氧(yang)體(ti)法(fa)是處理(li)(li)含鉻(ge)廢(fei)水(shui)的最實用的方(fang)法(fa)之(zhi)一(yi)，在(zai)處理(li)(li)含鉻(ge)廢(fei)水(shui)的過(guo)程(cheng)中(zhong)有(you)著較好(hao)的效(xiao)果。鐵氧(yang)體(ti)工藝的基(ji)本原(yuan)理(li)(li)、工藝的總體(ti)流程(cheng)與實際的廢(fei)水(shui)收集工藝流程(cheng)有(you)著緊密的聯系，其(qi)主要技(ji)術參數(shu)包括(kuo)硫酸亞鐵的投加量、投配比(bi)和反應時間(jian)。在(zai)氧(yang)化還原(yuan)的控制階段，需要對(dui)污水(shui)pH值進行測(ce)試(shi)，基(ji)于此，本文(wen)進一(yi)步分析電鍍(du)含鉻(ge)廢(fei)水(shui)處理(li)(li)技(ji)術現狀與發展(zhan)趨勢。

引言

處理(li)(li)含鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)時(shi)(shi)，多采用電鍍方式(shi)，這(zhe)種方式(shi)的(de)(de)(de)(de)優勢主要是設備簡單、投資小(xiao)，同(tong)時(shi)(shi)，化(hua)學(xue)品(pin)成(cheng)本低、處理(li)(li)能力較(jiao)好，并具備良(liang)好的(de)(de)(de)(de)清洗效果，污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)有(you)效性可達(da)99.99％。對(dui)于使用化(hua)學(xue)用品(pin)的(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)過程(cheng)而言，必須(xu)保證(zheng)(zheng)處理(li)(li)后的(de)(de)(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)排放(fang)達(da)標(biao)，同(tong)時(shi)(shi)符合行業標(biao)準及(ji)國(guo)家規(gui)定。含有(you)鉻(ge)物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)，也必須(xu)對(dui)排放(fang)環(huan)節進(jin)行積極的(de)(de)(de)(de)檢測，同(tong)時(shi)(shi)注重對(dui)鉻(ge)衍生污(wu)泥的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量核(he)查，進(jin)一步避免造成(cheng)二次污(wu)染。但(dan)是，當(dang)(dang)鐵氧體(ti)工(gong)藝用于復雜的(de)(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)時(shi)(shi)，處理(li)(li)后必須(xu)對(dui)其成(cheng)分(fen)進(jin)行科(ke)學(xue)的(de)(de)(de)(de)鑒定，保證(zheng)(zheng)廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量，在必要時(shi)(shi)間段可以對(dui)廢(fei)水(shui)(shui)進(jin)行適當(dang)(dang)的(de)(de)(de)(de)回收利用，提高廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)處理(li)(li)效果。因此，在保證(zheng)(zheng)環(huan)境質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi)(shi)，提高處理(li)(li)技(ji)術是其研究工(gong)作的(de)(de)(de)(de)核(he)心目(mu)標(biao)。

1鐵氧體法處(chu)理(li)電鍍廢(fei)水的處(chu)理(li)技術現狀

由于大多數含鎳和鉻(ge)(ge)(ge)的(de)廢水來(lai)自電鍍行業(ye)，因此，現階段(duan)許多電鍍和酸洗(xi)企業(ye)都高度重(zhong)(zhong)視廢水處理環(huan)(huan)節，這一環(huan)(huan)節的(de)技術發展(zhan)尤(you)為重(zhong)(zhong)要，不(bu)僅(jin)關系到含鉻(ge)(ge)(ge)和鎳廢水的(de)實際含量(liang)，還將(jiang)導(dao)致環(huan)(huan)境(jing)問題(ti)與健康問題(ti)。其中，如果(guo)對鉻(ge)(ge)(ge)和鎳的(de)控制不(bu)達標，很可能(neng)造成嚴重(zhong)(zhong)的(de)環(huan)(huan)境(jing)污染事故，因此，必須對重(zhong)(zhong)金屬在(zai)廢水中的(de)含量(liang)進行必要的(de)檢測。此外，重(zhong)(zhong)金屬作為一種重(zhong)(zhong)要的(de)化學要素，參與了世界(jie)的(de)構成，如果(guo)把控不(bu)得當(dang)，將(jiang)會引(yin)起鎳和鉻(ge)(ge)(ge)資(zi)源的(de)流失。

