含鉻廢水的處理技術及機理分析盤點

　　鉻的毒性與其存在的價態(tài)有關，一般認為六價鉻(Cr(Ⅵ))的毒性約為三價鉻(Cr(Ⅲ))Cr(Ⅲ)的100倍，且更易被人體吸收并在體內蓄積，Cr(Ⅵ)化合物具有強氧化性，長期接觸重鉻酸鹽易患“鉻肺癌”，因此Cr(Ⅵ)的排放受到嚴格控制，我國和歐盟部分國家(地區(qū))對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、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(含鉻離子)間的分子作用力處理廢水中重金屬的一種方法，因具有設備簡單，占地面積小，操作容易，效果穩(wěn)定等特點被廣泛應用。目前使用的吸附材料可概括為兩類：一類為無機吸附材料，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的天然有機生物質吸附材料，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鉻的吸附性能比較見表2。

　　1.2去除機理

　　活性炭具有良好的吸附性能和穩(wěn)定的化學性能，處理含鉻廢水時既有吸附作用又有還原作用：當pH=4～6.5時，廢水中的Cr(Ⅵ)易于被活性炭直接吸附，當pH<3時，活性炭能將Cr(Ⅵ)還原。有研究發(fā)現活性炭吸附去除Cr(Ⅵ)的首要機理為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，表面帶負電荷，因此需對其表面帶電性質進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Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir方程，可認為是單分子的化學吸附。Donghee Park論證了香蕉皮、稻草等16種材料處理含鉻廢水的機理是吸附耦合還原作用，他認為鉻的去除機制包括以下兩種：機制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—結合成沉淀附著在材料表面。