氧體法(fa)是處理(li)(li)含鉻(ge)廢(fei)水(shui)的(de)最(zui)實用的(de)方(fang)法(fa)之一，在(zai)處理(li)(li)含鉻(ge)廢(fei)水(shui)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)有著(zhu)較(jiao)好的(de)效(xiao)果。鐵氧體工藝的(de)基本原(yuan)理(li)(li)、工藝的(de)總體流(liu)程(cheng)與(yu)實際(ji)的(de)廢(fei)水(shui)收集工藝流(liu)程(cheng)有著(zhu)緊(jin)密的(de)聯系，其主要技(ji)術(shu)參數包括(kuo)硫(liu)酸亞鐵的(de)投加量、投配比和反應時間。在(zai)氧化(hua)還(huan)原(yuan)的(de)控(kong)制階段，需要對污水(shui)pH值(zhi)進行測試(shi)，基于此，本文進一步分析電鍍含鉻(ge)廢(fei)水(shui)處理(li)(li)技(ji)術(shu)現狀與(yu)發展趨勢。

引言

處(chu)(chu)理(li)(li)(li)含(han)鉻的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)時(shi)(shi)(shi)，多采用(yong)(yong)電(dian)鍍方(fang)式，這種方(fang)式的(de)(de)(de)優勢主要是(shi)設備簡(jian)單、投(tou)資小，同(tong)時(shi)(shi)(shi)，化學品成(cheng)本低、處(chu)(chu)理(li)(li)(li)能力較好(hao)，并(bing)具備良好(hao)的(de)(de)(de)清(qing)洗效果(guo)，污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)有效性(xing)可(ke)達99.99％。對(dui)(dui)于(yu)使用(yong)(yong)化學用(yong)(yong)品的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)過程而言，必須保證處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)的(de)(de)(de)廢水(shui)排放(fang)達標，同(tong)時(shi)(shi)(shi)符合行(xing)業(ye)標準及國(guo)家規定(ding)。含(han)有鉻物質(zhi)的(de)(de)(de)廢水(shui)，也(ye)必須對(dui)(dui)排放(fang)環(huan)節進行(xing)積極的(de)(de)(de)檢測，同(tong)時(shi)(shi)(shi)注重對(dui)(dui)鉻衍生污(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)核查，進一步避免造成(cheng)二次污(wu)(wu)染。但是(shi)，當(dang)鐵氧體工藝用(yong)(yong)于(yu)復雜的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)時(shi)(shi)(shi)，處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)必須對(dui)(dui)其成(cheng)分進行(xing)科學的(de)(de)(de)鑒(jian)定(ding)，保證廢水(shui)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)，在必要時(shi)(shi)(shi)間段可(ke)以對(dui)(dui)廢水(shui)進行(xing)適當(dang)的(de)(de)(de)回收利用(yong)(yong)，提高廢水(shui)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效果(guo)。因此，在保證環(huan)境(jing)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)同(tong)時(shi)(shi)(shi)，提高處(chu)(chu)理(li)(li)(li)技術(shu)是(shi)其研究工作的(de)(de)(de)核心目(mu)標。

1鐵氧體法處理(li)(li)電鍍廢(fei)水的(de)處理(li)(li)技術(shu)現狀(zhuang)

由(you)于大(da)多數含(han)(han)鎳和鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)廢(fei)(fei)水(shui)來(lai)自電鍍行業(ye)，因此(ci)，現階(jie)段許(xu)多電鍍和酸(suan)洗(xi)企業(ye)都高(gao)度重視廢(fei)(fei)水(shui)處理(li)環節，這一環節的(de)(de)(de)技(ji)術發展尤為重要，不(bu)僅關系到含(han)(han)鉻(ge)(ge)和鎳廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)實際含(han)(han)量，還將導致環境問題與健康問題。其中，如果對(dui)鉻(ge)(ge)和鎳的(de)(de)(de)控制不(bu)達標(biao)，很可能造成嚴(yan)重的(de)(de)(de)環境污染事故(gu)，因此(ci)，必(bi)須(xu)對(dui)重金(jin)屬(shu)在(zai)廢(fei)(fei)水(shui)中的(de)(de)(de)含(han)(han)量進(jin)行必(bi)要的(de)(de)(de)檢測(ce)。此(ci)外(wai)，重金(jin)屬(shu)作(zuo)為一種(zhong)重要的(de)(de)(de)化學(xue)要素，參與了世界的(de)(de)(de)構成，如果把(ba)控不(bu)得(de)當，將會引(yin)起(qi)鎳和鉻(ge)(ge)資(zi)源的(de)(de)(de)流失。

