我國現(xiàn)有上千條鋁型材生產(chǎn)線，在表面處理過程中，多產(chǎn)生強(qiáng)酸性含鉻廢水，廢水中Cr6+的質(zhì)量濃度在10～180 mg/L 之間大幅波動，造成處理及運(yùn)行管理困難。目前，含鉻廢水的處理方法主要有化學(xué)法、離子交換樹脂法、膜分離法、生物法等〔1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12〕，由于鋁型材生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水量相對較少，而化學(xué)還原沉淀法又具有操作簡單、處理成本低的特點(diǎn)，多數(shù)鋁型材生產(chǎn)廠家選用化學(xué)還原沉淀法對其進(jìn)行處理。還原沉淀法的原理是首先將廢水中的Cr6+還原成Cr3+，然后在堿性條件下使Cr3+生成難溶于水的氫氧化鉻沉淀，從而達(dá)到去除廢水中鉻離子的目的。常用的還原劑有Fe、FeSO4、NaHSO3、Na2SO3、Na2S2O5 等。根據(jù)現(xiàn)有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本研究采用Na2SO3、Na2S2O5 對某鋁型材廠的含鉻廢水進(jìn)行處理，為達(dá)到處理出水Cr6+＜ 0.5 mg/L 的要求，對處理工藝條件及處理效果進(jìn)行了比較研究，以期為鋁型材生產(chǎn)產(chǎn)生的含鉻廢水的處理提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分
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1.1 實(shí)驗(yàn)材料
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儀器： pHS-3C 型pH 計(jì)，上海今邁儀器儀表有限公司； UV-1100 紫外分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司； 801 型磁力攪拌器，上海三信儀表廠。

試劑：重鉻酸鉀（K2Cr2O7）、亞硫酸鈉（Na2SO3）、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）、氫氧化鈉（NaOH）、聚丙烯酰胺（PAM）、濃H2SO4、濃HCl，以上試劑均為分析純。

根據(jù)某鋁型材生產(chǎn)產(chǎn)生的含鉻廢水的濃度變化情況，用鹽酸和重鉻酸鉀配制pH 約為2.0 的含一定 Cr6+的溶液作為模擬含鉻廢水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法
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向含一定Cr6+的模擬含鉻廢水中加入適量的 Na2SO3 或Na2S2O5，攪拌5 min，然后加入適量的 NaOH 調(diào)節(jié)pH，繼續(xù)攪拌5 min，再加入適量的PAM 絮凝劑，攪拌5 min，靜置沉淀，測定上清液中的Cr6+ 濃度。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法
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pH 的測定采用玻璃電極法（GB/T 6920—1986）， Cr6+濃度的測定采用二苯碳酰二肼分光光度法（GB 7467—1987）。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
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2.1 還原劑投加量對含鉻廢水處理效果的影響
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2.1.1 還原劑為Na2SO3 的處理效果
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配制Cr6+分別為10、25、50、75、100、150、200mg/L 的模擬含鉻廢水，向其中分別投加一定量的 Na2SO3，用NaOH 調(diào)節(jié)pH 至8.5～9.0，并加入0.010 g/L 的PAM，按1.2 所述的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖 1。

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圖 1 Na2SO3 投加量對處理效果的影響?

由圖 1 可以看出，對特定濃度的含鉻廢水，反應(yīng)后上清液中的Cr6+濃度隨Na2SO3 投加量的增加，前期均表現(xiàn)為迅速降低，后趨于平緩。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不同Cr6+濃度的含鉻廢水達(dá)到處理要求時(shí)的最小 Na2SO3 投加量見表 1。

2.1.2 還原劑為Na2S2O5 的處理效果
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配制Cr6+分別為10、25、50、75、100、150、200 mg/L 的模擬含鉻廢水，向其中分別投加一定量的 Na2S2O5，用NaOH 調(diào)節(jié)pH 至8.5～9.0，并加入0.010 g/L 的PAM，按1.2 所述方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖 2。

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圖 2 Na2S2O5 投加量對處理效果的影響?

由圖 2 可知，與Na2SO3 相似，對特定濃度的含鉻廢水，反應(yīng)后上清液中的Cr6+濃度隨Na2S2O5 投加量的增加，前期均表現(xiàn)為迅速降低，后趨于平緩。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不同Cr6+濃度的含鉻廢水達(dá)到處理要求時(shí)的最小Na2S2O5 投加量見表 2。

對比表 1 和表 2 可知，在Cr6+濃度變化范圍內(nèi)， Na2S2O5 的投加量比Na2SO3 減少了25.0%～37.5%。

2.2 沉淀時(shí)間對含鉻廢水處理效果的影響
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分別選用Na2SO3 和Na2S2O5 作為還原劑處理 Cr6+為50、200 mg/L 的模擬含鉻廢水，還原劑采用達(dá)到處理要求時(shí)的最小投加量，PAM 投加量為0.010 g/L，沉淀時(shí)的pH 為8.5～9.0。沉淀時(shí)間對含鉻廢水處理效果的影響見圖 3。

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圖 3 沉淀時(shí)間對含鉻廢水處理效果的影響???

