●24 北京科技大学学报 2003年第1期 2 药剂选择 2Cr+3S2-+60H-=2Cr(OH)+3S (4) 3Fe2+C+12OH=3Fe(OH),↓+Cr(OH),↓(5) 药剂的选择主要依据以下原则，即药剂消耗 由式(4)和(5)可知，用S2类或Fe盐类作还原剂 少，来源广泛，处理过程中产生的污泥少，处理后 所产生的污泥量相差甚远，用$2还原剂每还原1 出水外排不会对环境造成二次污染 mol Cr仅产生1 mol Cr(OH)h沉淀，而用Fe2盐类 2.1氧化破氰药剂 还原剂则要产生1 mol Cr(OH为和3 mol Fe(OH),沉 氧化破氰所用的药剂主要有次氯酸钠、次氯 淀.理论上，用Fe2“盐或硫化物还原C所产生的 酸钙、液氯、臭氧等，其中使用最多的是次氯酸钠 污泥量如表2所示. 和次氯酸钙.但次氯酸钙在氧化破氰过程中会生 表2NaS或FeS0,每还原1 mol Cr'的药耗及污泥量 成大量Ca(OH)z和CaSO,沉淀，给后续污泥处置 Table 2 Quantities of dose and sludge for 1 mol Cr" 造成压力，故用次氯酸钠作为氧化破氰药剂. 还原剂药耗g污泥量g污泥质量：C质量 2.2Cr“还原剂 Na.S 117 103 2:1 常用的C“还原剂有硫酸亚铁、硫代硫酸钠、 FeSO, 456 412 8:1 焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫化钠等.总体来说，这 表2中的数据表明，若用NaS作还原剂，则 些还原剂可以分为三大类，即S0类还原剂、S2 无论从药耗还是污泥量都较FeSO,好，而且Cu“, 类还原剂、Fe“盐类还原剂.虽然这些还原剂都能 Ni,Zn,Cd等重金属的硫化物溶度积要比其氢 使出水合格，但氧化还原机理却不相同，而且它 氧化物小很多，因此对重金属离子的去除也会更 们所产生的污泥量相差很大.三类药剂在碱性溶 彻底.但如果全部用硫化物来代替Fe盐还原 液中与C的氧化还原方程分别如下式所示%： C,又会出现一些问题：首先NaS本身是弱酸性 2CrO+3S0}+5H,0=2Cr3+3SO+100H(1) 的，在反应过程中很容易产生HS气体溢出；另 标准电势E=-1.05V； 外NaS与重金属离子的反应速度很快，形成的絮 2CrO+3S2-+8H,0=2Cr3+3S+160H (2) 团很小，沉降缓慢，需要加人絮凝剂加速其沉降 标准电势E=0.36V; 通过分析，选用NaS和FeSO,共同作为Cr的还 3Fe2+CrO:+4H2O=3Fe+Cr+80H (3) 原剂.首先加人NaS以去除重金属离子，同时还 标准电势E=0.43V. 原C“;然后加人FeSO,,进一步还原剩下的Cr, 通过标准电极电位的比较可知，$O类还原 Fe2被氧化后生成的Fe具有絮凝作用，可以加速 剂在碱性条件下不能将C还原，而S2类和Fe Cr(OH),的沉淀.通过实验确定NaS和FeSO,的 盐类还原剂在碱性条件下能将C“还原为C. 最佳药量比，结果见表3 表3NaS和FeSO,的不同配比与生成污泥量的关系 Table 3 Relation between sludge mass and the ratio of Na:S to FeSO. Na,S/FeSO(摩尔质量比) 100/090/1080/20 50/50 40/60 20/800/100 污泥和C“的质量比（理论） 2.9 3.4 3.9 5.5 6.0 7.0 8.1 污泥和C"的质量比（实验）2.0 2.7 3.2 5.1 5.9 7.2 8.5 表3中实验数据在FeSO,的比例较低时小于 排出，因此排放的废水中既含有CN离子，又含 理论数据的原因在于沉淀不完全，而在FeSO,的 C,Zn,Cu等重金属离子.在理论分析和实验 比例较高时大于理论数据是因为结晶水和杂质 研究的基础上，设计建立了日处理量50m的电 共沉淀的缘故，但两者之间的差别并不大.由表3 镀废水处理站，工艺流程如图1所示.图2分别显 确定NaS占还原剂用量80%~90%，FeS0,占还 示了3d的废水处理结果 原剂用量10%~20%，这样可使电镀污泥量减少 实际运行结果表明，尽管混合电镀废水的水 60%-70%. 质波动较大，但处理后的水质均能够达标排放， 2.3工业实践 pH稳定在7左右，由此可见该工艺流程对水质的 山西某齿轮厂电镀车间现有电镀生产线四 波动有很强的适应性，目前该工程运行良好，并 条，分别为镀铬、镀氰锡铜、镀镍和镀锌生产线， 已通过环保局验收合格，社会、经济和环境效益 其中镀镍生产线未生产.电镀废水在车间混合后 明显.