近年來(lai)(lai)，有報道使(shi)用(yong)電(dian)解還(huan)原法(fa)、化學(xue)沉(chen)淀法(fa)、活性炭吸附和反(fan)滲透法(fa)來(lai)(lai)處(chu)理(li)污水中(zhong)的鉻(ge)，雖(sui)然上述方法(fa)各有優點，但也(ye)有一些缺點，例如，電(dian)化學(xue)方法(fa)耗(hao)電(dian)量大(da)、加工(gong)成本(ben)高(gao)；此外，還(huan)有反(fan)應所需要(yao)的實際時間(jian)遠遠高(gao)于預測時間(jian)等一系列問題。鐵氧法(fa)近年來(lai)(lai)作為從濕法(fa)冶金(jin)行業轉變(bian)過(guo)來(lai)(lai)的技術，在針對廢水中(zhong)重金(jin)屬的去除中(zhong)有著良好(hao)的效果和應用(yong)前景。未(wei)來(lai)(lai)通過(guo)逐步完善工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)，通過(guo)合作與交流提高(gao)工(gong)藝(yi)可(ke)執行性。

2鐵氧體法處理廢水(shui)工藝原理與流程(cheng)

2.1原理

在(zai)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)處理(li)(li)過程中(zhong)(zhong)，電鍍含鉻(ge)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)起著(zhu)兩個(ge)作用，一(yi)個(ge)以減少鉻(ge)在(zai)凝結和(he)共沉淀等重(zhong)金(jin)屬氫氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)，另一(yi)個(ge)是(shi)金(jin)屬的(de)(de)氫氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)重(zhong)型鐵(tie)氧體(ti)形(xing)成(cheng)體(ti)，實現(xian)污(wu)水(shui)(shui)(shui)凈化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)作用。劑(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)是(shi)關(guan)鍵過程控(kong)制參數(shu)之一(yi)，必須將cr（VI）完(wan)全轉化(hua)(hua)(hua)為鐵(tie)氧體(ti)，還(huan)原反應和(he)鐵(tie)氧體(ti)形(xing)成(cheng)階段(duan)的(de)(de)理(li)(li)論劑(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)質量(liang)(liang)(liang)(liang)比(bi)(bi)分(fen)別為亞(ya)鐵(tie)：Cr（VI）的(de)(de)為：16.04：1和(he)10.39：1。在(zai)目前的(de)(de)操作中(zhong)(zhong)，需對(dui)工業廢(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)重(zhong)金(jin)屬實際劑(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)進行調控(kong)，在(zai)保證科學性的(de)(de)同(tong)時合理(li)(li)把握劑(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)。通常質量(liang)(liang)(liang)(liang)比(bi)(bi)為28：1至31：1，在(zai)經濟上(shang)是(shi)合理(li)(li)的(de)(de)；當廢(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)含有(you)除鉻(ge)以外的(de)(de)其他(ta)重(zhong)金(jin)屬離子(zi)，硫酸亞(ya)鐵(tie)理(li)(li)論劑(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)應當疊加污(wu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)重(zhong)金(jin)屬的(de)(de)每(mei)個(ge)離子(zi)的(de)(de)理(li)(li)論劑(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)值并(bing)且應針對(dui)特定(ding)條件進行調整，比(bi)(bi)如，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質，重(zhong)金(jin)屬離子(zi)的(de)(de)濃度和(he)種類等。

硫(liu)酸亞鐵的(de)投加(jia)方式有一次和兩次兩種，一次投加(jia)的(de)污水處(chu)理(li)效率雖然高，但(dan)藥物(wu)殘留嚴重(zhong)，可(ke)能導(dao)致(zhi)(zhi)一系(xi)列問題，其中包括藥劑(ji)過量(liang)(liang)、反應不完全、導(dao)致(zhi)(zhi)廢水含(han)鹽量(liang)(liang)高等現象。基于此(ci)，可(ke)以運用(yong)的(de)兩次投加(jia)的(de)方法，第一劑(ji)量(liang)(liang)是亞鐵量(liang)(liang)約占總量(liang)(liang)的(de)2/3。另(ling)外，根據實(shi)際的(de)重(zhong)金屬處(chu)理(li)總量(liang)(liang)，在調(diao)整(zheng)重(zhong)金屬離子的(de)過程中，還需要保(bao)證(zheng)鐵氧(yang)(yang)體制成容(rong)器的(de)安(an)全性，將其轉(zhuan)化為鐵氧(yang)(yang)體以達到(dao)水的(de)凈化目的(de)。