近年(nian)來(lai)，有(you)(you)報道使用電解還(huan)原法(fa)(fa)、化學沉淀(dian)法(fa)(fa)、活性炭(tan)吸附和反(fan)滲透法(fa)(fa)來(lai)處理污水中(zhong)(zhong)的鉻，雖然上述方法(fa)(fa)各有(you)(you)優點，但也有(you)(you)一些缺點，例如，電化學方法(fa)(fa)耗電量大(da)、加工成(cheng)本(ben)高(gao)(gao)；此外，還(huan)有(you)(you)反(fan)應所(suo)需要(yao)的實際時間遠遠高(gao)(gao)于(yu)預測時間等一系列問題。鐵氧法(fa)(fa)近年(nian)來(lai)作為從(cong)濕法(fa)(fa)冶金行業轉(zhuan)變過(guo)來(lai)的技術，在針對廢水中(zhong)(zhong)重金屬的去除中(zhong)(zhong)有(you)(you)著良好的效果和應用前景(jing)。未來(lai)通過(guo)逐步完善(shan)工藝參數(shu)，通過(guo)合作與交流提高(gao)(gao)工藝可(ke)執行性。

2鐵氧體法處理廢水(shui)工藝(yi)原理與流程

2.1原理

在(zai)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)處理(li)(li)過程(cheng)中(zhong)(zhong)，電鍍含鉻廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)起著兩個(ge)作用(yong)，一(yi)(yi)個(ge)以減少鉻在(zai)凝結和共沉淀(dian)等(deng)重金屬(shu)(shu)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物，另一(yi)(yi)個(ge)是金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物重型鐵(tie)(tie)氧(yang)(yang)體形(xing)(xing)成體，實(shi)現污水(shui)(shui)(shui)(shui)凈化(hua)(hua)的(de)(de)(de)作用(yong)。劑量(liang)是關(guan)鍵(jian)過程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)參數之一(yi)(yi)，必須將cr（VI）完全轉化(hua)(hua)為(wei)鐵(tie)(tie)氧(yang)(yang)體，還原反應和鐵(tie)(tie)氧(yang)(yang)體形(xing)(xing)成階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)劑量(liang)質(zhi)量(liang)比(bi)分(fen)別(bie)為(wei)亞鐵(tie)(tie)：Cr（VI）的(de)(de)(de)為(wei)：16.04：1和10.39：1。在(zai)目前的(de)(de)(de)操作中(zhong)(zhong)，需對工(gong)業廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)重金屬(shu)(shu)實(shi)際劑量(liang)進行調(diao)控(kong)(kong)，在(zai)保證科學性的(de)(de)(de)同時合理(li)(li)把握劑量(liang)。通常質(zhi)量(liang)比(bi)為(wei)28：1至31：1，在(zai)經濟上(shang)是合理(li)(li)的(de)(de)(de)；當(dang)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)含有(you)除鉻以外的(de)(de)(de)其他重金屬(shu)(shu)離(li)子，硫酸亞鐵(tie)(tie)理(li)(li)論(lun)劑量(liang)應當(dang)疊加污水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)重金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)每(mei)個(ge)離(li)子的(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)劑量(liang)的(de)(de)(de)值并且應針對特(te)定條件進行調(diao)整，比(bi)如(ru)，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)，重金屬(shu)(shu)離(li)子的(de)(de)(de)濃度和種類(lei)等(deng)。

硫酸(suan)亞鐵(tie)(tie)的(de)投(tou)加方式有(you)一(yi)次(ci)(ci)和(he)兩次(ci)(ci)兩種(zhong)，一(yi)次(ci)(ci)投(tou)加的(de)污水(shui)處理效率雖然高，但(dan)藥物殘(can)留嚴重(zhong)，可(ke)能導致(zhi)一(yi)系列問(wen)題，其(qi)中包括藥劑過量、反應不完(wan)全、導致(zhi)廢水(shui)含鹽量高等現象。基于(yu)此，可(ke)以運用的(de)兩次(ci)(ci)投(tou)加的(de)方法，第一(yi)劑量是亞鐵(tie)(tie)量約占總量的(de)2/3。另外，根據實際的(de)重(zhong)金屬處理總量，在(zai)調整(zheng)重(zhong)金屬離子的(de)過程中，還需要保證鐵(tie)(tie)氧體制(zhi)成容器(qi)的(de)安(an)全性，將(jiang)其(qi)轉化為鐵(tie)(tie)氧體以達到(dao)水(shui)的(de)凈(jing)化目的(de)。

