含鉻（Cr⁶⁺）廢水處理技術(shù)綜述

【摘要】簡要介紹了鉻的危害及污染現(xiàn)狀，基于污染問題的存在，概述了目前常用的幾種除鉻技術(shù)及各自機(jī)理、優(yōu)缺點(diǎn)，為實(shí)際工程應(yīng)用中選擇合適的處理工藝提供參考。

【關(guān)鍵詞】含鉻廢水；物理法；化學(xué)法；生物吸附法

鉻（Cr）是人體必要的微量元素，在環(huán)境中多以Cr6+、Cr3+、Cr2+三種價(jià)態(tài)存在于化合物中，鉻的毒性與其價(jià)態(tài)有關(guān)，Cr6+比Cr3+毒性高100倍。鉻及其化合物廣泛應(yīng)用于金屬加工、冶金、電鍍、制革、涂料、油漆、肥料、印染等工業(yè)生產(chǎn)中，而在這些工業(yè)生產(chǎn)過程中均可能產(chǎn)生含鉻的廢水及廢渣，并產(chǎn)生大量的含鉻廢水。

含鉻廢水與其他含重金屬廢水一樣，在環(huán)境中不能自行分解，且可因食物鏈的作用在生物體內(nèi)富集，最終在高級(jí)的生物體內(nèi)富集并產(chǎn)生毒害作用。Cr6+對(duì)植物、水生生物及人體均表現(xiàn)出毒害作用，Cr6+還具有致畸、致癌、致突變的作用，鑒于其嚴(yán)重危害性，對(duì)于廢水中Cr6+的凈化勢(shì)在必行。目前含Cr6+廢水處理方法主要包括化學(xué)法、物理法及生物吸附法。

1、化學(xué)法

化學(xué)法除鉻主要有鐵氧體法、亞硫酸鹽還原法、鐵屑內(nèi)電解法等。

1.1鐵氧體法。鐵氧體法是化學(xué)沉淀法處理廢水的一種，其原理是利用亞鐵離子的還原作用將廢水中的Cr6+還原成Cr3+，而后通過調(diào)節(jié)pH值，形成鐵氧晶體一起沉淀析出，使廢水中Cr6+得以去除。該法主要有三個(gè)過程：還原反應(yīng)、共沉淀、生成鐵氧體，Cr6+最終以Cr3+的形式存在于鐵氧體晶體內(nèi)部，不易溶出，Cr6+去除效果較好。

1.2亞硫酸鹽還原法。該法是國內(nèi)較為常用的一種處理方法，原理是在酸性條件下，將Cr6+還原成Cr3+，通過調(diào)節(jié)pH值，形成Cr（OH）3沉淀將鉻從廢水中去除，用于除鉻的亞硫酸鹽主要有亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉等。該方法對(duì)Cr6+的去除率較高，且有利于Cr（OH）3的回收，適用于廢水量較小的情況。

1.3鐵屑內(nèi)電解法。利用鐵屑發(fā)生原電池反應(yīng)：鐵屑失電子氧化成Fe2+，Cr6+與Fe2+反應(yīng)被還原成Cr3+，最終Cr3+和Fe3+逐步生成氫氧化物沉淀，利用Fe（OH）3的絮凝共沉淀作用，將Cr（OH）3吸附凝聚，并通過鐵屑濾柱的截留作用將Cr6+和Cr3+同時(shí)去除。

2、物理法

物理法除鉻主要有吸附法、膜分離法、離子交換法等。

2.1吸附法。它是通過特殊官能團(tuán)和高比表面積對(duì)水中的Cr6+進(jìn)行物理和化學(xué)吸附的一種方法，常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、沸石、膨潤土、腐殖質(zhì)樹脂等。相對(duì)于其他吸附劑，活性炭因具有比表面積大、吸附速率快、吸附能力強(qiáng)、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于廢水中鉻的去除與回收。活性炭處理含Cr6+廢水的機(jī)理主要有：當(dāng)溶液的pH值為4-6.5時(shí)，Cr6+可直接吸附于活性炭表面；當(dāng)pH小于3時(shí)，活性炭可將Cr6+還原成Cr3+。

