焦硫酸鈉還原劑處理含鉻廢水的方法及效果分析

辛佳諾

（沈陽建筑大學，遼寧 沈陽 110168）

一、緒論

影響鉻還原效果的主要因素有還原劑的種類、用量、處理時PH值和反應時間等。本實驗采用還原劑—焦亞硫酸鈉，通過實驗的方法，研究某電鍍工業園區含鉻廢水其他因素對其處理效果的影響，最終選擇出最理想的處理方式。

二、反應原理

Cr6+有CrO42-、Cr2O72- 兩種形式，隨著pH值的變化，兩者的平衡如下：

2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O

由上面平衡式可以看出，在酸性條件下，鉻的主要存在形式是Cr2O72-。用還原劑的將Cr6+還原為Cr3+，還原后用NaOH中和至pH=7～8，加入PAM、PAC使Cr3+生成Cr(OH)3沉淀，然后通過過濾回收鉻污泥，其化學反應式為：

2H2Cr2O7+2NaS2O5+3H2SO4=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+5H2O

Cr2(SO4)3+3NaOH=2Cr(OH)3↓+3Na2SO4

三、水質及實驗原理

（一）廢水水質

經測定，該工業園區含鉻廢水平均水量為2.5m3/d，Cr6+濃度35.26 mg/L，pH 值5.6。

（二）實驗儀器及原理

在酸性條件下，六價鉻與二苯碳酰二肼反應生成紫紅色化合物，于波長540nm處進行分光光度測定。

實驗藥劑：二苯碳酰二肼溶液。

實驗儀器：分光光度計。

四、結果及分析

（一）PH值對處理效果的影響

配置含鉻廢水1.5L，分別放入四個燒瓶中（原水水樣Cr6+含量為35.26mg/L），焦亞硫酸鈉投加濃度為141.04mg/L（投加比為焦亞硫酸鈉與鉻離子的質量比為4：1）室溫條件下反應30min，反應過程保持PH值分別控制在2、2.5、3。

經過實驗得出，當pH值為2時，處理后Cr6+濃度為0.19；當pH值為2.5時，處理后Cr6+濃度為0.21；當pH值為3時，處理后Cr6+濃度為0.34。由此得出結論：在酸性條件下，廢水pH值低，有利于Cr6+的還原，處理效果越好。但由于在實際過程中，當pH值過小時，焦亞硫酸鈉容易分解，生成成具有刺激性的SO2氣體。因此，在處理含鉻廢水過程中，溶液的pH值控制在2~3為宜。

（二）反應時間對處理效果的影響

研究反應時間對含鉻廢水的處理效果，配制含鉻廢水2.0L放入四個燒瓶中（原水水樣Cr6+含量為35.26mg/L），將含鉻廢水pH值控制在2.5左右，加焦亞硫酸鈉質量比為1：4。由本圖可以得出，在11分鐘之后，鉻離子濃度幾乎降到零，15分鐘后，鉻離子濃度降到零，反應完全。因此，完全反應所需要的時間大致在15min。

（三）不同加藥量對處理效果的影響

研究不同加藥量對含鉻廢水的處理效果，配制含鉻廢水2.0L放入四個燒瓶中（原水水樣Cr6+含量為35.26mg/L），根據焦亞硫酸鈉與含鉻廢水處理的反應計算，理論投加比為1：2.74。將含鉻廢水pH值控制在2.5左右，選取投加焦亞硫酸鈉質量比為1：2.5（88.15mg/L）、1：3（105.78mg/L）、1：3.5（123.41 mg/L）、1：4（141.04mg/L）、1.4.5（123.41mg/L）進行平行試驗。

經過實驗可以得出，當pH=2~3，投加量越大，處理效果越好。但投加量超過1：4后，處理效果無明顯變化。因此，處理含鉻廢水過程中，將投加量控制在1：4最為經濟合理。

圖1.pH值、反應時間對還原效果的影響

圖2.還原劑投加量對還原效果的影響

五、結論

在含鉻廢水處理過程中，采用焦亞硫酸鈉還原劑將六價鉻還原為三價鉻，焦亞硫酸鈉與鉻離子質量的投加量控制在1：4，處理效果最佳，最為節省藥劑。同時，需要在處理過程控制廢水pH值在2.5左右，完全還原反應時間控制在15分鐘以上。