浅谈含铬废水处理技术

于婉婷，侯 亮

（1.长沙环境保护职业技术学院，湖南 长沙 410004；2.力合科技（湖南）股份有限公司，湖南 长沙 410205）

含铬(Cr)废水主要来源于冶金、皮革、电镀等行业的工业废水[1]。微量的铬是人体所必须的，但是工业废水中的铬主要是以Cr3+和 Cr6+的化合物的形式存在，由Cr6+具有强溶解性，可以通过皮肤接触、呼吸道等途径导致癌变、畸形等危害。相关数据表明，铬的危害仅次于重金属铅，对人体的危害极大。因此，工业废水必须要按照国家环保部门的要求进行处理，当含铬的浓度达标后才能排放到河流中。目前的处理方法大体可以分为两类：一是采用化学方法将高毒性的Cr6+还原为Cr3+，在进一步进行处理；二是通过物理方法将高价铬极其化合物与水分离。

1 化学还原沉淀法

还原沉淀法就是采用的具有还原性的化学物质与含Cr6+化合物进行化学反应，较为常用的是亚铁盐、SO2、H6N2O等，不同的还原剂使用条件不同，因此选择经济高效的还原剂技术关键[2]。最近，有研究发现聚合氯化铝在处理含铬废水方面具有显著优势，经聚合氯化铝处理过的废水不仅水质达标，而且处理过程中所形成的絮状沉淀物体积大质量高，可以达到快速沉淀的目的。在实际的污水处理过程中，一般是在酸性条件下加入还原剂，将Cr6+还原为Cr3+，此时加入碱性化合物使溶液达到碱性环境下生成含铬的氢氧化物，在通过沉淀等手段即可除去，但此种方法往往会带来污泥沉积的问题，可以从源头进行分流、分类处理等手段进行处理。

一种新型的处理含铬废水的方法-电解法，就是利用氧化还原的原理，将电极与Cr6+发生氧化还原反应，再通过分解、沉淀等物化反应去除高毒性六价铬。将铁屑作为阳极，在电流的作用下，在酸性条件下铁屑氧化成Fe2+、Cr6+还原为Cr3+，在此过程中溶液变为碱性形成Cr（OH）3，在通过沉淀去除含铬化合物。

还原沉淀法具有工艺简单、成本低、技术成熟等优势，尤其是处理后的铬还可以作为半导体材料使用，最大化的达到环保的目的。目前，绝大多数企业采取还原沉淀法处理含铬废水，但由于处理后的废水是碱性环境，若是不经过处理排放，仍会造成二次污染，怎样解决含铬废水的二次污染问题，仍是目前较为关键的问题。

2 生物法

生物法即利用一些特殊的生物对有害物质进行处理的方法，生物法相对于化学法来说更加的环保，并且操作也更加简单。通过微生物对含铬废水进行处理，可以分为生物物理、生物化学两大类[3]。

（1）生物物理方法 根据微生物的习性，处理含铬废水的生物物理方法主要是絮凝法和吸附法。

絮凝法是根据微生物或微生物的代谢物絮凝、沉淀有害物质，目前所发现的这类微生物有细菌、霉菌、放线菌等。这类微生物的来源主要依靠实验室的培养，一般的微生物是线性结构或有很好的亲水性，根据这一特性，可以与有害颗粒进行团聚，当团聚到一定程度就会沉淀下来形成污泥，从而去除有害物质。

吸附法是生物通过离子交换、络合等手段吸附有害离子，无论微生物是否在存活状态还是有害物质的浓度过低都可以达到较好的吸附效果。有研究表明，壳聚糖在酸性条件下可以Cr6+。

（2）生物化学方法 部分微生物可以将可溶的有害物质转化为难溶或微溶于水的物质，在通过一些手段去除[4]。目前，应用最多的是硫酸盐生物还原法，硫酸还原菌在无氧环境下可以将硫酸盐还原为硫化氢，硫化氢再与铬离子反应生成不溶或难溶的金属硫化物，再通过收集沉淀物除去铬离子。亚硫酸杆菌可以与Cr6+进行氧化氧化还原反应，Cr6+还原为Cr3+后在与硫化物反应，在进行富集、回收处理。

（3）生物植物方法 某些植物可以通过根、叶等对重金属进行富集吸收，如藻类就是河流的清道夫。植物通过根部对含有重金属的废水进行吸收、富集，减少对地下水、土壤的污染。

3 物理法

通过借助外部能量、自身的化学电势差可以采用物理的方法对含铬废水进行处理，如反渗透法、电渗析法、离子交换法、吸附法等[5]。

3.1 反渗透法

反渗透法利用的是半透膜只允许水分子通过的特性，通过给溶液加压使水分子通过半透膜，而达到铬离子的富集，从而实现水与铬化合物的分离[6]。在这个过程中，没有溶液pH值的变化及化学反应的发生，因此反渗透法可有效避免二次污染的发生。但是，从经济的角度分析，反渗透法适合浓度高的含铬废水的处理。

3.2 电渗析法

在电流的作用下，使阴、阳离子通过静电作用选择性的通过阴、阳离子膜，这样不仅可以使水与铬化合物分离，还能使提高铬离子浓度。但此种方法对于低浓度的含铬废水效果更好，

3.3 吸附法

吸附法利用吸附剂与被吸附物质之间的吸附力，使被吸附物质吸附在吸附剂上，达到水体净化的目的[7]。吸附力可以是分子间的作用力，也可以是化学键直接的作用力在作用起到吸附作用。在含铬废水处理中，一般是多种作用力作用的结果。活性炭、泥煤、硅藻土等吸附剂一般根据分子间的作用力，对含铬废水进行吸附，工艺更加的简单[8]。

3.4 离子交换法

离子交换法是指树脂中的阴离子与Cr3+交换，Cr6+被树脂固定，释放阴离子，进而去除Cr6+[9]。处理含铬废水时，离子交换树脂、黄原酸酯、离子交换纤维和沸石等离子交换材料的发展与应促进了废水处理的进步。离子交换法具有处理量大，出水合格，产物利用化，工艺简单等优点[10]，但也具有耗资大、操作难度系数高、树脂使用周期短等缺点。

4 结语

以上处理含铬废水的方法都有其独自的特点及优势，不局限于某种单一的方法，在实际的生产生活中，要根据当地的地域特点、废水的种类及浓度进行选择[11]。目前，部分技术手段还不够成熟，无法大规模实施，大多企业还是采用化学沉积法。含铬废水的治理不能仅仅依靠后期的废水处理，还要在源头上进行杜绝，采用更加环保的生产手段和材料，确保工业废水达到国家环保部门的要求在进行排放，才能更好的减少水资源的污染。

含铬废水具有浓度高、排放量大的特点，为了工业化的发展，生态环境的保护，在进行含铬废水的处理时应注意以下几点：

（1）为了达到环保减排的目的，积极引进新技术、新设备，减少资源浪费和有害物质的排放、再利用。

（2）文中部分方法还处于试验阶段，规模较小，在实际生产中，环境、条件较为复杂，难以控制，应注意满足实际需要。

（3）上述化学方法会产生污泥，其中也含有大量的含铬物质，易二次污染，也要进行及时有效处理。

（4）生物法会造成水中含有大量富铬生物，不宜进行收集，应加强后续的消毒处理。