含鉻廢水的處理技術(shù)及機(jī)理分析盤點(diǎn)

　　鉻的毒性與其存在的價(jià)態(tài)有關(guān)，一般認(rèn)為六價(jià)鉻(Cr(Ⅵ))的毒性約為三價(jià)鉻(Cr(Ⅲ))Cr(Ⅲ)的100倍，且更易被人體吸收并在體內(nèi)蓄積，Cr(Ⅵ)化合物具有強(qiáng)氧化性，長(zhǎng)期接觸重鉻酸鹽易患“鉻肺癌”，因此Cr(Ⅵ)的排放受到嚴(yán)格控制，我國(guó)和歐盟部分國(guó)家(地區(qū))對(duì)鉻的排放濃度限值見表1所示。如何合理高效地處理含鉻廢水是環(huán)境保護(hù)方面的重要研究課題，目前，治理含鉻廢水的方法有物理物化、化學(xué)、生物方法等。

　　1 物理、物化法

　　1.1吸附劑及其性能

　　吸附法是利用多孔吸附材料與吸附質(zhì)(含鉻離子)間的分子作用力處理廢水中重金屬的一種方法，因具有設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小，操作容易，效果穩(wěn)定等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。目前使用的吸附材料可概括為兩類：一類為無(wú)機(jī)吸附材料，諸如活性炭、粉煤灰、沸石、金屬氧化物等，這類吸附材料效率很高，已經(jīng)被證明是一種通用的水處理材料;另一類為表面富含羥基、羧基、胺基、巰基等各種特性基團(tuán)的天然有機(jī)生物質(zhì)吸附材料，如松針、榛子殼、小麥灰、葡萄梗、香蕉皮、花生殼、板栗殼、米糠、甲殼素、豆餅等，各種常用的吸附劑及其對(duì)鉻的吸附性能比較見表2。

　　1.2去除機(jī)理

　　活性炭具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性能，處理含鉻廢水時(shí)既有吸附作用又有還原作用：當(dāng)pH=4～6.5時(shí)，廢水中的Cr(Ⅵ)易于被活性炭直接吸附，當(dāng)pH<3時(shí)，活性炭能將Cr(Ⅵ)還原。有研究發(fā)現(xiàn)活性炭吸附去除Cr(Ⅵ)的首要機(jī)理為Cr(Ⅵ)在活性炭表面的接觸還原作用，并伴隨著Cr(Ⅲ)在活性炭表面的離子交換吸附。沸石是多孔性的含水鋁硅酸鹽晶體，表面帶負(fù)電荷，因此需對(duì)其表面帶電性質(zhì)進(jìn)行改性才有利于吸附陰離子鉻化合物。

　　表2中大部分吸附材料對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir方程，可認(rèn)為是單分子的化學(xué)吸附。Donghee Park論證了香蕉皮、稻草等16種材料處理含鉻廢水的機(jī)理是吸附耦合還原作用，他認(rèn)為鉻的去除機(jī)制包括以下兩種：機(jī)制Ⅰ—Cr(Ⅵ)在液相中直接被材料表面的電子供體還原為Cr(Ⅲ);機(jī)制Ⅱ—Cr(Ⅵ)先被吸附到材料表面，然后被還原;被還原的Cr(Ⅲ)或是存在與液相中，或是與OH—結(jié)合成沉淀附著在材料表面。