工业废水中3价铬如何测定

1. 污水处理工艺 ORP是什么

ORP值（氧化还原电位）是水质中一个重要指标，它虽然不能独立反应水质的好坏，但是能够综合其他水质指标来反映水族系统中的生态环境。

ORP在工业污水处理中：

使用于水处理上的氧化还原系统,主要是铬酸的还原与氰化物的氧化。废水中如果添加二硫化钠或二氧化硫可使六价的铬离子变成三价的铬子。 若添加氯或次氯酸钠可用来氧化氰化物,随后是氯化氰的水解,形成氰酸盐。这种化学反应过程叫氧化还原反应系统。氧化还原电位就是电子活性的测量,这与测量氢离子活性的办法很相似。

在水中，每一种物质都有其独自的氧化还原特性。简单的，我们可以理解为：在微观上，每一种不同的物质都有一定的氧化-还原能力，这些氧化还原性不同的物质能够相互影响，最终构成了一定的宏观氧化还原性。所谓的氧化还原电位就是用来反映水溶液中所有物质反应出来的宏观氧化-还原性。氧化还原电位越高，氧化性越强，电位越低，氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性，为负则说明溶液显示出还原性。

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OPR的电极选择：

ORP 测量电极可由多种金属制造，如镍、铜、银、铱、铂、金等由离子晶格结构组成，电子可在晶格内部运动，它们还会因同种离子的存在而产生电位差。 列出6 种金属的标准电位值，铂与金的ORP 值较高，测量的灵敏度更高，与其他ORP 电极相比，铂和金贵金属的离子平衡活度中氧化还原电位时极低，故对ORP 的测量几乎没有造成任何影响；

铂可形成纯化的表面，且表面易生成含氧的表层，从而使电极标准电位增高；这种氧化物/氢氧化物层主要由PtQ 或Pt(OH)2构成，只有在确定临界ORP 以上时，氧的化学吸附作用才开始，随电位增加表面保护层的厚度也增加，在大多数情况下，只达到单分子层的厚度。从可知，铂Eh>1200mv 时，铂离子活度>1M，铂电极是ORP 测量的理想传感器，此外也可使用金电极测量。

测定意义：

过滤系统，除去反硝化，实际都是一种氧化性的生化过滤装置。对于有机物来说，微生物通过氧化作用断开较长的碳链（或者打开各种碳环），再经过复杂的生化过程最终将各种不同形式的有机碳氧化为二氧化碳；同时，这些氧化作用还将氮、磷、硫等物质从相应的碳键上断开，形成相应的无机物。对于无机物来说，微生物通过氧化作用将低价态的无机物质氧化为高价态物质。

这就是氧化性生化过滤的实质（这里我们只关心那些被微生物氧化分解的物质，而不关心那些被微生物吸收、同化的物质）。可以看到，在生化过滤的同时，水中物质不断被氧化。生化氧化的过程伴随着氧化产物的不断生成，于是在宏观上来看，氧化还原电位是不断被提高的。因此，从这个角度上看，氧化还原电位越高，显示出水中的污染物质被过滤得越彻底。

参考链接：网络-OPR

2. 铬污染的政策标准

中国规定生活饮用水中六价铬的浓度应低于0.05毫克/升；地面水中铬的最高容许浓度为0.5毫克/升（三价铬）和0.05毫克/升(六价铬)；工业废水中六价铬及其化合物最高容许排放标准为0.5毫克/升（按六价铬计）；渔业用水中铬最高容许浓度为 0.5毫克/升（三价铬）和0.05毫克/升（六价铬）。居住区大气中六价铬的最高容许浓度为0.0015毫克/米3（一次测定值）；车间空气中三氧化铬、铬酸盐、重铬酸盐的最高容许浓度为0.1毫克/米3（换算成三氧化铬）。

