论文总字数：19043字

摘 要

电镀业是国民经济的重要行业，电镀废水的高效处理关系到该行业的可持续发展和生存问题。电镀废水中主要不达标因素之一为六价铬容易超标，本文主要针对亚硫酸氢钠对废水中六价铬的处理工艺，采用单因素变量实验，探究还原反应的最佳pH值，最适投料比以及还原反应结束后三价铬沉淀的适宜pH值范围。

研究表明，亚硫酸氢钠还原六价铬的最佳反应pH值在3左右，六价铬与亚硫酸氢纳的质量比为1:7时对六价铬的去除率最高，当六价铬初始浓度为1000mg/L时，六价铬去除率高达99.30%。当还原反应结束，六价铬被还原成三价铬，加入氢氧化钠溶液调节pH值为碱性使三价铬沉淀，从而达到去除电镀废水中六价铬和三价铬的目的，本实验获得三价铬的最佳沉淀pH值在9左右。

采用上述工艺条件处理六价铬浓度为354.90mg/L的实际废水，出水六价铬浓度为6.06mg/L，六价铬的去除率为98.29%，还原处理后废液中六价铬的浓度虽然未达到电镀废水的国家排放标准，但是为后续深度处理六价铬废水提供了实验依据。

关键词：电镀废水 亚硫酸氢钠 六价铬

Study on Reduction Treatment of Chromium (VI) Wastewater with Sodium Bisulphite

abstract

The electroplating industry is an important industry in the national economy. Efficient treatment of electroplating wastewater concerns the sustainable development and survival of the industry. One of the major non-compliance factors in electroplating wastewater is that hexavalent chromium is easily exceeding the standard. This article focuses on the treatment of hexavalent chromium in waste water by sodium bisulphite. The single factor variable experiment is used to explore the optimum pH of the reduction reaction. The ratio of feed and the appropriate pH range for precipitation of trivalent chromium after the end of the reduction reaction.

Studies have shown that the optimal pH for the reduction of hexavalent chromium by sodium bisulphite is around pH 3. When the mass ratio of hexavalent chromium to sodium sulphi te is 1:7, the removal rate of hexavalent chromium is the highest when hexavalent chromium is used. When the initial concentration is 1000 mg/L, the removal rate of hexavalent chromium is as high as 99.30%. When the reduction reaction is completed, hexavalent chromium is reduced to trivalent chromium, and sodium hydroxide solution is added to adjust the pH to be alkaline to precipitate trivalent chromium so as to achieve the purpose of removing hexavalent chromium and trivalent chromium in electroplating waste water. The optimal precipitation pH for trivalent chromium is around 9.

The above process conditions were used to treat the actual wastewater with hexavalent chromium concentration of 354.90 mg/L. The hexavalent chromium concentration in the effluent was 6.06 mg/L, the removal rate of hexavalent chromium was 98.29%, and the concentration of hexavalent chromium in the waste liquor after reduction treatment was used. Although in order to achieve the national discharge standard for electroplating wastewater, it provides an experimental basis for subsequent in-depth treatment of hexavalent chromium wastewater.