由圖 3 可知，沉淀時(shí)間達(dá)到1 h 后，隨沉淀時(shí)間的延長，反應(yīng)后上清液中的Cr6+濃度變化平緩；當(dāng)沉淀時(shí)間達(dá)到2 h 后，隨沉淀時(shí)間的延長，采用 Na2S2O5 作為還原劑的反應(yīng)后上清液中的Cr6+濃度出現(xiàn)反彈，而采用Na2SO3 作為還原劑的反應(yīng)后上清液中的Cr6+濃度并無明顯變化，顯然在以Na2S2O5 作還原劑時(shí)，其處理效果更易受沉淀時(shí)間的影響，沉淀時(shí)間應(yīng)控制在1～2 h。

2.3 沉淀pH 對含鉻廢水處理效果的影響
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分別選用Na2SO3 和Na2S2O5 作為還原劑處理 Cr6+為50、200 mg/L 的模擬含鉻廢水，還原劑采用達(dá)到處理要求時(shí)的最小投加量，PAM 投加量為0.010g/L，沉淀時(shí)間為1 h。沉淀pH 對含鉻廢水處理效果的影響見圖 4。

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圖 4 沉淀pH 對含鉻廢水處理效果的影響?

由圖 4 可以看出，反應(yīng)后上清液中的Cr6+濃度受沉淀pH 的影響很大，為達(dá)到好的處理效果，pH 宜控制在8.2～9.0。

2.4 絮凝劑投加量對含鉻廢水處理效果的影響
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分別選用Na2SO3 和Na2S2O5 作為還原劑處理 Cr6+為50、200 mg/L 的模擬含鉻廢水，還原劑均采用達(dá)到處理要求時(shí)的最小投加量，沉淀時(shí)的pH 為 8.5～9.0，沉淀時(shí)間為1 h。絮凝劑投加量對含鉻廢水處理效果的影響見圖 5。

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圖 5 PAM 投加量對含鉻廢水處理效果的影響?

由圖 5 可知，PAM 投加量對Cr6+的去除效果影響明顯，當(dāng)其投加量為0.010 g/L 時(shí)，除鉻效果較好。

2.5 SO42-對含鉻廢水處理效果的影響
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鋁型材生產(chǎn)中采用硫酸進(jìn)行表面處理，因此產(chǎn)生的含鉻廢水中存在SO42-，它與所用還原劑同為硫化合物。分別選用Na2SO3 和Na2S2O5 作為還原劑處理Cr6+為50、200 mg/L 的模擬含鉻廢水，還原劑均采用達(dá)到處理要求時(shí)的最小投加量，PAM 投加量為 0.010 g/L，沉淀時(shí)的pH 為8.5～9.0，沉淀時(shí)間為1 h。 SO42-對含鉻廢水處理效果的影響見圖 6。

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圖 6 SO42-對含鉻廢水處理效果的影響?

由圖 6 可以看出，SO42-對Na2SO3 和Na2S2O5 還原法除鉻的干擾較小，隨著SO42-濃度的增加，反應(yīng)后上清液中的Cr6+濃度呈現(xiàn)略微下降或輕微波動的趨勢。可見，在廢水中SO42-濃度的變化范圍內(nèi)，SO42- 的存在不會降低Na2SO3 和Na2S2O5 的除鉻效果。.

3 結(jié)論
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實(shí)驗(yàn)研究表明，采用Na2S2O5 和Na2SO3 作為還原劑處理鋁型材生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉻廢水，出水水質(zhì)可達(dá)到Cr6+≤0.5 mg/L 的要求，2 種還原劑的處理效果及處理過程控制條件如下：

（1） 采用Na2SO3 和Na2S2O5 處理含鉻廢水，在 Cr6+濃度變化范圍內(nèi)，Na2S2O5 的投加量比Na2SO3 可減少25.0%～37.5% ，Na2S2O5 比Na2SO3 更適合作為實(shí)際生產(chǎn)中處理含鉻廢水的還原劑。

（2）混凝沉淀時(shí)的pH 應(yīng)控制在8.2～9.0。

（3）投加適量的PAM 可提高除鉻效果，PAM 投加量宜為0.010 g/L。

（4）沉淀時(shí)間應(yīng)控制在1～2 h。