污水中六价铬的治理方法探究

(河南省地质矿产勘查开发局 第一地质环境调查院，河南 郑州 450045)

据统计，全世界40%的工业用水、50%以上的饮用水、20%的农业灌溉用水均来自地下水[1]。由于过去人们对环境的保护不够重视，造成了地下水被污染，其中六价铬污染是常见的地下水污染之一。铬是常见的危险性原料，同时也是非常重要的战略性材料之一。铬及其化合物用于催化剂的生产、电镀产业、颜料产业、皮革产业等。同时由于含铬废水的不合理排放和铬渣的随意堆放，使铬进入到地下水和土壤之中，使地下水和土壤中的铬严重超标，是正常值的几倍到几十倍[2-3]。铬在水中和土壤中通常有两种形态存在，三价和六价铬，六价铬的毒性远大于三价铬[4]。六价铬的危害主要表现为皮肤及呼吸系统溃疡、引起脑膜炎和肺癌等[5]。目前，国内外对于含铬废水的处理方法主要分为物理法、化学法、物理化学法及生物法。化学法是借氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒、有害的物质分解为无毒、无害的物质或将重金属经沉淀和上浮从废水中除去。化学法处理含铬废水，具有投资少，处理成本低，操作简单等优点，广泛适用于多类含铬废水治理[6]。本文采用硫酸亚铁、硫代硫酸钠、多硫化钙和铬废水进行静态试验，筛选出合适的还原药剂，探寻切实可行的六价铬废水的处理方法，使铬废水达到国家排放标准，以满足绿色环保和节能减排的要求。

1 实验

1.1 实验材料

水样取自铬污染场地的原水。

1.2 实验仪器

722型紫外可见分光光度计。

1.3 实验方法

1.3.1硫酸亚铁处理含铬废水

分别取50 mL浓度15 mg/L的水样于烧杯中，分别加入与六价铬的物质的量比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫酸亚铁，在室温下反应2 h后，取反应液测定六价铬的含量。

1.3.2硫代硫酸钠处理含铬废水

分别取50 mL浓度15 mg/L的水样于烧杯中，分别加入与六价铬的物质的量比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫代硫酸钠，在室温下反应2 h后，取反应液测定六价铬的含量。

1.3.3多硫化钙处理含铬废水

分别取50 mL浓度为15 mg/L的水样于烧杯中，分别加入与六价铬的物质的量比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的多硫化钙，在室温下反应2 h后，取反应液测定六价铬的含量。

2 结果与讨论

2.1 硫酸亚铁处理含铬废水

用硫酸亚铁处理时，加入与六价铬的物质的量比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫酸亚铁，在室温下反应2 h后，反应液中的六价铬浓度加入硫酸亚铁的量的关系如图1所示。

图1 六价铬浓度与加入硫酸亚铁的量的关系

当加入与六价铬的物质的量比为1∶4的硫酸亚铁时，检测出反应液的六价铬浓度小于检出限(检出限为0.004 mg/mL)。同时检测在室温下反应10 min和30 min后，反应液中的六价铬浓度和加入硫酸亚铁的量与反应时间的关系如图2所示。

图2 六价铬浓度和加入硫酸亚铁的量与反应时间的关系

2.2 硫代硫酸钠处理含铬废水

用硫代硫酸钠处理时，加入与六价铬的物质的量比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的硫代硫酸钠，在室温下反应2 h后，反应液中的六价铬浓度加入硫代硫酸钠的量的关系如图3所示。当加入与六价铬的物质的量比为1∶5的硫代硫酸钠时，检测出反应液的六价铬浓度小于检出限(0.004 mg/mL)。同时检测在室温下反应10 min和30 min后，反应液中的六价铬浓度与加入硫代硫酸钠的量与反应时间的关系如图4所示。

图3 六价铬浓度与加入硫代硫酸钠的量的关系

图4 六价铬浓度与加入硫代硫酸钠的量与反应时间的关系

2.3 多硫化钙处理含铬废水

用多硫化钙处理时，加入与六价铬的物质的量比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的多硫化钙，在室温下反应2 h后，反应液中的六价铬浓度与加入多硫化钙的量的关系如图5所示。当加入与六价铬的物质的量比为1∶3多硫化钙时，检测出反应液的六价铬浓度小于检出限(0.004 mg/mL)。同时检测在室温下反应10 min和30 min后，反应液中的六价铬浓度与加入多硫化钙的量与反应时间的关系如图6所示。

图5 六价铬浓度与加入多硫化钙的量的关系

图6 六价铬浓度与加入多硫化钙的量与反应时间的关系

3 结论

采用硫酸亚铁、硫代硫酸钠、多硫化钙这三种还原剂处理铬污染的废水均有明显的效果，均可以使六价铬的含量降到检出限以下，同时对三种还原剂做对六价铬的还原效果做平行性试验，均呈现和图1、图3、图5类似的结果。但从节约成本和反应的时间来看，处理实际铬污染场地的废水选择多硫化钙较好。