关于钢铁行业含铬废水铬离子排放总量的控制及处理工艺

摘要：随着我们生活水平的提高，环境保护将会是一个我们整个社会都关注的问题。尤其对于水资源来说是有限的，就水资源的保护及利用，需要我们不断去研究和探讨。当今钢铁行业所产生的大量工业废水中有着诸多影响水质和土壤的污染物及有毒物质，给我们的环境造成了巨大的污染和破坏，也直接或间接的造成了对我们人体的危害。

关键词：六价铬、总铬、铬离子、排放总量、深度处理

Abstract: With the improvement of our living standards, environmental protection is of concern to our society as a whole. Especially for water resources is limited, water resources protection and utilization, we need to continue to study and explore. Today's steel industry generated a large number of industrial waste water has a lot of impact on water quality and soil pollutants and toxic substances, caused tremendous pollution and destruction to our environment, directly or indirectly cause harm to our body.

Keywords: hexavalent chromium, total chromium, chromium ions, the total emissions of advanced treatment.

中图分类号：F416.31文献标识码：A 文章编号：

1概述

钢铁行业对于城市的建设和发展、经济的促进和提高、就业的增加都起着非常重要的作用。钢铁行业制造的产品在我们的日常生活中随处可见。但是与此同时，钢铁行业所产生的大量工业废水中有着诸多影响水质和土壤的污染物及有毒物质，给我们的环境造成了巨大的污染和破坏，也直接或间接的造成了对我们人体的危害。其中含铬废水，日益受到我们的重视，国家规定的排放标准中的六价铬浓度以及总铬浓度也在不断的提高。

2铬的危害

铬是自然界中广泛存在的一种元素，主要分布于岩石、土壤、大气、水及生物体中。土壤中的铬分布极广，含量范围很宽;水体和大气中铬含量较少，动、植物体内则含有微量铬。铬的化合物中的铬元素以二价(如CrO)、三价(如Cr2O3)和六价(如CrO3)的形式存在，但以三价和六价的化合物最为常见。自然界铬也主要以三价铬和六价铬的形式存在。

污染源铬来自于铬矿冶炼、耐火材料、电镀、制革、颜料和化工等工业生产以及燃料燃烧排出的含铬废气、废水及废渣等。

三价铬参与人和动物体内的糖与脂肪的代谢，是人体必需的微量元素；六价铬则是已明确的有害元素，铬中毒也主要来源于六价铬，其毒性约为三价铬的一百倍，三价铬次之，而二价铬和铬本身毒性很小或无毒性。六价铬通过水、空气和食物进入人体，室内尘埃与土壤中也发现六价铬，它们也会被摄入体内。它能使人体血液中某些蛋白质沉淀，引起贫血、肾炎、神经炎等疾病，长期与六价铬接触还会引起呼吸道炎症并诱发肺癌或引起侵入性皮肤损害，严重的六价铬中毒还会致人死亡。研究发现，六价铬的化合物不能自然降解，会在生物和人体内长期积聚富集，是一种重污染环境物质。

3钢铁行业中含铬废水的产生环节

在钢铁行业中，铬离子主要产生在退火酸洗机组的电解硫酸钠预酸洗段，电解硫酸钠酸洗段采用硫酸钠溶液作为电解质，带钢在电极作用下，表面产生正负交替的感应电势，从而发生电化学反应起到去除氧化铁皮，提高带钢表面质量的效果。电解时钢板表面生成的气体对氧化皮具有机械剥离作用，使不锈钢表面氧化物被去除，这种电解反应中电解液中的氧化物质由于不直接参与化学反应，理论上电解质不消耗，消耗的仅仅是水。

电解去除不锈钢表面氧化皮时，不锈钢先作为阳极，再作为阴极，这样交替变化，不锈钢在电解时发生如下电极反应。

阳极反应：阴极反应：

Cr2O3+5H2O2CrO42-+10H++6e CrO42-+4H2O+6eCr（OH）3+5OH-

Cr2O3+4H2OCr2O7-+10H++6eCr2O7-+7H2O+6e2Cr（OH）3+8OH-

Fe2O32Fe3++6H++3/2O2+6eFe3++3OH-Fe（OH）3

H2O1/2O2+2H++2e H2O+2eH2+2OH-

电解过程中总反应化学方程式为：

2Na++2e+2H2O=2NaOH+H2

Fe2O3-6e+6H2O=2Fe（OH）3+6H++3/2O2

Cr2O3-6e+6H2O=2Cr（OH）3+6H++3/2O2

NiO-2e+6H2O=2Ni（OH）2+6H++1/2O2

Cr2O3+5H2O－6e-=2CrO42-+10H+

4含铬废水处理工艺

含铬废水处理工艺在钢铁行业废水处理领域中，最常用也是目前比较成熟的处理工艺为还原+中和+沉淀+过滤，具体如下：

各机组排放的含铬废水储存在含铬废水调节池，调节池的出水通过提升泵提升至一级、二级还原罐，还原药剂采用NaHSO3。一级还原罐、二级还原罐中投加还原剂使Cr6+转化为Cr3+。经还原处理后的出水进入一级、二级中和罐。中和罐中投加中和药剂并加以曝气处理。中和后的出水进入高效反应澄清池。在高效反应澄清池中投加助凝剂，使絮体进一步增大，以提高沉淀效果。澄清池出水自流至过滤器，以进一步去除废水中的悬浮物等杂质，过滤器出水达标排放。

澄清池的污泥通过污泥泵输送至含铬中间污泥池。污泥先在中间污泥池中储存，静置浓缩后采用污泥泵输送至含铬板框压滤机脱水,含水率≤70%。泥饼存放在污泥斗，定期用汽车外运。

含铬废水处理中的还原中和反应方程式如下：

CrO3+NaHSO3-+3H+Cr3++ SO42-+2H2O + Na+

3Ca(OH)2 + 2Cr3+ +3SO42-3CaSO4 + 2Cr(OH)3

Ca(OH)2 + Zn2+ Zn(OH)2 + Ca2+

5对含铬废水中铬离子浓度的控制及处理工艺

钢铁行业所产生的含铬废水，往往六价铬浓度很高，而六价铬的毒性很强，对人体及环境都有着极为严重的危害。在一般我们所做的钢铁行业废水项目中，对于含铬废水处理后的出水排放指标，一般按照《钢铁行业废水排放国家一级标准》执行，即Cr6+≤0.1mg/l，总铬≤0.5mg/l，主要控制铬离子在出水中的浓度。

某钢铁企业年产量为40万吨，为了配合主线各机组的生产，新建废水处理站一座，处理后的废水达标排放，其中有含铬废水处理系统。该系统主要是处理冷轧生产过程中各机组排放的混酸（硝酸、氢氟酸）废水、中性盐电解含铬废水。