含铬废水的处理技术及机理分析盘点

　　铬的毒性与其存在的价态有关，一般认为六价铬(Cr(Ⅵ))的毒性约为三价铬(Cr(Ⅲ))Cr(Ⅲ)的100倍，且更易被人体吸收并在体内蓄积，Cr(Ⅵ)化合物具有强氧化性，长期接触重铬酸盐易患“铬肺癌”，因此Cr(Ⅵ)的排放受到严格控制，我国和欧盟部分国家(地区)对铬的排放浓度限值见表1所示。如何合理高效地处理含铬废水是环境保护方面的重要研究课题，目前，治理含铬废水的方法有物理物化、化学、生物方法等。

　　1 物理、物化法

　　1.1吸附剂及其性能

　　吸附法是利用多孔吸附材料与吸附质(含铬离子)间的分子作用力处理废水中重金属的一种方法，因具有设备简单，占地面积小，操作容易，效果稳定等特点被广泛应用。目前使用的吸附材料可概括为两类：一类为无机吸附材料，诸如活性炭、粉煤灰、沸石、金属氧化物等，这类吸附材料效率很高，已经被证明是一种通用的水处理材料;另一类为表面富含羟基、羧基、胺基、巯基等各种特性基团的天然有机生物质吸附材料，如松针、榛子壳、小麦灰、葡萄梗、香蕉皮、花生壳、板栗壳、米糠、甲壳素、豆饼等，各种常用的吸附剂及其对铬的吸附性能比较见表2。

　　1.2去除机理

　　活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性能，处理含铬废水时既有吸附作用又有还原作用：当pH=4～6.5时，废水中的Cr(Ⅵ)易于被活性炭直接吸附，当pH<3时，活性炭能将Cr(Ⅵ)还原。有研究发现活性炭吸附去除Cr(Ⅵ)的首要机理为Cr(Ⅵ)在活性炭表面的接触还原作用，并伴随着Cr(Ⅲ)在活性炭表面的离子交换吸附。沸石是多孔性的含水铝硅酸盐晶体，表面带负电荷，因此需对其表面带电性质进行改性才有利于吸附阴离子铬化合物。

　　表2中大部分吸附材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir方程，可认为是单分子的化学吸附。Donghee Park论证了香蕉皮、稻草等16种材料处理含铬废水的机理是吸附耦合还原作用，他认为铬的去除机制包括以下两种：机制Ⅰ—Cr(Ⅵ)在液相中直接被材料表面的电子供体还原为Cr(Ⅲ);机制Ⅱ—Cr(Ⅵ)先被吸附到材料表面，然后被还原;被还原的Cr(Ⅲ)或是存在与液相中，或是与OH—结合成沉淀附着在材料表面。