焦硫酸钠还原剂处理含铬废水的方法及效果分析

2019-11-04辛佳诺

魅力中国 2019年11期

关键词：含铬亚硫酸钠还原剂

辛佳诺

（沈阳建筑大学，辽宁沈阳 110168）

一、绪论

影响铬还原效果的主要因素有还原剂的种类、用量、处理时PH值和反应时间等。本实验采用还原剂—焦亚硫酸钠，通过实验的方法，研究某电镀工业园区含铬废水其他因素对其处理效果的影响，最终选择出最理想的处理方式。

二、反应原理

Cr6+有CrO42-、Cr2O72- 两种形式，随着pH值的变化，两者的平衡如下：

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

由上面平衡式可以看出，在酸性条件下，铬的主要存在形式是Cr2O72-。用还原剂的将Cr6+还原为Cr3+，还原后用NaOH中和至pH=7～8，加入PAM、PAC使Cr3+生成Cr(OH)3沉淀，然后通过过滤回收铬污泥，其化学反应式为：

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

Cr2(SO4)3+3NaOH=2Cr(OH)3↓+3Na2SO4

三、水质及实验原理

（一）废水水质

经测定，该工业园区含铬废水平均水量为2.5m³/d，Cr6+浓度35.26 mg/L，pH 值5.6。

（二）实验仪器及原理

在酸性条件下，六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物，于波长540nm处进行分光光度测定。

实验药剂：二苯碳酰二肼溶液。

实验仪器：分光光度计。

四、结果及分析

（一）PH值对处理效果的影响

配置含铬废水1.5L，分别放入四个烧瓶中（原水水样Cr6+含量为35.26mg/L），焦亚硫酸钠投加浓度为141.04mg/L（投加比为焦亚硫酸钠与铬离子的质量比为4：1）室温条件下反应30min，反应过程保持PH值分别控制在2、2.5、3。

经过实验得出，当pH值为2时，处理后Cr6+浓度为0.19；当pH值为2.5时，处理后Cr6+浓度为0.21；当pH值为3时，处理后Cr6+浓度为0.34。由此得出结论：在酸性条件下，废水pH值低，有利于Cr6+的还原，处理效果越好。但由于在实际过程中，当pH值过小时，焦亚硫酸钠容易分解，生成成具有刺激性的SO2气体。因此，在处理含铬废水过程中，溶液的pH值控制在2~3为宜。

（二）反应时间对处理效果的影响

研究反应时间对含铬废水的处理效果，配制含铬废水2.0L放入四个烧瓶中（原水水样Cr6+含量为35.26mg/L），将含铬废水pH值控制在2.5左右，加焦亚硫酸钠质量比为1：4。由本图可以得出，在11分钟之后，铬离子浓度几乎降到零，15分钟后，铬离子浓度降到零，反应完全。因此，完全反应所需要的时间大致在15min。

（三）不同加药量对处理效果的影响

研究不同加药量对含铬废水的处理效果，配制含铬废水2.0L放入四个烧瓶中（原水水样Cr6+含量为35.26mg/L），根据焦亚硫酸钠与含铬废水处理的反应计算，理论投加比为1：2.74。将含铬废水pH值控制在2.5左右，选取投加焦亚硫酸钠质量比为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）进行平行试验。

经过实验可以得出，当pH=2~3，投加量越大，处理效果越好。但投加量超过1：4后，处理效果无明显变化。因此，处理含铬废水过程中，将投加量控制在1：4最为经济合理。