2.2膜分離法。它是利用在特定的環(huán)境中各混合物組分間的性質(zhì)差異進(jìn)行分離的。膜分離過程選用選擇性透過膜作為分離介質(zhì)，在膜的兩側(cè)加以一定推力，原料側(cè)組分就可被選擇性透過膜，從而達(dá)到混合物分離和提純的目的。該法主要包括有液膜法、反滲透法、電滲析法、納濾法等。膜分離法具有分離效率高、操作簡單、自動(dòng)化程度高、分離產(chǎn)物易于回收等優(yōu)點(diǎn)，但因其機(jī)械穩(wěn)定性較差、傳輸性能及流速較低等缺點(diǎn)限制了其在工業(yè)上的廣泛使用。

2.3離子交換法。它是一種借助于離子交換劑上的離子與水中離子交換反應(yīng)而去除Cr6+的方法。離子交換劑常為不溶性的高分子化合物，如纖維素、樹脂、葡聚糖等，它們的分子中均含有可解離的基團(tuán)，這些基團(tuán)在水中可與其他離子發(fā)生交換反應(yīng)。一般情況下，廢水中的含Cr6+離子首先吸附于交換劑上，而后被交換，同時(shí)發(fā)生吸附和交換反應(yīng)。

3、生物吸附法

生物吸附法是利用微生物將廢水中的Cr6+吸附到生物介質(zhì)上的凈化方法，該法具有適應(yīng)性廣、操作簡單、運(yùn)行成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。生物吸附劑來源廣泛，主要有工農(nóng)業(yè)廢棄物、微生物及其他固體物質(zhì)，如細(xì)菌、植物類、藻類等。

生物吸附Cr6+的過程分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是Cr6+在生物體細(xì)胞表面的吸附，第二個(gè)階段是活體生物細(xì)胞對(duì)Cr6+的主動(dòng)吸附，包括Cr6+在生物體細(xì)胞表面的傳送和在細(xì)胞內(nèi)部的累積。由于生物體細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前尚未形成完整的吸附理論，提出的機(jī)理主要有離子交換機(jī)理、氧化還原機(jī)理、無機(jī)微沉淀機(jī)理、表面配合機(jī)理、靜電吸附機(jī)理及酶促機(jī)理等。

生物吸附是一個(gè)復(fù)雜的過程，其受吸附劑種類、用量；廢水中金屬離子種類、濃度；廢水pH值、溫度等因素的影響。其中pH值可直接影響金屬離子在廢水中的存在形式及化學(xué)特性、生物吸附劑的官能團(tuán)活性和各重金屬離子的競(jìng)爭吸附，因此，pH值是影響生物吸附的主要因素。

4、結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)烈，人們對(duì)環(huán)境污染的治理也越發(fā)嚴(yán)格，廢水中重金屬鉻的去除也愈加受人們重視。上述介紹廢水除鉻方法中，各種方法均表現(xiàn)出各自的優(yōu)勢(shì)，化學(xué)法工藝簡單，除鉻效率高，相對(duì)成本較高，適用于廢水量較小及水質(zhì)單一的情況；物理法中因吸附法具有吸附速率快、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)已得到較為廣泛的應(yīng)用，膜分離法具有分離效率高、操作簡單、自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，但其機(jī)械穩(wěn)定性較差、傳輸性能及流速較低限制了其實(shí)際應(yīng)用；生物吸附法具有適應(yīng)性廣、操作簡單、運(yùn)行成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的發(fā)展前景，將成為今后廢水除鉻的主導(dǎo)方向。在實(shí)際應(yīng)用中，須根據(jù)廢水性質(zhì)、出水要求、運(yùn)行費(fèi)用等多因素綜合考慮尋求最合適的方法，以保證取得較好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。

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