、富集，減少對地下水、土壤的污染。

3 物理法

通過借助外部能量、自身的化學電勢差可以采用物理的方法對含鉻廢水進行處理，如反滲透法、電滲析法、離子交換法、吸附法等[5]。

3.1 反滲透法

反滲透法利用的是半透膜只允許水分子通過的特性，通過給溶液加壓使水分子通過半透膜，而達到鉻離子的富集，從而實現水與鉻化合物的分離[6]。在這個過程中，沒有溶液pH值的變化及化學反應的發生，因此反滲透法可有效避免二次污染的發生。但是，從經濟的角度分析，反滲透法適合濃度高的含鉻廢水的處理。

3.2 電滲析法

在電流的作用下，使陰、陽離子通過靜電作用選擇性的通過陰、陽離子膜，這樣不僅可以使水與鉻化合物分離，還能使提高鉻離子濃度。但此種方法對于低濃度的含鉻廢水效果更好，

3.3 吸附法

吸附法利用吸附劑與被吸附物質之間的吸附力，使被吸附物質吸附在吸附劑上，達到水體凈化的目的[7]。吸附力可以是分子間的作用力，也可以是化學鍵直接的作用力在作用起到吸附作用。在含鉻廢水處理中，一般是多種作用力作用的結果。活性炭、泥煤、硅藻土等吸附劑一般根據分子間的作用力，對含鉻廢水進行吸附，工藝更加的簡單[8]。

3.4 離子交換法

離子交換法是指樹脂中的陰離子與Cr3+交換，Cr6+被樹脂固定，釋放陰離子，進而去除Cr6+[9]。處理含鉻廢水時，離子交換樹脂、黃原酸酯、離子交換纖維和沸石等離子交換材料的發展與應促進了廢水處理的進步。離子交換法具有處理量大，出水合格，產物利用化，工藝簡單等優點[10]，但也具有耗資大、操作難度系數高、樹脂使用周期短等缺點。

4 結語

以上處理含鉻廢水的方法都有其獨自的特點及優勢，不局限于某種單一的方法，在實際的生產生活中，要根據當地的地域特點、廢水的種類及濃度進行選擇[11]。目前，部分技術手段還不夠成熟，無法大規模實施，大多企業還是采用化學沉積法。含鉻廢水的治理不能僅僅依靠后期的廢水處理，還要在源頭上進行杜絕，采用更加環保的生產手段和材料，確保工業廢水達到國家環保部門的要求在進行排放，才能更好的減少水資源的污染。

含鉻廢水具有濃度高、排放量大的特點，為了工業化的發展，生態環境的保護，在進行含鉻廢水的處理時應注意以下幾點：

（1）為了達到環保減排的目的，積極引進新技術、新設備，減少資源浪費和有害物質的排放、再利用。

（2）文中部分方法還處于試驗階段，規模較小，在實際生產中，環境、條件較為復雜，難以控制，應注意滿足實際需要。

（3）上述化學方法會產生污泥，其中也含有大量的含鉻物質，易二次污染，也要進行及時有效處理。

（4）生物法會造成水中含有大量富鉻生物，不宜進行收集，應加強后續的消毒處理。