鉻離子（六價）去除技術(shù)研究進展

王靜（石家莊市環(huán)境科學(xué)研究院， 河北 石家莊 050022）

鉻離子（六價）去除技術(shù)研究進展

王靜（石家莊市環(huán)境科學(xué)研究院， 河北 石家莊 050022）

隨著城市化進程加快，我國水環(huán)境惡化十分顯著。研究表明鉻離子對人類健康危害中，Cr（Vl）危害性最大，而Cr（Ⅲ）毒性較小。含Cr（VI）廢水的治理工藝應(yīng)用較為廣泛的方法主要有：吸附法、化學(xué)沉淀法、離子交換樹脂法、電化學(xué)法、膜處理等方式。

鉻離子；離子交換樹脂法；化學(xué)沉淀法；電化學(xué)法；吸附法；膜處理

重金屬污染由于其具有毒性大、不易被破壞和降解且在水中停留時間較長等特點，成為水污染領(lǐng)域亟待解決的難題之一。六價鉻污染是毒性較高的一類污染物，六價鉻對人體的危害表現(xiàn)為：刺激、腐蝕皮膚，損害內(nèi)臟，導(dǎo)致味覺和嗅覺失靈，損壞呼吸以及癌變作用［1］。目前，我國的飲用水標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定水中的Cr（VI）不得超過0.05mg/L，而灌溉用水總鉻含量必須小于0.1mg/L。鉻（VI）在工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中是第一類污染物，且在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》［GB8978-1996］一級標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定排放廢水中的Cr（VI）含量不得大于0.5mg/L。因此，對含Cr（Ⅵ）廢水的治理是我們共同面臨的重大課題。

1 含Cr（VI）污水的處理工藝

含Cr（VI）廢水的治理工藝主要有兩類：一類是改變Cr（VI）在水中的狀態(tài)，使其從可溶解轉(zhuǎn)化為不溶解或較難溶解的金屬化合物，方便從廢水中除去；另一類是直接將其從廢水中去除。應(yīng)用較為廣泛的方法主要有：吸附法、化學(xué)沉淀法、離子交換樹脂法、電化學(xué)法、膜處理等方式。下面對主要技術(shù)做一簡要介紹。

（1）離子交換樹脂法 通過活性基團上可交換的離子（H+、Na+、OH-等），進而去除陽、陰離子。此法用于處理電鍍廢水，一方面可以回收利用水資源，另一方面也能回收利用金屬離子。它存在的首要問題是再生廢液中會有Fe、Na、氯根等離子且不能直接回收，又不能排到環(huán)境中去。劉建采用了離子交換蒸濃法來處理，該工藝流程實際運行了三個月的結(jié)果表明，經(jīng)過該過程處理后，各污染物量均達(dá)到了國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，而回收的鉻酸能滿足電鍍要求，大大減少了Cr（Ⅵ）對環(huán)境的污染。

（2）化學(xué)沉淀法 化學(xué)沉淀法用于處理電鍍含Cr（Ⅵ）廢水，第一種是最常用的還原法，把六價鉻還原成三價鉻，再進行沉淀；第二種則是利用鋇鹽與鉻酸根反應(yīng)生成鉻酸鋇沉淀。袁智斌使含鉻的廢水流經(jīng)調(diào)節(jié)池后再進入還原池，并將pH值保持在在2.5～3范圍內(nèi)投加亞硫酸氫鈉，從而將六價鉻還原成三價鉻，之后通過加入氫氧化鈉使之形成了Cr（OH）3沉淀。竇秀冬實驗發(fā)現(xiàn)通過還原-沉淀法Cr的去除率超過了99%，在氧化鈣和氫氧化鈉中摻入部分鉻泥沉降性能良好的氧化錳可以較大地改善其性能，投藥量要使得投加后的pH在8.3左右合適。

（3）電化學(xué)法 電化學(xué)處理方法是利用電解原理，通過電解，廢水中重金屬離子會在陰-陽兩極上發(fā)生還原、氧化使之聚集，再進一步處理。電化學(xué)法處理，即在直流電場的作用使可溶性鐵陽極反應(yīng)生成Fe2+，在酸性條件下將廢水中存在的六價鉻離子還原成三價鉻離子，同時pH值升高生成了氫氧化鉻沉淀。且電解法簡單，除了處理含鉻廢水外，還可處理鈍化、陽極化、磷化等漂洗水；但由于消耗電能且不能對污泥良好的處置，因此可能對環(huán)境繼續(xù)產(chǎn)生了二次污染。

（4）吸附法 吸附法是使用多孔性固態(tài)物質(zhì)來吸附水中污染物的一種方法。選擇合適的吸附劑是吸附法的關(guān)鍵，目前活性炭是最常見的吸附劑，優(yōu)點很多。例如吸附量大，且對六價鉻的陽離子具有較強的還原作用，在20%硫酸溶液中浸泡后，六價鉻的去除率可達(dá)91.6%。Valix研究了位于活性炭表面的雜環(huán)原子和它的結(jié)構(gòu)特性對吸附六價鉻的影響，雜環(huán)原子起到了還原劑作用，提高了活性炭的吸附力，另外增加吸附劑總表面積有助于提高吸附量。活性炭雖然性能穩(wěn)定，但結(jié)合國情，我國活性炭吸附劑產(chǎn)量很少，所以價格較貴，因此它們的使用受到了限制。

（5）膜處理 膜技術(shù)是一種新興發(fā)展的處理技術(shù)，由于分離產(chǎn)物便于回收、消耗低、效率高、不會產(chǎn)生二次污染、操作簡單、自動化程度較高，其在水處理領(lǐng)域具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢。膜分離基本原理是：在一定的推動力作用下，廢水透過膜，選擇不同透過性的膜可以實現(xiàn)對污染物的分離和濃縮的過程。依據(jù)膜性能的區(qū)別和截留粒徑的大小，常見的膜分離過程分為以下幾種，微濾、超濾、納濾、反滲透和電滲析等。納濾膜的孔徑一般在1nm左右、截留分子量則介于200-1000Da之間，通常是表面荷電。這樣的納濾膜對較低分子量的物質(zhì)以及溶解性無機鹽均可截留，尤其是對二價或高價陰離子的截留效果更好，同時，和傳統(tǒng)方式相比，納濾具有較高的體積濃縮因子、不會產(chǎn)生二次污染、能耗低等獨特優(yōu)勢。廢水中六價鉻通常以二價陰離子的形式存在，因此納濾技術(shù)有絕對的優(yōu)勢。

2 展望

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人們的環(huán)保意識顯著提高，與此同時對六價鉻的去除技術(shù)提出了更高的要求，更加綠色、環(huán)保、節(jié)能的各類新技術(shù)，例如膜分離技術(shù)將越來越受到人們的重視，而廉價膜材料的制備以及膜壽命的提高將是未來影響該類技術(shù)推廣的關(guān)鍵。

［1］劉建，許道銘，卜玉琳.離子交換蒸濃法處理電鍍含鉻廢水［J］.鈾礦冶，2004，23（1）：35-40.

［2］竇秀冬，方建德，郭振仁等.皮革廢水除鉻堿劑篩選［J］.新疆環(huán)境保護，2003，25（2）：27-30.

［3］袁智斌.化學(xué)分類沉淀法處理銅箔廢水的工程應(yīng)用［J］.銅業(yè)工程，2005，4：23-25.