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含铬废水处理
含铬废水可采用电解法、化学还原法和活性炭吸附法等进行处理。 1．电解法
(1)工艺流程电解法处理含铬废水的工艺流程如图7.1所示，其中凋节池的有效容积按不小于2h的平均流量计算。
(2)电解法处理含铬废水的工艺参数
①废水的pH值。电解后含铬废水pH值的提高程度与电解前废水中的Cr6+浓度和废水离子的组分有关。Cr6+浓度越高，pH值提高得越多，一般电解后pH值提高1~4。经验表明，当原水中Cr6+浓度在20mg／L以下时，如原水pH值在4.5~5范围内，电解后废水的pH值大于6，Cr(OH)3沉淀较为完全。
实践表明，原水pH值低虽对电解有利，但对氢氧化物的沉淀不利。一般电镀厂的含铬废水的pH值为4~6.5，电解后为6~8。因此，电解法处理含铬废水一般不需调整废水的pH值。
②电解槽极板间距。电解除铬装置的电解槽极板间距离多数为10mm，也有采用5mm或20mm的。减少极板间净距能降低极板间的电阻，使电能消耗降低，并可不用食盐。但考虑到安装极板的方便，极距(净距)一般采用10mm。
③阳极钝化和极板消耗。在一定条件下，由于铬酸根、硝酸根和磷酸根的作用，电解含铬废水时铁阳极表面会产生钝化现象，使铁板电化学溶解速度迅速降低，从而降低除铬效率。 为避免阳极钝化，可采用电流换向、投加食盐、降低pH值和提高电极间的水流速度(使雷诺数Re约为4400)等措施来实现。当电极间的水流速度大于等于0.03m／s时，可使水流处于紊流状态。阳极耗铁量主要与电解时间、pH值、食盐浓度和阳极电位有关。当pH值为3~5、Cr6+浓度为50mg／L时，铁极板消耗量Fe：Cr6+(质量比)为(2~2.5)：1。 铁电极的消耗量还与实际操作条件有关。如电解时采用的电流密度过高，电解历时太短，
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则极板消耗量增加。当电解槽停止运转时，槽中水放空后浸泡清水，导致极板氧化，也会增加铁极板消耗量。极板的利用系数与铁板的厚度有关，一般为0．6~0．9。
④电流换向。为了避免阳极钝化，电解槽的电极电路一般按两极换向设计。电极换向除能减少钝化作用外，还可使极板均匀消耗。因此，设计电解装置时应考虑设电极换向装置。电极换向间隔时间可按废水，扣含铬浓度、极板布置情况及是否投加食盐等具体情况确定，一般以每15min一次为宜，也有采用每隔30~60mn手动或自动换向一次的。
⑤投加食盐。电解除铬时在水中投加食盐以增加水的电导率，使电压降低，电能消耗也相应减少。食盐中的氯离子还可以活化铁阳极，减少钝化。当废水成分复杂时，铁阳极容易钝化，电流换向效果不好，投加少量食盐可取得一定效果。但投加食盐后的水中氯离子增多，不利于水的回用。投加食盐量一般按0.5g／L计算。
⑥空气搅拌。电解槽用空气搅拌可减少电解过程中的浓差极化，还可以防止电解槽内积泥。但废水中的溶解氧要氧化一部分亚铁离子，从而降低电解效率，增加耗电量。 ⑦单位耗电量。为了保证一定的除铬效果，必须供给足够的电量，还原1g铬所需的电荷量(Q)理论上为3.09A·h。但在实际生产或试验中，Q值往往大于理论值。Q值与电解槽特性、废水性质等因素有关，应通过试验确定。在缺乏实验资料时，废水中含Cr6+浓度为50mg／L左右时，铁板电极的Q值一般可取4~5A·h，食盐投加量对Q值并无影响。 ⑧电解时间和阳极电流密度。使废水中六价铬全部还原为三价铬所需的电解时间，由铁阳极溶解到废水中的Fe2+离子量确定，而Fe2+量是通过废水中的电荷量决定的。电解时间和电流成反比关系，当电流密度不变、废水中含铬浓度高时，则所用的电解时间长，反之则短。阳极电流密度与废水中Cr6+的浓度、极距、电解时间的关系见表7.2。
在电解过程中，极板逐渐消耗，阳极面积减小，因此在设计中应考虑阳极面积减少系数，一般采用0.8。根据上述实测情况，当极板净距为5mm(或10mm)、进水六价铬浓度为50mg／L时，电解时间宜采用5min(或10min)，电流密度宜采用0.15A／dm2(或0.2A／dm2)。 ⑨极间电压和安全电压。极间电压由废水导电性能和所选用的电流密度确定。在实用范围内，板间电压与电流密度近似地成直线关系，一般可表示为
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V=a +bi 式中 V-极间电压，V； i-阳极电流密度，A/dm2； a-表面分解电压，V； b-系数。
a，b值根据试验确定，国内测定结果见表7.3。经验证明，当缺乏试验数据时，可采用表中的a，b值。
⑩单位咆耗与电源功率。采用电解法处理含铬废水时单位电耗见表7.4。
在实际运行中，进入电解槽的废水含铬浓度可能有变化，短时间内会超出设计浓度，所以电源功率应大于设计计算的功率，一般可增大30％~50％。在条件允许时也可采取减少流量、延长处理时间等方式以处理高浓度含铬废水。
⑩用废铁屑代替铁极板。铁屑电极比钢板具有更大的比表面积，易放电且不易钝化，同时节省大量钢板，降低处理成本。采用铁屑电极可以不投加食盐，不用空气搅拌，既降低了工程投资，也为水的回用创造·了有利条件。铁屑电极电解除铬工艺流程见图7.2。铁屑电极还原1gCr6+所消耗的电荷量平均值为2.42A·h，低于计算的理论值3.09A·h，而铁板电极的电荷量都高于理论值。 (3)污泥的组分与利用
电解法除铬产生的污泥，主要成分是铁和铬的化合物，其化学成分如表7.5所示。电解除铬产生的污泥经综合利用，可以用做抛光膏、铸石、锰锌铁氧体天线磁棒等。
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2．化学还原法 (1)工艺流程
化学还原法处理含铬废水有槽内处理，间歇处理、连续处理和气浮处理4种方式。以亚硫酸氢钠为还原剂的含铬废水槽内处理工艺流程见图7.3，这种方法可以省去化学法处理含铬废水的土建工程，减少工程投资。
间歇式处理法工艺流程见图7.4。反应池的容积一般按2~4h的废水量设计，反应池内设有空气搅拌或水力、机械搅拌，投药方式采用干投，反应池没两格，交替使用。
连续式处理应采用自动控制，以确保处理后的水质达到排放标准，同时减轻劳动强度。
