前言

目前我國約有15 000家電鍍廠，每年排放電鍍廢水約40億。電鍍廢水水質(zhì)復(fù)雜，其中氰化物和重金屬離子的毒性較大，會對人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。

化學(xué)處理法具有處理效果好、初期投資少、運(yùn)行管理方便及耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)外處理電鍍廢水采用最廣泛的方法。但是傳統(tǒng)的化學(xué)處理法具有金屬離子沉淀?xiàng)l件不同、污泥二次污染、配位物影響較大、出水無法回用等缺陷。本文通過實(shí)驗(yàn)研究提出了采用硫酸亞鐵二次反應(yīng)和二次過濾的方法處理電鍍廢水，使電鍍廢水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料

水樣取自深圳某電鍍廠生產(chǎn)車間的含鉻廢水和含銅、鎳廢水。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

722型分光光度計(jì)，78HW-1型恒溫加熱磁力攪拌器，pH計(jì)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1硫酸亞鐵處理含鉻廢水

分別取50 mL水樣于燒杯中，調(diào)節(jié)廢水的pH值，加入一定量的硫酸亞鐵，在室溫下攪拌一定時間后，調(diào)節(jié)pH值至堿性，靜置。

1.3.2硫酸亞鐵處理含銅、鎳廢水

分別取50 mL水樣于燒杯中，調(diào)節(jié)廢水的pH值，過濾。往濾液中加入一定量的硫酸亞鐵，在室溫下攪拌一定時間后，再次調(diào)節(jié)pH值，靜置。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸亞鐵處理含鉻廢水

采用硫酸亞鐵處理含鉻廢水，研究各因素對含鉻廢水處理效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖1所示。

圖l(a)為硫酸亞鐵的投加量對廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度的影響。由圖l(a)可知：隨著硫酸亞鐵的投加量的增加，廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度逐漸降低;當(dāng)硫酸亞鐵的投加量為理論值的1.5倍時，廢水中Cr(VI)的質(zhì)量濃度達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn);之后，繼續(xù)增加硫酸亞鐵的投加量，Cr(VI)的質(zhì)量濃度變化不大，說明部分Fe2+未與Cr( VI)發(fā)生反應(yīng)，就已經(jīng)形成氫氧化物沉淀。

圖l(b)為pH值對廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度的影響。由圖l(b)可知：pH值對廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度的影響不大。以硫酸亞鐵為還原劑處理含鉻廢水時，在Cr( VI)被還原為Cr(III)的同時，F(xiàn)e2+也被氧化為Fe3+。在一定條件下，F(xiàn)e3+通過水解形成的沉淀物可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠體微粒以致產(chǎn)生沉淀分離。原液的pH值為2.3，如果選取在酸性條件下處理含鉻廢水可以不用再調(diào)節(jié)pH值，而采取直接投藥的方式進(jìn)行反應(yīng)。

圖l(c)為反應(yīng)時間對廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度的影響。由圖l(c)可知：隨著反應(yīng)時間的增加，廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度逐漸降低，當(dāng)反應(yīng)時間為5 min時，廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度已經(jīng)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn);之后，繼續(xù)增加反應(yīng)時間，Cr( VI)的質(zhì)量濃度變化不大。可以認(rèn)為硫酸亞鐵還原Cr( VI)的速率非?？?。為了使反應(yīng)完全，反應(yīng)時間取10 min為宜。

圖l(d)為沉淀劑對處理效果的影響。由圖l(d)可知：用石灰調(diào)節(jié)pH值的效果比用堿液的好。加入石灰乳后，廢水中大量存在的焦磷酸根、硫酸根與Ca2+在堿性條件下形成焦磷酸鈣和硫酸鈣沉淀。另外，pH值提高后除了生成氫氧化鉻沉淀以外，廢水中其他的金屬離子(如銅、鋅、鎳等)也會形成氫氧化物沉淀，這些沉淀物之間發(fā)生吸附和包藏作用共同沉淀，從而取得更好的處理效果。

2.2 硫酸亞鐵處理含銅、鎳廢水

采用硫酸亞鐵處理含銅、鎳廢水，研究各因素對含銅、鎳廢水處理效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖2所示。

圖2(a)為第一次調(diào)節(jié)pH值對廢水中Cu2+和Nj2+的質(zhì)量濃度的影響。由圖2(a)可知：隨著pH值的增加，廢水中Cu2+的質(zhì)量濃度先降低后又升高，Ni2+的質(zhì)量濃度變化不大。當(dāng)pH值為10.5時，兩種離子的質(zhì)量濃度都較低。于是在之后的三種重金屬離子處理的研究中，均在此pH值下進(jìn)行。

圖2(b)為硫酸亞鐵的投加量對廢水中Cu2+和Nj2+的質(zhì)量濃度的影響。由圖2(b)可知：隨著硫酸亞鐵的投加量的增加，Cu2+的質(zhì)量濃度迅速降低，因?yàn)镕e2+可將Cu2+還原，且所生成的Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)3有凝絮和聚沉作用，使得銅和鎳的氫氧化物更容易沉淀。硫酸亞鐵的投加量越大，兩種離子的殘余量就越少，考慮到處理成本，其投加量取2g/L即可。

圖2(c)為第二次調(diào)節(jié)pH值對廢水中Cu2+和Nj2+的質(zhì)量濃度的影響。由圖2(c)可知：Nj2+已經(jīng)

基本被除凈，pH值對其影響很小;而Cuz+隨pH值升高而逐漸降低，在pH值為9.5后降低幅度下降，此時已達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，所以第二次調(diào)節(jié)pH值至9.5即可。

圖2(d)為反應(yīng)時間對廢水中Cu2+和Ni2+的質(zhì)量濃度的影響。由圖2(d)可知：隨著反應(yīng)時間的增加，廢水中Cu2+和Nj2+的質(zhì)量濃度逐漸降低;當(dāng)反應(yīng)時間大于15 min后，Cu2+和Ni2+的質(zhì)量濃度變化不大。所以反應(yīng)時間取15 min。

2.3硫酸亞鐵處理含鉻、銅、鎳廢水

將含鉻廢水和含銅、鎳廢水以1：1的體積比混合后進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)步驟為：各取50 mL兩種水樣于燒杯中混合均勻，加入0.3 g硫酸亞鐵，反應(yīng)10min后，用石灰水調(diào)節(jié)pH值至10.5，過濾。取濾液，再次加入0.1 g硫酸亞鐵，反應(yīng)15 min后，調(diào)節(jié)pH值至9.5，靜置。經(jīng)處理后，廢水中Cr( VI)的質(zhì)量濃度為0. 030 mg/L，Cu2+的質(zhì)量濃度為0. 298mg/L，Nj2+的質(zhì)量濃度為0. 214 mg/L，均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本文通過實(shí)驗(yàn)研究確定了用硫酸亞鐵處理含鉻廢水和含銅、鎳廢水的最佳工藝條件。結(jié)果表明：處理含鉻廢水時，硫酸亞鐵的投加量為理論值的1.5倍，pH值的影響不大，可直接對含鉻廢水進(jìn)行處理;Nj2+可通過調(diào)節(jié)pH值至10.5而除去;處理Cu2+，僅僅調(diào)節(jié)pH值是不行的，還需通過Fe2+的還原作用，在偏堿性條件下將已配位的Cu2+還原至Cu+，再沉淀分離除去。