污水中六價鉻的治理方法探究

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第一地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450045)

據(jù)統(tǒng)計，全世界40%的工業(yè)用水、50%以上的飲用水、20%的農(nóng)業(yè)灌溉用水均來自地下水[1]。由于過去人們對環(huán)境的保護(hù)不夠重視，造成了地下水被污染，其中六價鉻污染是常見的地下水污染之一。鉻是常見的危險性原料，同時也是非常重要的戰(zhàn)略性材料之一。鉻及其化合物用于催化劑的生產(chǎn)、電鍍產(chǎn)業(yè)、顏料產(chǎn)業(yè)、皮革產(chǎn)業(yè)等。同時由于含鉻廢水的不合理排放和鉻渣的隨意堆放，使鉻進(jìn)入到地下水和土壤之中，使地下水和土壤中的鉻嚴(yán)重超標(biāo)，是正常值的幾倍到幾十倍[2-3]。鉻在水中和土壤中通常有兩種形態(tài)存在，三價和六價鉻，六價鉻的毒性遠(yuǎn)大于三價鉻[4]。六價鉻的危害主要表現(xiàn)為皮膚及呼吸系統(tǒng)潰瘍、引起腦膜炎和肺癌等[5]。目前，國內(nèi)外對于含鉻廢水的處理方法主要分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物法?；瘜W(xué)法是借氧化還原反應(yīng)或中和沉淀反應(yīng)將有毒、有害的物質(zhì)分解為無毒、無害的物質(zhì)或?qū)⒅亟饘俳?jīng)沉淀和上浮從廢水中除去?；瘜W(xué)法處理含鉻廢水，具有投資少，處理成本低，操作簡單等優(yōu)點，廣泛適用于多類含鉻廢水治理[6]。本文采用硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、多硫化鈣和鉻廢水進(jìn)行靜態(tài)試驗，篩選出合適的還原藥劑，探尋切實可行的六價鉻廢水的處理方法，使鉻廢水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，以滿足綠色環(huán)保和節(jié)能減排的要求。

1 實驗

1.1 實驗材料

水樣取自鉻污染場地的原水。

1.2 實驗儀器

722型紫外可見分光光度計。

1.3 實驗方法

1.3.1硫酸亞鐵處理含鉻廢水

分別取50 mL濃度15 mg/L的水樣于燒杯中，分別加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫酸亞鐵，在室溫下反應(yīng)2 h后，取反應(yīng)液測定六價鉻的含量。

1.3.2硫代硫酸鈉處理含鉻廢水

分別取50 mL濃度15 mg/L的水樣于燒杯中，分別加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫代硫酸鈉，在室溫下反應(yīng)2 h后，取反應(yīng)液測定六價鉻的含量。

1.3.3多硫化鈣處理含鉻廢水

分別取50 mL濃度為15 mg/L的水樣于燒杯中，分別加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的多硫化鈣，在室溫下反應(yīng)2 h后，取反應(yīng)液測定六價鉻的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸亞鐵處理含鉻廢水

用硫酸亞鐵處理時，加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫酸亞鐵，在室溫下反應(yīng)2 h后，反應(yīng)液中的六價鉻濃度加入硫酸亞鐵的量的關(guān)系如圖1所示。

圖1 六價鉻濃度與加入硫酸亞鐵的量的關(guān)系

當(dāng)加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶4的硫酸亞鐵時，檢測出反應(yīng)液的六價鉻濃度小于檢出限(檢出限為0.004 mg/mL)。同時檢測在室溫下反應(yīng)10 min和30 min后，反應(yīng)液中的六價鉻濃度和加入硫酸亞鐵的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖2所示。

圖2 六價鉻濃度和加入硫酸亞鐵的量與反應(yīng)時間的關(guān)系

2.2 硫代硫酸鈉處理含鉻廢水

用硫代硫酸鈉處理時，加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫代硫酸鈉，在室溫下反應(yīng)2 h后，反應(yīng)液中的六價鉻濃度加入硫代硫酸鈉的量的關(guān)系如圖3所示。當(dāng)加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶5的硫代硫酸鈉時，檢測出反應(yīng)液的六價鉻濃度小于檢出限(0.004 mg/mL)。同時檢測在室溫下反應(yīng)10 min和30 min后，反應(yīng)液中的六價鉻濃度與加入硫代硫酸鈉的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖4所示。

圖3 六價鉻濃度與加入硫代硫酸鈉的量的關(guān)系

圖4 六價鉻濃度與加入硫代硫酸鈉的量與反應(yīng)時間的關(guān)系

2.3 多硫化鈣處理含鉻廢水

用多硫化鈣處理時，加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的多硫化鈣，在室溫下反應(yīng)2 h后，反應(yīng)液中的六價鉻濃度與加入多硫化鈣的量的關(guān)系如圖5所示。當(dāng)加入與六價鉻的物質(zhì)的量比為1∶3多硫化鈣時，檢測出反應(yīng)液的六價鉻濃度小于檢出限(0.004 mg/mL)。同時檢測在室溫下反應(yīng)10 min和30 min后，反應(yīng)液中的六價鉻濃度與加入多硫化鈣的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖6所示。

圖5 六價鉻濃度與加入多硫化鈣的量的關(guān)系

圖6 六價鉻濃度與加入多硫化鈣的量與反應(yīng)時間的關(guān)系

3 結(jié)論

采用硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉、多硫化鈣這三種還原劑處理鉻污染的廢水均有明顯的效果，均可以使六價鉻的含量降到檢出限以下，同時對三種還原劑做對六價鉻的還原效果做平行性試驗，均呈現(xiàn)和圖1、圖3、圖5類似的結(jié)果。但從節(jié)約成本和反應(yīng)的時間來看，處理實際鉻污染場地的廢水選擇多硫化鈣較好。