电解法处理模拟含铬电镀废水

目录摘要 (2)Abstract (3)1 前言 (4)1.1 电镀废水的危害 (4)1.2 铬对人体的作用 (5)1.3 含铬电镀废水的处理发展和现状 (5)1.4 实验原理 (6)1.5 本论文研究的意义 (7)2 实验过程 (7)2.1药品与仪器 (7)2.2 溶液配制 (8)2.3实验内容 (8)2.3.1标准曲线绘制 (9)2.3.2单因素试验 (9)2.3.3 正交试验 (10)3 结果与分析 (10)3.1 绘制标准曲线 (10)3.2 单因素数据分析 (11)3.2.1 处理时间与去除率的关系 (11)3.2.2 溶液温度与去除率的关系 (12)3.2.3 电解电压与去除率的关系 (13)3.2.4 加入硫酸钾的的量与去除率的关系 (14)4 结论 (16)参考文献 (16)致谢........................................................ 错误!未定义书签。

电解法处理模拟含铬电镀废水摘要：本文简述电镀污水以及Cr（Ⅵ）的危害，通过电解的方法处理模拟含铬的电镀污水。

先以单因素实验来观察不同条件下Cr（Ⅵ）的去除率，再通过正交试验优化参数。

实验结果表明：处理时间为1.25h，加入硫酸钾的量为0.8g，电解电压为15v，溶液温度为50℃时，可以把Cr（Ⅵ）的浓度处理到小于0.5mg/l，达到国家排放标准（≤0.2mg/l）。

关键词：含铬废水；电解法；正交试验Electrolysis treatment of simulated chromium electroplatingwastewaterAbstract:This paper describes the electroplating wastewater , as well as the hazards of Cr (Ⅵ) , chromium plating wastewater treatment simulation through electrolysis . First single factor experiment to observe the removal rate of Cr (Ⅵ) under different conditions , and optimize the parameters by orthogonal experiment . The experimental results show that : the processing time of 1.25h, adding potassium sulfate 0.8 g the electrolysis voltage to 15v , the solution temperature is 50 ℃, the concentration of Cr ( VI ) of the processing to less than 0.5 mg / l , up to the national emission standards ( ≤0.2 mg / l ) .Keywords:Wastewater containing Cr(Ⅵ);Electrolysis;Orthogonal test1 前言铬及其化合物在工业生产中被广泛应用，冶炼、电镀、制革、颜料等行业会产生大量含铬废水。

Cr(Ⅵ)毒性很大，对机体有致毒和致癌作用，处理含铬废水和回收金属铬一直是环保研究的重要内容之一（1）铬盐的生产及其产品应用的各个环节都可能产生含Cr（VI）废水。

由于Cr（VI）具有致癌性、致突变性、对动植物及人体具有很强的毒性，被列为国际公认的3种致癌金属物之一，同时也是美国EPA 公认的129种重点污染物之一。

（2）目前还没有明确的体内实验表明三价铬具有致癌性和诱发基因突变的作用。

但是在体外高浓度三价铬存在的条件下,三价铬的化合物也能诱导产生游离基, 与DNA 发生作用。

（3）电镀会产生大量的废水，镀铬是电镀中常用的方法。

电镀废水成分复杂，含有多种金属离子和有机溶剂，伴有强酸或强碱，污染严重，同时废水又具有回收价值。

1.1 电镀废水的危害电镀的种类繁多，溶液的成分可分为含重金属离子废水、酸碱废水及含油脂类废水等，但废水的成份常常是同时含有多种污染物。

其中有毒有害的物质有镉、铬、镍、铅、氰化物、氟化物、铜、锌、锰、碱、酸、石油类物质、含氮化合物、表面活性剂及磷酸盐(以P计)等（4）。

废水进入水体，会危及水生动植物生长，影响水产养殖，造理成大幅度减产甚至鱼虾绝迹；或是破坏农田土壤，毁坏庄稼，并通过食物链危害人类健康；或是进入饮用水源，在人体内富集，轻者引起慢性中毒，重者导致死亡。

其中镉、铬、铅、镍是国家规定的一类有害物质，其最高允许排放浓度分别为0.1mg/L、0.5mg／L、1.0mg／L、1.0mg／L，并严格控制在车间或车间处理设施排放口取样。

