電鍍廢鉻(ge)液中Cr(VI)和(he)Cr(Ⅲ)對(dui)人和(he)動物危害很大。國(guo)家(jia)允許的(de)6價鉻(ge)的(de)排(pai)放濃度最高(gao)是(shi)0. 5mg·L-1,總(zong)鉻(ge)的(de)排(pai)放量是(shi)1. 5 mg·L-1 [1]。目(mu)前,國(guo)內(nei)外對(dui)于含鉻(ge)廢液的(de)治理已經(jing)研究出了(le)很多(duo)方法(fa),主(zhu)要有(you)離子交換(huan)法(fa),電解法(fa),絮凝法(fa)等,其中絮凝法(fa)操作簡單,收(shou)益甚好。本文通過5種(zhong)絮凝劑(ji)處(chu)理電鍍含鉻(ge)廢水的(de)研究,確定了(le)最佳復合絮凝劑(ji)的(de)配比。所得復合絮凝劑(ji)能有(you)效的(de)處(chu)理含鉻(ge)廢水。

1.實驗部分

1.1　實驗儀器

721型分(fen)(fen)光(guang)光(guang)度計(ji)(ji)(上海(hai)分(fen)(fen)析儀(yi)器廠(chang)(chang)),磁力DBJ621定時變速(su)攪拌器(4332廠(chang)(chang)), PHS-3C數字酸度計(ji)(ji)(杭州(zhou)東(dong)星(xing)儀(yi)器廠(chang)(chang)),DT-100分(fen)(fen)析天平(北京光(guang)學儀(yi)器廠(chang)(chang)), SHB-C型循環水真空泵(beng)(鄭(zheng)州(zhou)杜(du)甫儀(yi)器廠(chang)(chang)), 101-1型電熱鼓風干燥箱(xiang)(上海(hai)實驗(yan)儀(yi)器廠(chang)(chang))。

1.2　實驗試劑(ji)

亞(ya)硫酸(suan)氫鈉(CP),聚(ju)丙烯(xi)酰(xian)胺(an)(PAM) (工(gong)業級),相對分子(zi)質(zhi)量(liang)≥300萬,陽離子(zi)聚(ju)丙烯(xi)酰(xian)胺(an)(CPAM)(工(gong)業級),相對分子(zi)質(zhi)量(liang): 700~800,硫酸(suan)鋁(CP),二苯碳酰(xian)二肼(AR),聚(ju)合氯化鋁(PAC)(工(gong)業級),聚(ju)合硫酸(suan)鐵(PFS)(工(gong)業級)。

1.3　分析方法

二(er)苯碳酰二(er)肼分光光度法[2、3]。

1.4　實驗(yan)原料及(ji)來源

電鍍含(han)鉻廢水,取(qu)自(zi)中國人(ren)民解放軍5702廠。

1.5　試驗(yan)過(guo)程

1.5.1　廢液中Cr(VI)的(de)還原

取(qu)一定(ding)量(liang)的(de)電鍍廢水(shui),用(yong)硫(liu)酸(6 mol·L-1)調節并保(bao)持pH值在2~3之間(jian),按溶液中Cr(VI)的(de)含量(liang)所計算(suan)還(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)的(de)用(yong)量(liang)加(jia)入(ru)亞硫(liu)酸氫鈉(na)(過量(liang)10% )。取(qu)少量(liang)已還(huan)原(yuan)的(de)廢水(shui),用(yong)N-苯基(ji)代(dai)氨基(ji)苯甲酸作為指示劑(ji)(ji),若藍(lan)色中有紫紅色出現,則要(yao)繼(ji)續(xu)加(jia)還(huan)原(yuan)劑(ji)(ji);反之,則說明還(huan)原(yuan)完全(quan)。

1.5.2　Cr(Ⅲ)的最佳沉淀pH值

分別(bie)取(qu)10 mL還原后(hou)的溶液于10個(ge)燒杯(250mL),分別(bie)用NaOH(3 mol·L-1)調節pH值為6. 0~11. 0,靜置12 h后(hou),進行抽濾、烘(hong)干、稱(cheng)量(liang),污泥量(liang)最(zui)大的為最(zui)佳沉淀pH值。繪制pH值-3價鉻含量(liang)的曲(qu)線圖。

