亚硫酸氢钠处理电镀废水中铬的实验研究

铬是电镀废水中主要的重金属污染物之一。电镀废水中的铬主要以Cr(VI)和Cr(III)两种形态存在。Cr(VI)易溶于水，并且其毒性远大于Cr(III)的毒性。为了防止Cr(VI)对环境及人体健康造成危害，《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）规定：Cr(VI)必须在车间排放口满足0.2mg/L的标准限值。

目前，处理电镀废水中的铬主要采用还原沉淀、吸附、电化学、生物、离子交换、膜分离等方法。其中还原沉淀法具有操作简便、处理效果好、成本低、容易实现规模化生产等优点，是目前应用最广泛的含铬电镀废水处理方法。本文分别以亚硫酸氢钠和亚硫酸钠为还原剂，以氢氧化钠和氢氧化钙为沉淀剂，采用还原沉淀法处理电镀废水中的铬。然后，以亚硫酸氢钠为还原剂，以氢氧化钙为沉淀剂， 采用单因素试验考察了工艺条件对电镀废水中铬的去除效果的影响。

药品：重铬酸钾、二苯碳酰二肼、亚硫酸氢钠、无水亚硫酸钠、氢氧化钠、高锰酸钾、氢氧化钙、磷酸、硫酸，以上试剂均为分析纯。

仪器：PHS-3C型酸度计，721型分光光度计。

本实验所用含铬废水均为模拟含铬废水。采用重铬酸钾和蒸馏水配制Cr(VI)的质量浓度为20mg/L的废水待用。

采用《水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法》（GB7467-87）测定废水中Cr(VI)的质量浓度。

采用《水质  总铬的测定》（GB7466-87）测定废水中总铬的质量浓度。

取100mL质量浓度为20mg/L的含铬废水于烧杯中，用硫酸调节废水的pH值后，搅拌均匀。取一定量的还原剂（亚硫酸氢钠或亚硫酸钠）加入上述烧杯中，持续搅拌反应30min，使废水中的Cr(VI)被充分还原。待还原反应结束后，取适量沉淀剂（氢氧化钠或氢氧化钙）加入上述废水中，调节废水的pH值，持续搅拌反应30min，使废水中的Cr(III)与沉淀剂充分反应。反应结束后静置，取上清液分析其中残余Cr(VI)和总铬的质量浓度，进而计算Cr(VI)的去除率。

根据上述反应原理，当废水中的Cr(VI)完全被还原成Cr(III)，需要还原剂亚硫酸氢钠的质量为6.0mg，还原剂亚硫酸钠的质量为7.3ｍg。

考察还原剂和沉淀剂种类对含铬废水处理效果的影响， 结果如图１所示

可见，以亚硫酸氢钠为还原剂、以氢氧化钙为沉淀剂的处理体系更适用于处理含铬废水。

考察还原剂用量对含铬废水处理效果的影响，结果如图２所示。

随着亚硫酸氢钠用量的逐渐增加，处理后废水中Cr(VI)的质量浓度逐渐降低；当亚硫酸氢钠的用量为理论用量的1.75倍时，处理后废水中Cr(VI)的质量浓度为0.13mg/L，满足《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中规定的要求；继续增加亚硫酸氢钠的用量，处理后废水中Cr(VI)的质量浓度变化不大。因此，最佳的亚硫酸氢钠用量为理论用量的1.75倍。

考察还原反应pH值对含铬废水处理效果的影响，结果如图３所示。

当还原反应pH值小于２时，处理后废水中Cr(VI)的质量浓度基本不再降低。考虑到沉淀反应时还需调节pH值至碱性环境，为了减少沉淀剂用量，最佳的还原反应pH值为２。

考察沉淀反应pH 值对含铬废水处理效果的影响，结果如图４所示。

当沉淀反应pH值较低时，处理后废水中总铬的质量浓度仍然较高；当沉淀反应pH值升高时，处理后废水中总铬的质量浓度大幅降低；当沉淀反应pH值为８时，处理后废水中总铬的质量浓度为0.26mg/L；继续升高沉淀反应pH值，处理后废水中总铬的质量浓度反而升高。这是由于Cr(OH)₃ 呈两性，pH值较低时，Cr(OH)₃ 不能充分地沉淀；pH值过高时，Cr(OH)₃ 反而进一步溶解到废水中。因此，最佳的沉淀反应pH值为８。

此时出水中Cr(VI)的质量浓度、总铬的质量浓度及pH值均满足《电镀污染物排放标准》（GB 21900-2008）中规定的要求。