氢氧化铬与氢氧化钠反应 氢氧化铬与碱反应

2024-11-2602:06:27综合资讯0

亚硫酸盐还原法是我国广泛采用的一种电镀含铬废水处理技术,具有一定的优势,如能够有效地达到排放标准,并且能回收氢氧化铬。操作简便、设备要求较低也是它的一大优点。这种方法也存在一些局限性,比如亚硫酸盐的供应不稳定,在某些地区较难获得。而且,铬污泥如果没有得到妥善处置,可能会造成二次污染,处理的成本也相对较高。该方法较为适合废水量较小、且有污泥资源化途径的地区。

1. 原理解析

亚硫酸盐还原法的核心原理是通过在酸性环境中使用亚硫酸盐,将废水中的六价铬还原成三价铬。接着,通过投加氢氧化钠调节水的pH值,使三价铬以氢氧化铬的形式沉淀,从而实现去除铬的目的。常用的亚硫酸盐包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠和焦亚硫酸钠等。

2. 处理流程及关键技术参数

(1) 处理流程

对于小规模的电镀废水处理,通常采用间歇式处理流程。这种方法适用于废水量较小的场合。如果处理水量较大,可以选择连续式处理流程,并结合自动化检测和试剂投加系统,确保水质达标。也可以设计两个较大的调节池交替使用,形成间歇式的集水和连续处理的系统。

具体的处理流程如下:废水首先通过调节池储存,当调节池满时,使用泵将水抽入反应槽,在反应槽中进行还原反应。废水经过反应后,流入沉淀槽,去除沉淀物后水可以排放。污泥则被定期污泥槽,经脱水处理后储存或进行综合利用。值得注意的是,在水量较小时,调节、反应和沉淀过程可以在同一槽内完成,简化了处理设施。

在反应槽中,首先加入酸性物质使废水酸化,然后添加亚硫酸盐进行还原反应,最后通过氢氧化钠使三价铬转化为氢氧化铬并沉淀。反应槽内需要设置搅拌装置,以保证反应的充分进行。

(2) 技术条件与参数

废水酸化:六价铬还原反应必须在酸性环境下进行。当pH值低于2时,反应速度最快,可以在5分钟内完成;当pH值为2.5到3.0时,反应时间约为20至30分钟;超过3.0时,反应速度会明显变慢。在实际操作中,通常将pH值控制在2.5至3.0之间,过低的pH值会导致过量的酸消耗。

亚硫酸盐的投加量:实际投加量通常高于理论计算值,因为废水中可能含有其他杂质。亚硫酸盐的保管不当可能会导致其有效成分降低,因此需要调整投加量。过低的投量会导致六价铬无法完全还原,而过高则会浪费试剂,并增加处理成本。

氢氧化铬沉淀的pH值:氢氧化铬具有两性,pH值过高会导致其重新溶解,过低则无法形成沉淀。为了保证氢氧化铬的有效沉淀,通常将pH值控制在7至8之间。

沉淀剂的选择:常用的沉淀剂有氢氧化钙、氢氧化钠和碳酸钠等。氢氧化钠虽然价格较高,但其沉淀效率高,且生成的沉淀较为纯净,便于回收,因此通常作为首选。

3. 设备与装置设计

(1) 调节池

对于间歇式处理,调节池的容量通常设计为每小时废水流量的3至4倍。对于废水量较小的情况,可以将其容量增加至8小时的流量,以便简化操作。对于连续处理,调节池的容量可以适当减小。

(2) 反应槽

反应槽的容量一般与调节池相同,也可以设置多个反应槽交替使用。反应槽内需配备搅拌装置,常用机械搅拌或水泵搅拌。为了防止二氧化硫气体外逸,反应槽应设盖,并装有通风设施。

(3) 沉淀槽

对于固液分离的处理,通常采用水平沉淀池,沉淀时间大约为1至1.5小时。如果使用溶气气浮法,则气浮槽的表面负荷为5至6立方米每平方米每小时,废水在气浮槽内的停留时间大约为30分钟。

(4) 污泥脱水与综合利用

沉淀后的污泥可通过浓缩和脱水设备进行处理,脱水后的污泥通过塑料袋包装储存或进行综合利用,避免污染环境。目前,一些工厂已将氢氧化铬污泥作为皮革厂的鞣液,并取得了较好的效果。

(5) 亚硫酸盐的储存与使用

亚硫酸盐应储存在密闭的容器中,避免与空气接触,防止氧化产生二氧化硫气体,污染环境并降低亚硫酸盐的有效性。反应过程中的二氧化硫气体也可能逸出,因此需要做好通风或盖住反应槽。

4. 应用实例

【实例1】上海第五钢铁厂的电镀废水处理

上海第五钢铁厂钢管分厂主要生产合金和精密钢管,其中不锈钢管的产量占全国的40%左右。在生产过程中,为了提升内模的硬度和耐磨性,内模需要经过镀铬处理。

处理工艺流程如下:

首先分析废水中的Cr3+含量,并使用硫酸调节废水的pH值至2。

加入适量的亚硫酸钠(投加量为六价铬含量的4至6倍),使六价铬还原为三价铬。

进一步加入氢氧化钠,将废水pH值调节至7至8,使三价铬生成氢氧化铬沉淀。

添加已水解的聚丙烯酰胺混凝剂,促进沉淀反应。

经过静置半小时后,废水进入过滤器进行处理,过滤后的水进入废水处理槽,待铬的含量达到排放标准后再排放。

处理效果:

环境效益:该处理装置投入运行后,通过多次检测,未出现废水超标排放的情况,符合环保要求。

经济效益:采用该处理系统后,厂区的用水量显著减少,排污费用也得到有效降低。