1.5.3　絮凝(ning)劑性能的測試實驗

分(fen)別取10 mL還原后(hou)廢液(ye)于40個(ge)燒杯(分(fen)5組)中,每一種(zhong)絮(xu)凝(ning)劑的實驗為一組(硫酸(suan)鋁(lv)[Al2(SO4)3·18H2O]、聚(ju)(ju)合氯化鋁(lv)(PAC) [[Al2(OH)nCl6-n]m]、聚(ju)(ju)合硫酸(suan)鐵(PFS)[[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m]、聚(ju)(ju)丙烯酰(xian)(xian)胺(PAM)、陽(yang)離子聚(ju)(ju)丙烯酰(xian)(xian)胺(CPAM)),分(fen)別調節pH值為8. 0。分(fen)別向每組燒杯中用(yong)移液(ye)管(guan)加入0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8 mL各絮(xu)凝(ning)劑,攪拌15 min后(hou),靜置(zhi)0. 5 h。抽濾(濾紙(zhi)烘干),將濾餅與(yu)濾紙(zhi)于90℃烘箱4 h后(hou),稱重(zhong)。繪(hui)制沉淀-絮(xu)凝(ning)劑加入量的圖表。選擇最(zui)好的絮(xu)凝(ning)劑,以(yi)備(bei)復配。

1.5.4　絮凝劑的復配

以(yi)上試驗(yan)中(zhong)最佳絮(xu)凝劑(ji)為(wei)主(zhu)劑(ji),其它絮(xu)凝劑(ji)為(wei)輔劑(ji),得出最佳復(fu)合(he)絮(xu)凝劑(ji)。主(zhu)劑(ji)以(yi)最佳量加入(ru),令兩種助凝劑(ji)分別(bie)以(yi)0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7 mL加入(ru)和(he)0. 05、0. 1、0. 15、0. 2、0. 25、0. 3 mL加入(ru),攪(jiao)拌、靜置、烘干、稱重,繪制總鉻含量-絮(xu)凝劑(ji)加入(ru)量的圖表。

1.5.5　復合絮(xu)凝劑最(zui)佳絮(xu)凝pH值(zhi)

分別(bie)取10 mL還原后(hou)的鉻液于11個燒杯中,調節pH值(zhi)(zhi)為7. 0、7. 2、7. 4、7. 6、7. 8、8. 0、8. 2、8. 4、8. 6、8. 8、9. 0,按最(zui)(zui)佳配比復合絮凝劑的最(zui)(zui)佳量加入(ru),攪(jiao)拌(ban)、靜(jing)置、抽濾(lv)、烘干、稱重,繪制吸(xi)光度-pH值(zhi)(zhi)曲(qu)線(xian),選擇(ze)最(zui)(zui)佳pH值(zhi)(zhi)。

2.實驗結果與(yu)討論

2.1　最佳(jia)沉淀pH值(zhi)的確定(ding)

如圖1所示,Cr(Ⅲ)的(de)最佳(jia)沉淀pH值為8. 0,與相關資料[4]中(zhong)說的(de)其應在8~9相符(fu)。

2.2　絮凝(ning)劑的初選結(jie)果

硫(liu)酸(suan)鋁(lv)(6. 021 0 g/L)、聚合氯化鋁(lv)(5. 100 0 g·L-1)、PFS(6. 230 2 g·L-1)、PAM (1. 000 0 g·L-1)、CPAM(1. 000 0 g·L-1)各(ge)絮凝劑(ji)對污水(shui)的試驗結果見下列圖表:

如表1所示:硫(liu)酸(suan)(suan)鋁、PAC、PFS、PAM、CPAM最佳絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)用量分別是(shi)0. 5、0. 2、0. 6、0. 3、0. 2 mL。但(dan)在實(shi)驗(yan)(yan)過(guo)程中(zhong),用硫(liu)酸(suan)(suan)鋁絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)后(hou),所形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)顆粒細(xi)小,未能形(xing)(xing)成(cheng)大的(de)(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)團(tuan),且(qie)(qie)沉(chen)(chen)降(jiang)速(su)(su)度(du)(du)慢,沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)與上層(ceng)液體的(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)不清(qing)(qing)晰;聚(ju)合(he)氯(lv)化(hua)鋁絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)顆粒較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)大,經(jing)靜置后(hou)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)與上層(ceng)清(qing)(qing)液的(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)清(qing)(qing)晰;用聚(ju)合(he)硫(liu)酸(suan)(suan)鐵混(hun)凝(ning)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian),所得絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)的(de)(de)(de)(de)顆粒較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)聚(ju)合(he)氯(lv)化(hua)鋁所得的(de)(de)(de)(de)略大,沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)與上層(ceng)清(qing)(qing)液的(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)清(qing)(qing)晰,分層(ceng)時間也較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)聚(ju)合(he)氯(lv)化(hua)鋁短;PAM所形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)形(xing)(xing)成(cheng)大的(de)(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)團(tuan),且(qie)(qie)沉(chen)(chen)降(jiang)速(su)(su)度(du)(du)加快(kuai)(kuai),沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)與上層(ceng)液體的(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)清(qing)(qing)晰; CPAM所形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)絮(xu)(xu)(xu)團(tuan)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)PAM形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)絮(xu)(xu)(xu)團(tuan)大、分層(ceng)速(su)(su)度(du)(du)快(kuai)(kuai)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)與上清(qing)(qing)液的(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)清(qing)(qing)晰。由實(shi)驗(yan)(yan)比較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)中(zhong)得出,選用的(de)(de)(de)(de)5種絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)中(zhong)混(hun)凝(ning)效果最好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)合(he)氯(lv)化(hua)鋁(PAC和(he)可(ke)以形(xing)(xing)成(cheng)密度(du)(du)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)大絮(xu)(xu)(xu)團(tuan),易于沉(chen)(chen)降(jiang)和(he)污泥的(de)(de)(de)(de)脫水聚(ju)合(he)硫(liu)酸(suan)(suan)鐵(PFS)、具(ju)有(you)吸(xi)附搭橋作(zuo)用且(qie)(qie)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)(hao)復配性能的(de)(de)(de)(de)陽離(li)子聚(ju)丙烯酰胺(an)(CPAM)這(zhe)3種混(hun)凝(ning)劑(ji)(ji)作(zuo)為(wei)復合(he)絮(xu)(xu)(xu)凝(ning)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)原料。