添加(jia)硫(liu)酸亞(ya)鐵可(ke)選(xuan)擇干法(fa)(fa)或濕法(fa)(fa)。當(dang)加(jia)入到管(guan)中，為(wei)了(le)更好的(de)混合(he)藥劑和污(wu)水，而不會阻塞管(guan)和閥門等，優選(xuan)使用濕式投加(jia)，硫(liu)酸亞(ya)鐵的(de)濃(nong)度通(tong)常為(wei)約0.7摩爾/L。干式投加(jia)時(shi)，可(ke)以結合(he)混合(he)攪拌器，促進污(wu)水和藥劑的(de)充分反應(ying)，同時(shi)對其(qi)進行安全(quan)檢測，在保證安全(quan)的(de)前(qian)提下(xia)促使其(qi)混合(he)并反應(ying)，這是(shi)遵循連續工藝必須(xu)原則(ze)。

2.2處理(li)流程

根(gen)據已知的(de)廢水量，結合實際的(de)重金屬含(han)量，逐步(bu)控制廢水的(de)達標(biao)率，可以結合污水中鉻離子含(han)量，其(qi)處理流程又可分為(wei)連續(xu)式(shi)和間歇式(shi)。比如廢水量為(wei)10m3/d，鉻離子濃(nong)度大于35.3mg/L.常采用連續(xu)式(shi)，其(qi)他濃(nong)度和水量過程恰(qia)恰(qia)相反(fan)。

此外，連續工藝也適用(yong)于混合廢水(shui)處理，鉻離子和其他重(zhong)金(jin)屬離子的波動(dong)范圍很大，但需要必要的檢(jian)測和配料(liao)設備確保污水(shui)處理的質量。

水熱合(he)成復合(he)鐵氧體實驗如下：取一定量的FeS04?7H20（AR國藥化學試劑(ji)有限公司），加入一定量的鎳鉻廢水，NaOH作為現階段經常使(shi)用(yong)的沉淀(dian)劑(ji)，將溶液的pH調節至堿性(xing)，首先置于圓形熱水瓶(ping)中，同(tong)時(shi)，給以450rpm攪(jiao)拌的效果。根據混合(he)物，在給定溫度(du)下進行10分(fen)鐘至2小時(shi)的反(fan)應時(shi)間，反(fan)應后(hou)，將最終溶液進行固液過濾(lv)(lv)(lv)分(fen)離，用(yong)原子(zi)吸(xi)收(shou)(shou)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法（日本(ben)，ShimadzuAA-7000）測(ce)量過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)中鎳和鉻的含量，用(yong)蒸餾水反(fan)復洗滌固體流體分(fen)離后(hou)的濾(lv)(lv)(lv)餅，并進行回收(shou)(shou)。

3鐵氧體法(fa)處理電鍍廢水的發展趨勢

3.1廢水(shui)酸(suan)堿度(du)的科學合理控制方面

從發展趨勢入手(shou)，可知在鐵氧體(ti)處理廢(fei)水(shui)的(de)過程中，應(ying)高(gao)度(du)利用(yong)鐵氧體(ti)的(de)優勢，結合(he)(he)相關的(de)化學(xue)原(yuan)(yuan)理，對使(shi)其的(de)廢(fei)水(shui)反應(ying)結果進行(xing)記錄(lu)，推測相關的(de)反應(ying)數(shu)據。當(dang)(dang)氧化還(huan)原(yuan)(yuan)時，根(gen)據Cr（VI）的(de)基本信(xin)息，通常應(ying)將pH控制(zhi)在3.16以下。為了使(shi)反應(ying)體(ti)系更徹底(di)，使(shi)用(yong)3mol/L硫酸，將溶液控制(zhi)在pH2~3，適當(dang)(dang)運用(yong)冰醋酸，以促(cu)進反應(ying)的(de)發生，同時結合(he)(he)實(shi)際的(de)調節需求(qiu)，保證(zheng)廢(fei)水(shui)處理反應(ying)在符合(he)(he)科學(xue)依(yi)據的(de)程度(du)范(fan)圍之內。