添加(jia)硫酸亞鐵(tie)可選擇干(gan)法或濕法。當加(jia)入(ru)到(dao)管中，為(wei)了更好的混(hun)合藥劑和(he)污(wu)水(shui)，而不會阻(zu)塞管和(he)閥門等(deng)，優選使用濕式投(tou)加(jia)，硫酸亞鐵(tie)的濃度通常(chang)為(wei)約0.7摩爾/L。干(gan)式投(tou)加(jia)時，可以結合混(hun)合攪拌器，促進(jin)污(wu)水(shui)和(he)藥劑的充分反應(ying)，同時對其(qi)進(jin)行安全(quan)檢測，在保證安全(quan)的前提下促使其(qi)混(hun)合并反應(ying)，這(zhe)是遵循連(lian)續(xu)工藝必須原則。

2.2處理流程

根據已(yi)知(zhi)的(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)，結合(he)實際的(de)重(zhong)金(jin)屬(shu)含(han)量(liang)(liang)，逐(zhu)步控(kong)制廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)達標率(lv)，可以(yi)結合(he)污水(shui)(shui)(shui)中鉻離子(zi)含(han)量(liang)(liang)，其(qi)(qi)處理(li)流(liu)程又可分為連續(xu)式和間(jian)歇式。比(bi)如(ru)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)為10m3/d，鉻離子(zi)濃(nong)度(du)大(da)于35.3mg/L.常(chang)采用(yong)連續(xu)式，其(qi)(qi)他濃(nong)度(du)和水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)過(guo)程恰恰相(xiang)反。

此外(wai)，連續工藝也適用于混合廢(fei)水處(chu)理，鉻離子和(he)其(qi)他(ta)重金屬離子的(de)波動范圍很大，但需(xu)要(yao)必要(yao)的(de)檢測(ce)和(he)配料設(she)備確保污水處(chu)理的(de)質(zhi)量。

水(shui)熱合(he)成復(fu)合(he)鐵(tie)氧體(ti)實(shi)驗如下：取一定(ding)量的FeS04?7H20（AR國藥化學試(shi)劑(ji)有限公(gong)司），加入一定(ding)量的鎳鉻廢水(shui)，NaOH作(zuo)為現階段經(jing)常(chang)使用的沉淀劑(ji)，將溶(rong)液的pH調(diao)節至(zhi)堿(jian)性(xing)，首先置于圓形熱水(shui)瓶中(zhong)，同時，給以450rpm攪拌的效(xiao)果。根據混合(he)物，在給定(ding)溫度下進行(xing)10分(fen)(fen)鐘至(zhi)2小(xiao)時的反(fan)(fan)應時間，反(fan)(fan)應后，將最終溶(rong)液進行(xing)固液過濾分(fen)(fen)離，用原子(zi)吸收分(fen)(fen)光光度法(fa)（日本，ShimadzuAA-7000）測量過濾器中(zhong)鎳和鉻的含量，用蒸(zheng)餾水(shui)反(fan)(fan)復(fu)洗滌固體(ti)流體(ti)分(fen)(fen)離后的濾餅，并(bing)進行(xing)回收。

3鐵(tie)氧體法處理(li)電(dian)鍍廢水的發(fa)展趨勢

3.1廢水酸堿度的科學合理控制方(fang)面

從(cong)發展趨勢(shi)入手，可知在鐵(tie)氧體(ti)(ti)處理(li)廢水(shui)的(de)過程中，應高度(du)利(li)用鐵(tie)氧體(ti)(ti)的(de)優勢(shi)，結合(he)相關(guan)的(de)化學原理(li)，對使其的(de)廢水(shui)反應結果進(jin)行記(ji)錄，推測(ce)相關(guan)的(de)反應數據。當(dang)氧化還原時，根(gen)據Cr（VI）的(de)基本(ben)信息，通常應將(jiang)pH控制在3.16以(yi)下(xia)。為了使反應體(ti)(ti)系更徹底，使用3mol/L硫酸，將(jiang)溶(rong)液控制在pH2~3，適當(dang)運用冰醋酸，以(yi)促進(jin)反應的(de)發生，同(tong)時結合(he)實際(ji)的(de)調節需求，保(bao)證廢水(shui)處理(li)反應在符合(he)科學依據的(de)程度(du)范圍之內。

