含铬废水处理

铬是一种具有银白色光泽、坚硬而耐腐蚀金属，不溶于水，对金属有腐蚀作用。铬的化合物以二价、三价和六价形式存在，常见的有三氧化二铬(Cr2O3)、三氧化铬(CrO₃)、铬酸(H₂CrO₄)、铬酸钾(KCrO₄)和重铬酸钾(KCrO7)等。三价铬的使用不如六价铬广泛，毒性比六价铬小数百倍。
六价铬化合物是工业废水中常见的有害物质，主要来源于开采及冶炼铬矿，机械、航空、仪表、电子、医疗器械等工业的电镀车间以及制革、化工、制药等工业。
含铬废水的处理方法主要有电解法、化学还原法、钡盐法、离子交换法等。
(1) 电解法： 电解法的主要作用是利用铁阳极在直流电作用下不断溶解产生的亚铁离子，在酸性条件下将六价铬还原为三价铬，其化学反应如下：

在阴极上也有化学反应产生，使氢离子放出电子变成氢气逸出，氢离子将六价铬还原为三价铬：

在电解过程中将消耗大量氢离子，产生大量的氢氧根离子，致使废水的pH值升高，同时生成稳定的氢氧化铬而沉淀：

电解后的废水经过沉淀，可以变得无色透明。用电解法处理含铬废水，需在电解槽内进行。关于电解槽的详细叙述见“废水电解”条。
含铬废水的处理流程有间歇式和连续式两种。间歇式处理适用于废水量小、含铬量高、水质变化较大的工厂；连续式处理适用于废水量较大但含铬浓度不高且水质变化不大的工厂。
当废水中的六价铬浓度不超过200mg/L时，用电解法处理，可使六价铬浓度降低到0.1mg/L以下。
(2) 化学还原法：向废水中投加硫酸亚铁、二氧化硫、亚硫酸钠等还原剂，使六价铬还原为三价铬，然后再投加石灰或烧碱使三价铬形成氢氧化铬沉淀。
硫酸亚铁是应用较广的还原剂，除铬的化学反应如下：

生成的Fe₂(SO₄)₃，在pH>3时产生下列反应：

根据此反应式可以算出硫酸亚铁的理论用量约为Cr:FeSO₄·7H₂O=1:16，但实际工作中投药量往往超过理论用量二、三倍，以致加石灰中和后产生过多的Fe(OH)₃沉淀。
二氧化硫适用于废水排放量大的工厂，水解后生成亚硫酸，将六价铬还原为三价铬，再投入烧碱或石灰，生成氢氧化铬沉淀：

二氧化硫的理论用量为Cr:SO₂＝1:1.85。
用化学还原法处理含铬废水也有间歇式和连续式两种流程。间歇式处理适用于废水量较小、含铬浓度变化大、排放要求严格的工厂，其优点是当发现处理未达到排放要求时，可以继续投药，直到合格为止。通常需有两个反应池，以便轮换使用。反应时间为2～4h，反应池中需有搅拌设备，搅拌时间一般采用10～15min。连续处理法适用于废水量较大、铬浓度变化较小的工厂，处理效果不太容易控制。
用化学还原法处理含铬废水可使六价铬浓度降低到0.5mg/L以下，但同时产生大量含三价铬的污泥，甚难处置。
(3) 钡盐法：向含铬废水中投加碳酸钡或氯化钡，与废水中的铬酸作用，生成不易溶于水的铬酸钡沉淀，过量的钡离子通过石膏过滤池除去，其化学反应式如下：

钡盐的理论用量为Cr:BaSO₄＝1:3.8或Cr:BaCl₂·2H₂O=1:4.7，但实际工作中投药比例都在1:10以上。
钡盐法处理后的水无色透明，可以回用，但产生的污泥较多，虽可用于回收铬酸、冶炼金属铬和制造抛光膏等，但技术和销路上都还存在很多问题。用钡盐法处理，可使废水中的六价铬浓度降低到0.5mg/L以下。
(4) 离子交换法：电镀车间排出的含铬废水中，六价铬一般以CrO2-4或Cr₂O2-7形式存在，可使废水通过阴离子交换树脂，将六价铬除去。三价铬以Cr2O3形式存在，可使废水通过阳离子交换树脂，将三价铬除去。
离子交换法处理含铬废水的工艺流程，应根据废水水质和排放要求，经济和技术上的可行性等具体情况而定。