當cr（VI）在體系中(zhong)轉化(hua)為cr（III）時，則必須(xu)對廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de)有效(xiao)含(han)量進行分析，掌握Fe2+的(de)含(han)量，并(bing)通過合理的(de)途徑(jing)避免其內部發生不必要(yao)的(de)氧化(hua)，促進Fe3+和Cr3+一(yi)起與污水(shui)進行共沉(chen)(chen)淀反應。沉(chen)(chen)淀從綠色，深綠色和深棕色到鐵黑色是一(yi)個漸(jian)變的(de)過程(cheng)，這一(yi)過程(cheng)，不僅要(yao)觀察實際(ji)的(de)顏(yan)色加(jia)深現象(xiang)(xiang)，還需記錄相關(guan)信息，如(ru)果出現Fe2+不能(neng)完全(quan)沉(chen)(chen)淀的(de)現象(xiang)(xiang)，則需要(yao)進一(yi)步加(jia)檢(jian)查(cha)pH值。

3.2處理(li)污水的溫度方(fang)面

在(zai)廢水(shui)的(de)處理過程(cheng)中(zhong)，溫(wen)度(du)的(de)把握是其(qi)中(zhong)非(fei)常重(zhong)要(yao)的(de)環節(jie)，這一環節(jie)關系到氫氧(yang)化物的(de)脫水(shui)狀態(tai)，必須引(yin)起(qi)高(gao)度(du)重(zhong)視(shi)。如果(guo)β-FeOOH易于單獨形成(cheng)，鐵(tie)(tie)氧(yang)體形成(cheng)時間較長(chang)，那么(me)很容易造成(cheng)內部的(de)結構松散，甚至導致鐵(tie)(tie)氧(yang)體的(de)磁性減弱，從而無法達(da)到回收鐵(tie)(tie)氧(yang)體的(de)效果(guo)。如果(guo)反應體系溫(wen)度(du)發生劇烈變化，需對其(qi)進行調(diao)控，保證溫(wen)度(du)在(zai)40℃左右，促進鐵(tie)(tie)素體的(de)形成(cheng)，達(da)到堆積大且沉降快的(de)效果(guo)。

隨(sui)著(zhu)溶(rong)液pH的(de)(de)(de)增加，溶(rong)液中鎳和鉻的(de)(de)(de)量(liang)也會(hui)越來(lai)越少。這是因為(wei)，當溶(rong)液呈酸性(xing)時鐵氧(yang)體(ti)(ti)不(bu)適合，及反(fan)應液體(ti)(ti)呈堿(jian)性(xing)時，才形成Fe（OH）：和Pe（OH）形成鐵氧(yang)體(ti)(ti)。此(ci)時，若(ruo)采用不(bu)恰(qia)當的(de)(de)(de)快速加熱，非常高的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)會(hui)加速系統(tong)響應和Fe2+過(guo)量(liang)的(de)(de)(de)速度(du)(du)被轉(zhuan)換成的(de)(de)(de)Fe3+，這樣的(de)(de)(de)Fe2+在(zai)系統(tong)將不(bu)充分，鐵氧(yang)體(ti)(ti)磁性(xing)會(hui)減(jian)弱，并(bing)產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)氣溶(rong)膠，它會(hui)影響操作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)(de)(de)健康并(bing)污(wu)染周圍環境。一些研究已經表(biao)明(ming)，將系統(tong)溫(wen)(wen)度(du)(du)控制(zhi)在(zai)70℃左右(you)，轉(zhuan)換為(wei)1?2小(xiao)時，沉(chen)降時間(jian)為(wei)30?50分鐘，可以生(sheng)(sheng)成小(xiao)體(ti)(ti)積(ji)的(de)(de)(de)，密(mi)實(shi)易脫水的(de)(de)(de)鐵氧(yang)體(ti)(ti)。在(zai)實(shi)際的(de)(de)(de)操作(zuo)過(guo)程中，將溫(wen)(wen)度(du)(du)控制(zhi)在(zai)65-75℃之(zhi)間(jian)是經濟的(de)(de)(de)，這不(bu)會(hui)導致能量(liang)損失并(bing)減(jian)少二(er)次污(wu)染。