2.3　絮凝劑的最佳復(fu)配比

按(an)照混(hun)凝(ning)機(ji)理,投藥(yao)順序為(wei)先加(jia)無機(ji)混(hun)凝(ning)劑后加(jia)有機(ji)高分子混(hun)凝(ning)劑。在污水中加(jia)入(ru)PAC的最佳用量,用PFS作為(wei)助凝(ning)劑,進行(xing)逐次(ci)試驗,復(fu)配結果如(ru)圖2:

圖2中可(ke)知(zhi),PAC與PFS的(de)最佳配比是(shi)2∶3時(shi),絮(xu)凝(ning)(ning)結(jie)果(guo)最好。但是(shi),由于PFS的(de)捕捉膠體分子(zi)的(de)能力(li)不如有機高(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑,因此,總鉻(ge)的(de)含量還是(shi)較大,故要加(jia)入有機高(gao)分子(zi)絮(xu)凝(ning)(ning)劑CPAM予(yu)以復(fu)配,結(jie)果(guo)如圖3:

圖3得,復(fu)合(he)絮凝劑的最佳(jia)配比是: PAC∶PF∶CPAM =2∶3∶1。這是因為(wei)高(gao)分子(zi)絮凝劑具有(you)架橋吸(xi)附和(he)網捕作用(yong),能使(shi)膠體(ti)分子(zi)聚集沉淀。

2.4　pH值(zhi)對(dui)復合絮凝劑效果的(de)影響

如圖4所示, PAC, PFS, CPAM以(yi)2∶3∶1配比(bi)投加(jia),當pH值在(zai)7. 8時效果最好。此時,上清液為無色(se),絮(xu)凝(ning)顆(ke)粒大,沉降速度快,污泥量少。

在處理(li)污水(shui)的(de)(de)(de)時候,復合絮凝(ning)劑的(de)(de)(de)加入量是(shi)經還原后(hou)的(de)(de)(de)污水(shui)量的(de)(de)(de)3. 5% (體積分數)。經處理(li)后(hou)的(de)(de)(de)清(qing)液中,總鉻(ge)含(han)量降至0. 82 mg·L-1, 6價(jia)鉻(ge)濃度為(wei)0. 07 mg·L-1,遠低于國家總鉻(ge)1. 5 mg·L-1和6價(jia)鉻(ge)0. 5 mg·L-1的(de)(de)(de)排放(fang)標準。

3.結　論

電鍍廢水(shui)經(jing)還原、復合絮凝劑的(de)絮凝沉淀后(hou),總鉻的(de)除去率達(da)到(dao)99. 99%,操作方便,經(jing)濟適用。

參考文獻

[1]　涂錦葆.電鍍廢水處理手冊[M].北京:機械工業出(chu)版(ban)社, 1989.

 [2]　陳繼(ji)梅,何先莉,毛劍英.水中鉻測定(ding)方法的進展(zhan)[J].北京(jing)工業(ye)大學學報, 2001, 27(2): 208~212

[3]　《水和(he)廢水監(jian)測分析方(fang)法(fa)》編委會.水和(he)廢水監(jian)測分析方(fang)法(fa)[M].北京(jing):中國環(huan)境(jing)科學出版社, 1989. 157~161

[4]　劉(liu)利(li)萍,張(zhang)淑蓉.電鍍含鉻廢水的處(chu)理和利(li)用[J].重慶(qing)環境科學, 1999, 21(3): 37~38

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