关键词：化学沉淀法；含铬废水；应用；进展
中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：
1引言
随着现代工业水平的不断提高，铬在电镀、制革、冶金、化工等行业的应用越来越广泛，与之相应的含铬废水的排放量也大量增加。铬元素在废水中通常以Cr3+和Cr6+的形式存在，前者对鱼类的毒性极大，对人的毒性相对较小；后者对人毒性极大，且极易致癌。根据我国的《污水综合排放标准（GB8978-1996）》规定：铬离子是第一类污染物，不分行业和污染物排放形式，也不分受纳水体的类别功能，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其排放浓度必选达到标准，铬的最高浓度为1.5mg/L，而Cr6+的浓度不得高于0.5mg/L。所以含铬废水的处理必须要经济、可靠并且占地小。本文根据实践经验和查询资料，将对化学沉淀法处理铬离子的应用和进展进行具体的论述。
2化学沉淀法在铬处理中的应用与进展
化学沉淀法是一种传统的废水处理方法，应用范围也较广，在处理铬、钒等重金属离子的过程中，根据沉淀类型的区别，化学沉淀法分为氢氧化物沉淀法、难溶盐沉淀法和铁氧体法三种，下面对其进行一一论述。
2.1氢氧化物沉淀法在铬处理中的应用与进展
（1）氢氧化物沉淀法的特点：氢氧化物沉淀法又叫做中和沉淀法，也就是说在含铬废水中加入见，将其中的阳性重金属离子以氢氧化物或盐类物质的沉淀析出，发生的反应为：Cr3++3OH-Cr（OH）3，常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠、氢氧化钠等。此法由于沉淀剂来源广、价格低、并且管理方便、自动化程度高，所以应用十分广泛。但是这种方法也有一些缺点，如：重金属污泥很可能造成二次污染；废水中的铬化物形式存在的铬无法清除；需要排放废水的PH值进行调整，增加处理成本；如果废水中很有硫酸根，这种方法会产生大量的硫酸盐废渣。
（2）氢氧化物沉淀法的影响因素：利用氢氧化物沉淀法处理含铬废水，影响去除效果的因素有废水PH值、沉淀剂的类型、沉淀方式等。PH值是氢氧化物沉淀析出效果的关键因素之一，只有控制合理的PH值才能使沉淀析出，否则会出现反溶现象，不利于沉淀的析出；沉淀剂的选择时沉淀效果的另一个关键因素，常用的：NaOH、CaCO3、Ca（OH）2、CaO等。其成本较低，效果也较好；采用氢氧化物沉淀法处理重金属离子废水时，还要考虑沉淀方式的问题，当废水中的重金属离子较低时，出现的沉淀物会很细微，导致难以沉淀，通常加入絮凝剂使其迅速沉淀。
（3）氢氧化物沉淀法的研究进展：氢氧化物沉淀法最关键的问题是固液分离效率太低，主要依赖沉淀自身的重力作用进行沉降，严重影响了沉淀效率。如何改良沉降效果是氢氧化物沉淀法重要研究方向之一，目前有利用设备加快固液分离的，如：改平流池、浓缩池为斜管、斜板澄清池等，增加砂滤池等。
2.2难溶盐沉淀法在铬处理中应用与进展
（1）难溶盐沉淀法的特点：所谓难溶盐沉淀法是指在废水中加入沉淀剂与其中的重金属离子形成难溶于水的化合物以去除金属离子的方法。难溶盐沉淀法通常有硫化物沉淀法、某酸盐沉淀法（如磷、碳等）、钡盐沉淀法等。如在含有CrO42-的废水中加入Ba2+，发生反应：Ba2++CrO42-=BaCrO4，而铬酸钡是难溶于水的钡盐，可以直接析出，多余的钡盐还可以通过加入硫酸盐除去，工艺简单，反应速度快，但是处理成本较高。在酸性条件下，利用硫酸盐则会发生这样的反应：
Cr2O72－+3HSO3－+5H+=2Cr3++3SO42－+4H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++7H2O+6Fe3+
在酸性环境下，首先将Cr6+转化成Cr3+，然后在进行上文中的氢氧化物沉淀反应，完成废水的处理。另外，应用难溶盐沉淀法处理废水的还有很多优点：可以回收废水中的金属，以抵消处理废水的成本；处理后的水可以循环使用。缺点是硫酸盐或硫酸盐过量可能会造成二次污染。