Key Words: Electroplating wastewater; Sodium Bisulphite; Hexavalent chromium

目录

摘要 I

abstract II

第一章 文献综述 1

1.1研究背景 1

1.2六价铬的简介 1

1.2.1铬的性质 1

1.2.2六价铬[Cr(Ⅵ)]的危害 1

1.2.3六价铬[Cr(Ⅵ)]的标准 1

1.3六价铬废水的净化处理方法 2

1.3.1几种工业生产中常见的Cr(Ⅵ)处理方法 2

1.3.2化学还原法 2

1.4亚硫酸氢钠法具体实施 4

1.4.1处理条件 4

1.4.2处理工艺 4

1.4.3处理效果 6

1.4.4反应后沉淀条件及应用 6

1.5本课题研究的意义和内容 6

1.5.1研究意义 6

1.5.2研究内容 6

第二章 实验部分 7

2.1 实验的主要试剂、仪器 7

2.1.1试剂 7

2.1.2仪器 7

2.1.3铬与亚硫酸氢钠的基本性质 8

2.2 溶液配制 8

2.3分析方法 9

2.4实验步骤 9

2.4.1 Cr(Ⅵ)标准曲线的绘制 9

2.4.2 Cr(Ⅵ)的测定 9

2.5 Cr(Ⅵ)模拟废水的测定 9

2.5.1 Cr(Ⅵ)模拟废水的配制 9

2.5.2亚硫酸氢钠溶液的配制 10

2.5.3单因素实验 10

2.6实际废水的测定 11

2.6.1实际废水中六价铬浓度的测定 11

2.6.2亚硫酸氢钠与实际废水反应中六价铬浓度的测定 11

第三章 实验结果与讨论 13

3.1 Cr(Ⅵ)的标准曲线 13

3.1.1 Cr(Ⅵ)标准曲线图 13

3.1.2实验结果分析 13

3.2 模拟废水的单因素实验 14

3.2.1还原反应最佳pH值的探究 14

3.2.2还原反应最适投料比的探究 16

3.2.3最适沉淀pH值的探究 17

3.3 实际废水中六价铬的探究 18

3.3.1实际废水中六价铬的测量 18

3.3.1实际废水中六价铬的处理 18

第四章 总结与展望 20

4.1总结 20

4.2展望 20

参考文献 21

致谢 23

第一章 文献综述

1.1研究背景

20世纪来，电镀业成为了国民经济发展不可或缺的组成部分。铬对于海、陆、空等特种军事装备来说是一种重要的合金元素^[1]。电镀作为材料表面获得金属镀层的重要手段，它的广泛应用造成的大量含铬废水的排出，成为当今世界的三大污染行业之一^[2]，铬污染的有效治理也成为了人们迫切需要解决的问题。六价铬[Cr(Ⅵ)]和三价铬[Cr(Ⅲ)]是电镀废水中的主要存在形式，三价铬是一种人体必需的微量元素，而六价铬具有很强的氧化性和毒性，其毒性是三价铬的100倍以上^[3]，且自然界中微生物不能将其分解。含铬废水被排出后，通过渗透迁移至土壤、水体，经食物链富集作用对动植物组织造成极大的伤害，长期接触可致癌，对我们自身及周围生存的环境造成了严重影响^[4]。

1.2六价铬的简介

1.2.1铬的性质

铬是一种具有很强钝化性的银白色金属，在强酸、强碱以及有机酸等腐蚀性介质中不易发生反应，且具有硬度高、耐磨性和耐热性好等优点，电镀铬不仅可用做工业产品的保护和装饰，也能够满足电子等尖端工艺的功能性镀层^[5]。传统镀铬工艺以铬酸酐作为电镀液的基础，以硫酸作为催化剂，因此，生产废水中Cr(Ⅵ)浓度较高^[6]。

1.2.2六价铬[Cr(Ⅵ)]的危害

Cr(Ⅵ)化合物对人体造成组织损伤的主要靶器官是肝脏和皮肤，长期接触会对人的肺、呼吸道、肠胃、皮肤、眼等造成极大危害^[7]。在水溶液中，六价铬通常以Cr₂O₇^2-，CrO₄^2-和HCrO₄^-的形式存在，其相对分布取决于溶液pH和浓度。Cr(Ⅵ)为吞入性毒物、吸入性极毒物，具有致癌性和致突变性，因其具有难分解的特点，对环境造成持久性伤害。作为一种强氧化剂，可迅速在土壤和水生环境中扩散，会对植物和动物组织造成刺激^[8]。目前，六价铬已被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，是国际公认的3种致癌金属物之一，也是美国EPA公认的17种高危毒性物质之一^[9]。

1.2.3六价铬[Cr(Ⅵ)]的标准

对于电镀、印染、制革等的生产是六价铬废水排放的主要来源，这些厂家排出的废液都需经处理达标后才允许排放^[10]。按国家规定，生活饮用水中六价铬浓度不得超过0.05mg/L，三价铬浓度不得超过0.5mg/L(GB5749-85)；地面水中六价铬浓度不得超过0.1mg/L(GB3838-88)；污水中六价铬浓 度的最高允许排放标准为0.5mg/L，总铬为1.5mg/L(GB8978-88)^[11]。

1.3六价铬废水的净化处理方法

1.3.1几种工业生产中常见的Cr(Ⅵ)处理方法

（1）氧化还原法。在酸性条件下使用还原剂，将六价铬还原成三价铬，再调节pH值，生成氢氧化铬沉淀，此法因具有效果好、操作简便、运行费用低等优点而被广泛运用^[12]。例如废铁可还原处理废水中铬酸盐，且大多数废铁都会被丢弃或低价售出，所以用废铁处理电镀废水也是一种经济有效的方法^[13]。

（2）电化学法。电化学法是六价铬还原的一种新方法，它可以提供高还原率，对化学物质的需求量较少，且有较少的污泥产生^[14]。

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