北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 药剂 选 择 药剂 的选 择 主 要 依据 以下 原则 ， 即药剂 消耗 少 ， 来 源广泛 ， 处 理过程 中产生 的污 泥 少 ， 处 理后 出水外排 不 会 对 环 境 造成 二 次污 染 氧化 破 像药剂 氧化破氰所 用 的药剂 主要 有 次氯酸钠 、 次 氯 酸钙 、 液 氯 、 臭 氧等 ， 其 中使用 最 多 的是 次氯酸钠 和 次氯酸钙 但次 氯酸钙 在氧化破氰过程 中会 生 成 大量 ， 和 沉 淀 ， 给后 续污 泥 处 置 造 成压 力 ， 故 用 次氯 酸钠作 为氧化 破氰药剂 ‘ 还 原 剂 常用 的 产还 原 剂 有硫酸亚 铁 、 硫代硫酸钠 、 焦 亚硫 酸 钠 、 二 氧化硫 、 硫 化 钠等 总体来说 ， 这 些 还 原 剂 可 以分 为 三 大类 ， 即 以 一 类 还 原剂 、 类 还 原剂 、 盐类 还 原剂 虽 然 这些 还 原 剂都 能 使 出水 合格 ， 但 氧 化 还 原 机理 却不 相 同 ， 而且 它 们所产生 的污 泥 量 相 差很大 三类药剂在 碱性溶 液 中与 产 的氧化还 原 方程 分别 如下 式 所示 师， 蕊 一 一 “ 尸 二 一 一 标 准 电势 一 耳 一 ，一 尸 一 标准 电势 一 ， 孟 一 ， 尸件 一 标 准 电势 通 过 标 准 电极 电位 的 比较 可 知 ， 以 一 类 还 原 剂在 碱性 条件 下 不 能将 产还 原 ， 而 一 类 和 盐 类还 原 剂 在 碱性 条件下 能将 产还 原 为 广 砂 ‘ ，一 一 代 ， 工 。 ， 砂 ‘ 一 ， 。 土 由式 和 可 知 ， 用 一 类 或 十 盐 类 作 还 原 剂 所 产 生 的污 泥量 相差 甚 远 ， 用 一 还 原 剂每还 原 护 ‘ 仅产 生 ， 沉 淀 ， 而 用 ，‘ 盐类 还 原 则要 产 生 和 。 沉 淀 理 论上 ， 用 盐 或 硫 化 物 还 原 广所 产 生 的 污 泥 量 如 表 所示 表 跳 或 每还 原 产的药 耗 及 污 泥 ， ‘ 还 原剂 药耗 污 泥 量 污 泥 质量 质量 灸 表 中的数据 表 明 ， 若用 决 作还 原 剂 ， 则 无 论从药耗 还 是 污 泥 量 都较 。 好 ， 而 且 ， 沪 ， 才 ， 才 十 等重 金 属 的硫化物溶 度 积要 比其氢 氧化 物小很 多 ， 因此对重 金 属 离子 的去 除也会更 彻 底 但 如果 全 部 用 硫化 物 来 代 替 盐 还 原 产 ， 又会 出现 一些 问题 首先 灸 本 身是 弱 酸性 的 ， 在 反 应 过 程 中很 容易 产 生 气 体溢 出 另 外 氏 与重 金 属 离 子 的反 应 速度很 快 ， 形 成 的絮 团很小 ， 沉 降缓慢 ， 需 要 加 人 絮凝 剂加 速其沉 降 通 过 分析 ， 选 用 氏 和 共 同作 为 的还 原 剂 首先加人 氏 以 去 除重 金 属 离 子 ， 同时还 原 砂 十 然 后 加人 ， 进 一 步 还 原 剩 下 的 ‘ ， 十 被 氧化后 生 成 的 具有 絮凝作 用 ， 可 以 加 速 。 的沉 淀 通 过 实验 确 定 氏 和 的 最佳药量 比 ， 结 果见 表 表 和 。 的不 同配 比 与 生 成污泥 的关 系 ” 众 饥 摩 尔质量 比 污 泥 和 产 的质量 比 理论 污 泥 和 产的质量 比 实验 表 中实验数据 在 的 比例较 低 时 小 于 理 论数据 的原 因在 于沉 淀不 完全 ， 而 在 的 比例较 高时 大 于 理 论 数据 是 因 为结 晶水 和 杂 质 共沉淀 的缘 故 ， 但两 者之 间 的差 别并不 大 由表 确 定 灸 占还 原 剂 用 量 一 ， 占还 原 剂 用 量 一 ， 这 样 可 使 电镀 污 泥 量 减 少 一 工 业 实践 山 西 某 齿 轮 厂 电镀 车 间 现 有 电镀 生 产 线 四 条 ， 分别 为 镀 铬 、 镀 氰锡铜 、 镀 镍 和 镀锌 生 产 线 ， 其 中镀镍 生 产线 未 生 产 电镀 废水 在 车间混 合后 排 出 ， 因 此 排放 的废水 中既 含 有 一 离 子 ， 又 含 产 ， ， 等重 金 属 离 子 在 理论分 析 和 实验 研究 的基础 上 ， 设计 建立 了 日处 理 量 耐 的 电 镀废水 处 理站 ， 工 艺流 程 如 图 所示 图 分 别显 示 了 的废 水 处 理 结果 实 际运 行 结 果 表 明 ， 尽 管混 合 电镀 废 水 的水 质 波动较大 ， 但处 理 后 的水 质 均 能够 达 标 排放 ， 稳 定 在 左 右 ， 由此 可见 该工 艺 流程 对 水质 的 波 动有很 强 的适 应 性 目前 该 工 程 运 行 良好 ， 并 已 通 过 环 保 局 验 收合格 ， 社会 、 经 济 和 环 境 效 益 明显