當(dang)cr（VI）在(zai)體(ti)系中轉化為cr（III）時，則(ze)必須對(dui)廢(fei)水中的(de)有效含量進(jin)(jin)行分析，掌握Fe2+的(de)含量，并通過(guo)合理的(de)途徑(jing)避免其(qi)內部發生不(bu)必要(yao)(yao)的(de)氧化，促進(jin)(jin)Fe3+和(he)(he)Cr3+一(yi)(yi)起與(yu)污水進(jin)(jin)行共沉淀反應。沉淀從綠(lv)(lv)色(se)，深(shen)綠(lv)(lv)色(se)和(he)(he)深(shen)棕色(se)到鐵黑色(se)是一(yi)(yi)個漸變的(de)過(guo)程，這一(yi)(yi)過(guo)程，不(bu)僅要(yao)(yao)觀察實際(ji)的(de)顏色(se)加(jia)深(shen)現(xian)象(xiang)，還(huan)需(xu)記錄相關信息，如果出(chu)現(xian)Fe2+不(bu)能完全沉淀的(de)現(xian)象(xiang)，則(ze)需(xu)要(yao)(yao)進(jin)(jin)一(yi)(yi)步加(jia)檢查(cha)pH值(zhi)。

3.2處理污(wu)水的溫度方(fang)面

在廢水(shui)的(de)處(chu)理過(guo)程(cheng)中，溫(wen)度的(de)把握是其中非常重要的(de)環節(jie)，這一環節(jie)關系(xi)到氫氧(yang)化(hua)物(wu)的(de)脫水(shui)狀態，必須引起高度重視。如果(guo)(guo)β-FeOOH易于單(dan)獨形成(cheng)(cheng)，鐵(tie)氧(yang)體形成(cheng)(cheng)時間(jian)較長(chang)，那么很容易造成(cheng)(cheng)內部的(de)結構松散，甚至(zhi)導致鐵(tie)氧(yang)體的(de)磁性減弱(ruo)，從而(er)無法達到回收鐵(tie)氧(yang)體的(de)效果(guo)(guo)。如果(guo)(guo)反應體系(xi)溫(wen)度發生(sheng)劇烈變(bian)化(hua)，需對其進行調控，保證(zheng)溫(wen)度在40℃左右，促進鐵(tie)素體的(de)形成(cheng)(cheng)，達到堆積大(da)且(qie)沉(chen)降快的(de)效果(guo)(guo)。

隨著溶(rong)液pH的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，溶(rong)液中(zhong)鎳(nie)和鉻的(de)(de)(de)(de)量(liang)也會(hui)(hui)越來(lai)越少。這是因為，當溶(rong)液呈酸性(xing)時(shi)鐵(tie)氧體(ti)(ti)(ti)不適(shi)合(he)，及反應液體(ti)(ti)(ti)呈堿性(xing)時(shi)，才形成(cheng)Fe（OH）：和Pe（OH）形成(cheng)鐵(tie)氧體(ti)(ti)(ti)。此時(shi)，若采(cai)用不恰(qia)當的(de)(de)(de)(de)快速加(jia)(jia)熱(re)，非常高的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)會(hui)(hui)加(jia)(jia)速系統(tong)響應和Fe2+過(guo)量(liang)的(de)(de)(de)(de)速度(du)(du)被(bei)轉換成(cheng)的(de)(de)(de)(de)Fe3+，這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)Fe2+在系統(tong)將不充(chong)分，鐵(tie)氧體(ti)(ti)(ti)磁性(xing)會(hui)(hui)減弱，并(bing)產生大量(liang)的(de)(de)(de)(de)氣溶(rong)膠，它會(hui)(hui)影響操作人員的(de)(de)(de)(de)健康(kang)并(bing)污染周圍環境。一些(xie)研究已經(jing)表明，將系統(tong)溫度(du)(du)控制在70℃左右，轉換為1?2小(xiao)時(shi)，沉降時(shi)間(jian)為30?50分鐘，可以生成(cheng)小(xiao)體(ti)(ti)(ti)積的(de)(de)(de)(de)，密實易脫(tuo)水的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)氧體(ti)(ti)(ti)。在實際(ji)的(de)(de)(de)(de)操作過(guo)程中(zhong)，將溫度(du)(du)控制在65-75℃之間(jian)是經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)，這不會(hui)(hui)導致(zhi)能量(liang)損失并(bing)減少二次污染。