（2）难溶盐沉淀法沉淀效果的影响因素：难溶盐沉淀法的影响因素有：沉淀剂种类、沉淀剂用量、沉淀方式等。难溶盐沉淀法在进行处理废水时要选好沉淀剂类型，常用的沉淀剂有：FeSO4，NaHSO3，Na2S2O5，Na2S2O4，Na2S2O3，这些沉淀剂成本较低，处理效果较好，费用也较低；而沉淀剂的用量是难溶盐沉淀法的另一个主要因素，用量过大，会造成沉淀剂的浪费，同时在废水中加入了其它的离子，造成了二次污染，用量过小则会造成金属离子去除效果差；有些难溶盐的沉淀颗粒较小，需要采用合适的沉淀剂进行辅助沉降，才能达到较好的沉淀效果。
（3）难溶性盐沉淀法的研究进展：在难溶性盐沉淀法处理废水过程中，最主要的难题是容易造成二次污染，如何避免硫化物对环境的二次污染时难溶盐沉淀法的一个重要的研究方向。另外，在处理污水残渣是可以直接出售，也可以从残渣中提取金属，目前国内某专家已经有了如何提取铬元素的研究课题，所以如何从沉淀残渣中回收金属是难溶盐沉淀法的另一个研究方向。
2.3铁氧体法在铬处理中的应用和进展
（1）铁氧体法的特点：铁氧体法是近代有日本电气公司提出了一种处理工业废水的方法，其工艺流程是先在废水中加入铁盐，通过工艺条件的控制，使废水中的重金属离子进入铁氧体的晶格中，从而形成复合铁氧体析出溶液，然后再进行固液分离，达到去除重金属离子的目的。其具体的反应化学方程式为：
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++7H2O+6Fe3+
Fe2++2OH-=Fe(OH)2（沉淀）
3Fe(OH)2+1/2O2=FeO﹒Fe2O3+3H2O
FeO﹒Fe2O3+Cr3+=Fe3+[Fe2+﹒﹒Crx3+]O4
此方法的优点是出水水质好，沉渣分离容易，设备相对简单，并且化学性质较稳定，一般不易造成二次污染；缺点是回收到的金属很难再次利用，需要与亚铁、碱与热能等才能回收，处理成本高。
（2）铁氧体法的影响因素：铁氧体法去除金属的主要影响因素有沉淀剂用量、反应温度和PH等。影响复合铁氧体的形成的重要条件是提供足量的Fe2+和Fe3+，所以在进行反应时需要加入足量的Fe2+和Fe3+，如FeSO4，FeCl2；反应温度是另一个影响铁氧体晶体形成的关键因素，高温有利于反应的进行，但也会造成能量消耗和环境污染，所以一般用常温下反应；PH过低不利于沉淀的进行，所以应当加入适当的碱，控制PH，保持在8.8-9.2最佳。
（3）铁氧体法的研究进展：铁氧体法处理重金属废水主要的问题有：能耗大、不能连续操作、处理时间长、沉淀物不易分离等，为此许多学者提出了与其它污水处理方法结合的工艺，如电偶-铁氧体法、离子交换-铁氧体法等，以改良铁氧体法的缺陷。
3结论
化学沉淀法是一种传统的处理废水方法，一直被广泛应用，最近几年来这种传统的方法结合现代的污水处理方法和自动化控制技术，形成了一系列的新的处理工业重金属废水的方法和手段。目前，怎样能在满足废水处理的条件下，对废水中的铬进行回收，是化学沉淀法的一个重要的研究方向，也是将来化学沉淀法的发展方向。
参考文献：
关键词：重金属废水处理；循环利用；环保；水资源
在水资源严重缺乏的情况下，环境污染所导致的质量型缺水也日益严重。据相关数据统计，我国年均废水排放量为500亿m3，其中重金属废水占到了55%以上。加之重金属废水污染持续时间长，危害性大，因此一直是我国环保部门的重点关注对象。
1重金属废水的来源与处理现状
具体到我国工业生产来说，重金属废水污染主要来自于冶金、电镀以及采矿等行业。例如有色金属冶炼厂、电镀厂等即会排放大量的废水，其中含有各种重金属离子，造成许多重金属随着废水渗入到生态系统中。目前来说重金属废水的处理主要有化学法、物理化学法以及生物法三种。
1.1化学法处理重金属废水
化学法处理重金属废水是最为常用的一种，具体来说是利用化学方法将废水中的重金属离子进行中和、沉淀等，进而消除其毒性。例如在处理废水中的呈硫化物时，就可以在废水中投入硫化机，Na2S等；也可以采用铁氧体沉淀法，能够一次去除多种重金属离子；还有钡盐沉淀法处理含有铬金属的废水；也有采用电解法，利用电极让废水中的重金属离子发生化学反应，消除其毒性，但是这种方法对于电能的消耗较大。
1.2物理化学法处理重金属废水