含铜、锌、氟废水是国家规定的二类有害物质，对其取样测定可在单位废水排放口。

氰化物是剧毒物质，最高允许排放浓度为0.5mg／L。

其中某些物质如氨氮、磷酸盐等虽然不是毒物，但它们进入水体可使水体富营养化，造成水质污染（5）。

1.2 铬对人体的作用铬是人体内必需的微量元素之一，它在维持人体健康方面起关键作用。

铬对人体十分有利的微量元素，不应该被忽视，它是正常生长发育和调节血糖的重要元素。

铬在人体内的含量约为7毫克，主要分布于骨骼、皮肤、肾上腺、大脑和肌肉之中。

铬是唯一随着年龄增长而降低的元素, 无机铬的生物活性作用很小, 而且难以吸收, 铬与有机物质结合后, 才具有较大的生物学活性。

铬是人体必须的微量元素之一, 具有调节人体内糖和胆固醇的代谢作用。

铬含量太少时, 会引起人体血管内壁脂肪的沉积, 使本来具有弹性的正常血管逐渐硬化。

所以, 这是导致动脉硬化的一个重要因素。

铬在胰岛素代谢中起着重要作用, 糖尿病的发生率与铬含量下降有关系。

在生产环境中, 六价铬对人主要是慢性危害（6）（7）。

铬的毒性与其存在的状态有极大的关系，对人体, 通常认为六价铬的毒性比三价铬高100 倍。

因为六价铬更易被人体吸收而且在人体蓄积, 即使是六价铬, 不同的化合物其毒性也不同。

（7）六价铬具有强烈的毒性, 是已确认的致癌物之一。

由于铬的累积性和生物链浓缩的特点, 使散布在大气、水体和土壤中的铬以离子状态随水循环, 被动植物吸收向生物体转移, 并积存到生物体内。

农作物从被污染的水中和土壤中吸取大量的铬, 如用含铬废水灌溉的土地和河水灌溉相比, 作物的含铬量胡萝卜高10倍, 白菜高4 倍。

水生生物对铬的富集倍数更高, 各类无脊椎动物2～ 9000 倍, 海藻60～120000 倍, 鱼为2000 倍( 均指对水体中含铬而言) 。

（8）1.3 含铬电镀废水的处理发展和现状电镀、石化、制药是当今全球三大污染工业。

就我国电镀废水而言, 全国电镀厂、点约有一万家, 每年排放出的废水达40 亿m3。

（9）含Cr（Ⅵ）废水是电镀行业的主要废水来源之一。

在60年代，国内电镀厂用硫酸亚铁——石灰法，BaCrO4沉淀法，铁氧体法及铬黄法等处理镀铬废水，但都有其难以克服的缺点，放弃使用。

在70年代初期，有人使用了活性炭吸附、电解还原，活性炭吸附法或以活性洗涤剂脱附等方法处理含铬废水。

还有在槽边电解回收法，虽有回收意义，但实效不大而且耗电量大，也不理想。

1973年，我国第一次环境保护工作会议召开，制订并颁布了试行的工业废水排放标准，让含铬废水的处理技术有了认真研究、开发和推广应用。

当时借鉴国外的处理技术，同时又有60年代的经验，在处理上有了一些技术，尤其着重研究既能回收化工原料又能使水循环利用的闭路循环治理技术。

1974年，离子交换树脂处理镀铬废水方法研究成功，1976年后在工业上大量推广应用。

70年代末期研究成功钛质薄膜蒸发器，用以浓缩回收镀铬等电镀废液。

80年代初，又发展了形形式式的逆流漂洗技术。

但是其经济性不合理，回收和处理费用支出不合理。

当然，离子交换法的治理作用是不能完全否定的，在回收富集贵金属废水方面，它仍然是最经济的方法。

（10）现在对于含Cr（Ⅵ）电镀废水的处理主要采用化学还原法、电解法、吸附法、微生物法、萃取法等。

根据《中华人民共和国国家标准（GB21900—2008）——电镀行业污染物排放标准》中电镀废水中六价铬的总排放出口含量≤0.2mg/l，标准测定方式是二苯碳酰二肼分光光度法（GB7467）。

1.4 实验原理通过电解的方法处理含铬废水，本实验是通过模拟实验，其中废水是由K 2Cr2O7配制。

一般电镀废水中含六价铬浓度在200mg/L以下，废水的pH值低虽对电解有利，但对氢氧化物的沉淀不利。

含铬废水的PH值为2～6（11），电解后为6～8.电解法处理含铬废水一般不需调整废水的pH值。

实验配制的Cr（Ⅵ）浓度为80mg/l，ph=3.27的溶液，加入K2SO4，在通以直流电，阳极为铁丝，阴极为石墨电解，其反应原理：阴极反应：Cr2072- +14H+ +6e—→2Cr3++7H22H +十2e—→H2↑阳极反应：4OH一—→02↑ +2H20+4e电解后，ph值上升，Fe3+,Cr3+形成沉淀，溶液为黄褐色以及黑色是。

静置一段时间，溶液分层，下层为Fe(OH)3,Cr(OH)3.沉淀为黄褐色或黑色，上层为黄色或无色溶液。

实验通过分光光度计测定Cr6+的吸光度，原理为：在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色络合物。

通过光谱扫描如图1-1，在波长为540nm最大吸收，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。

图1-11.5 本论文研究的意义本实验主要是从电解处理含铬的电镀废水的工艺条件出发，电解法是一种比较成熟的电镀废水处理技术，具有去除率高、无二次污染、能回收利用所沉淀重金属的优点。

电解法耗电较多，铁极板消耗量也很大。

但该法缺点是不适用于处理含较低浓度的金属废水，并且电耗大、成本高。

通过电解模拟含铬理溶液，研究电解时间，电压，温度，和导电能力对电解的影响，减少耗电，加快电解速度和电解效率。

在单因素实验，先分析在单因素条件下，溶液中Cr（Ⅵ）的去除率与其的关系，为正交实验做参考，选取参数。

在工艺研究中，选取参数，通过正交实验，选择最优条件。

通过正交实验得到结果，为处理含铬的电解废水提供参考。

2实验过程2.1药品与仪器表2-1 实验药品试剂纯厂家度重铬酸钾AR二苯碳酰二肼AR浓硫酸AR丙酮硫酸钾AR表2-2实验仪器仪器型号厂家分析天平分光光度计电动搅拌器Ph计本实验用水均为蒸馏水。

2.2 溶液配制1、用电子天平取5.6577g的重铬酸钾配制500ml Cr6+ 离子浓度为4g/l 溶液于500ml容量瓶中，再用移液管取10ml 溶液于500ml容量瓶中，加入水至刻度线，即为Cr6+离子浓度为80mg/l。