物理化学法处理重金属废水，主要是通过物理与化学结合的方法，来提高重金属废水处理的质量。例如采用物理吸附法，可以借助吸附剂（活性炭、褐煤、风化煤）将废水中的重金属离子进行吸附。这种方法能够同时吸附多种重金属离子，但是也存在吸附剂使用寿命较短的弊端。另外一种重要物理方法即是液膜法，液体膜分散于重金属废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散，在膜内相界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不断进行，废水得到净化。该方法工艺简单而且分离效率较高，但是稳定性较差。第三种是反渗透法和电渗析法。这两种即是相对可靠而且废水处理成本较低，但是对于浓缩重金属离子浓度有一定的限度。
1.3生物法处理重金属废水
在日常生活中人们发现水藻类等一些水生物能够起到一定的水资源净化作用，而且对一些重金属也有较强的富集能力。在此基础上，逐步发现放线菌、霉菌等都能够有效的吸附水中的重金属离子，然后以生物代谢的方式将重金属与生物体内的蛋白结合，进而实现重金属的沉淀。当然还有一些生物吸附法、生物沉淀法，具有成本低、易回收重金属的特点。综合来看，随着科学技术的进步，重金属废水的处理方法不断增加，但是每一种又个具优缺点。例如较为常用的化学沉淀法，虽然废水处理效率高，但是也存在废水回收利用困难的缺点。而其他活性炭吸附法、电渗析法等废水处理质量较高，但是也存在废水处理成本高的缺点，难以大规模的推广使用。因此成本低、废水处理效果好的生物技术，成为了未来重金属废水处理中的最优选择。
2重金属废水处理后的循环利用
目前由于技术条件和资金投入的限制，我国在重金属处理中大多采用沉淀法，虽然对于缓解重金属废水污染具有一定的作用，但是也产生了二次污染问题。因此在环保需求日益高涨的情况下，重金属废水“零排放”成为了政府和人民的要求。需要企业不断改进技术，多多引进现代的废水处理工艺和技术，减少重金属废水的排放量，实现水资源的循环利用，最终实现社会效益和经济效益的双提升。因此本文在结合生产的基础上，开发一种新型水处理活动因子，实现重金属废水的处理与循环利用。
2.1某金属冶炼企业废水特点
在本文研究中以某金属冶炼企业为例，对其废水中的重金属富含情况进行了研究，结果发现废水中的重金属离子较多，而且浓度高。因此采用常规技术进行废水处理的难度较大，净化后的废水PH值较高，无法达到排放标准。
2.2石灰中和工艺的改进
要实现重金属废水的循环利用，就必须改进现有的石灰中和工艺，有效解决废水循环过程中的钙离子导致结垢与腐蚀问题后进行循环利用。因此本技术将废水中钙离子的处理作为研究重点，在废水的底泥中投入一定的的聚丙烯酸（PAA）等。然后通过泥浆泵将混合底泥直接输送至石灰乳的投放池，在搅拌后与重金属离子发生反应，促进重金属离子的沉淀。形成的底泥在加入一定量的队等聚合物后开始新一轮的循环。改进工艺后发生的反应主要有：中和反应：H2SO4+Ca(OH)22H2O+CaSO4Ca2++2AsO2-Ca(AsO2)2水解反应：Zn2++2OH-Zn(OH)2Pb2++2OH-Pb(OH)2Cu2++2OH-Cu(OH)2Cd2++2OH-Cd(OH)2
2.3实验与检验
在获取以上反应后，本技术对某金属冶炼厂的重金属废水进行了实验，检验该技术在重金属废水中的应用。结果显示处理后的重金属废水PH值在8.5时，各重金属离子含量降低，符合了国家排放和企业循环利用标准。当PH值在9以上时，即可以完全达到国家标准，这一实验结果为进一步开展重金属废水的处理与循环利用奠定了坚实的基础。
3结语
水资源污染让本以缺乏的生态系统更加脆弱，尤其是面对重金属废水的污染时，更是需要我们不断创新技术，来提高废水处理的质量，实现重金属废水的处理与回收利用。本文在对常用废水处理技术进行论述的基础上，讨论了各个方法的优缺点，进而结合企业实际生产现状，对传统石灰石处理技术进行了改进，实现了重金属废水的高质量处理与达标排放。
参考文献：
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