3. 怎样测定水样中六价铬和三价铬的含量

六价铬的测定方法（二苯碳酰二肼分光光度法）
中华人民共和国国家标准
Water quality-Determination of chromium(VI)-1.5Diphenylcarbohydrazide spectrophotometric method
1 适用范围
1.1 本标准适用于地面水和工业废水中六价铬的测定
1.2 测定范围
试份体积为50ml，使用光程长为30mm的比色皿，本方法的最小检出量为0.2μg六价铬，最低检出浓度为0.004mg/L，使用光程为10mm的比色皿，测定上限浓度为1.0mg/L。
1.3 干扰
含铁量大于1mg/L显色后呈黄色。六价钼和汞也和显色剂反应，生成有色化合物，但在本方法的显色酸度下，反应不灵敏，钼和汞的浓度达200mg/L不干扰测定。钒有干扰，其含量高于4mg/L即干扰显色。但钒与显色剂反应后10min，可自行褪色。
2 原理
在酸性溶液中，六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物，于波长540nm处进行分光光度测定。
3 试剂
测定过程中，除非另有说明，均使用符合国家标准或专业标准的分析纯试剂和蒸镏水或同等纯度的水，所有试剂应不含铬。
3.1 丙酮。
3.2 硫酸
3.2.1 1+1硫酸溶液
将硫酸(H2SO4，ρ=1.84g/ml，优级纯)缓缓加入到同体积的水中，混匀。
3.3 磷酸：1+1磷酸溶液。
将磷酸(H3PO4，ρ=1.69g/ml，优级纯)与水等体积混合。
3.4 氢氧化钠：4g/L氢氧化钠溶液。
将氢氧化钠(NaOH)1g溶于水并稀释至250ml。
3.5 氢氧化锌共沉淀剂
3.5.1 硫酸锌：8%(m/v)硫酸锌溶液。
称取硫酸锌(ZnSO4•7H2O)8g，溶于100ml水中。
3.5.2 氢氧化钠：2%(m/v)溶液。
称取2.4g氢氧化钠，溶于120ml水中。
用时将3.5.1和3.5.2两溶液混合。
3.6 高锰酸钾：40g/L溶液。
称取高锰酸钾(KMnO4)4g，在加热和搅拌下溶于水，最后稀释至100ml。
3.7 铬标准贮备液。
称取于110℃干燥2h的重铬酸钾(K2Cr2O7，优级纯)0.2829±0.0001g，用水溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。此溶液1ml含0.10mg六价铬。
3.8 铬标准溶液。
称取5.00ml铬标准贮备液(3.7)置于500ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。此溶液1ml含1.0
0μg六价铬。使用当天配制此溶液。
3.9 铬标准溶液。
称取25.00ml铬标准贮备液(3.7)置于500ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。此溶液1ml含5.
00μg六价铬。使用当天配制此溶液。
3.10 尿素：200g/L尿素溶液。
将尿素〔(NH2)2CO〕20g溶于水并稀释至100ml。
3.11 亚硝酸钠：20g/L溶液。
将亚硝酸钠(NaNO2)2g溶于水并稀释至100ml。
3.12 显色剂(Ⅰ)。
称取二苯碳酰二肼(C13H14N4O)0.2g，溶于50ml丙酮(3.1)中，加水稀释至100ml，摇匀。贮于棕色瓶，置冰箱中。色变深后，不能使用。
3.13 显色剂(Ⅱ)。
称取二苯碳酰二肼2g，溶于50ml丙酮(3.1)中，加水稀释至100ml，摇匀。贮于棕色瓶，置冰箱中。色变深后，不能使用。
注：显色剂(Ⅰ)也可按下法配制：称取4.0g苯二甲酸酐(CaH4O)，加到80ml乙醇中，搅拌溶解(必要时可用水溶微温)，加入0.5g二苯碳酰二肼，用乙醇稀释至100ml。此溶液于暗处可保存六个月。使用时要注意加入显色剂后立即摇匀，以免六价铬被还原。
4 仪器
一般实验仪器和：
4.1 分光光度计。
注：所有玻璃器皿内壁须光洁，以免吸附铬离子。不得用重铬酸钾洗液洗涤。可用硝酸、硝酸混合液或合成洗涤剂洗涤，洗涤后要冲洗干净。

4. 工业含铬废水的处理方法 工业含铬废水如何处理

1、硫酸亚铁还原法

我们可以使用硫酸亚铁还原法来处理含铬废水，药剂配制方便，成巧脊卜本较低，硫酸亚铁中主要是亚铁离子还原六价铬，还原后废水中含有Cr3+和Fe3，沉淀后所得污泥是铬与铁氢氧化物的混合污泥，但是此方法产生的污泥量大，没有回收价值。

2、电解法

电解法可以使废水中孝穗的铬通过电解过程在阴阳极发生氧化还原反应，使有野告害物质转化为无害物质。电解法除铬是用铁来做阴阳极，在酸性条件下，亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子，阴极产生氢气，达到废水净化的目的。电解法占地面积小，方便控制管理，唯一不足就是铁板消耗量较多，污泥利用价值低。

3、离子交换法

离子交换法来处理含铬废水主要是利用离子交换树脂来对废水中的六价铬进行选择性吸附，六价铬和水分离，再使用试剂将六价铬洗脱袭来，进行净化。此方法投资费用大，操作管理负责，一般我们都不使用此方法。

5. 皮革废水中铬处理方法有哪些

一．还原沉淀法

化学还原法是利用硫酸亚铁、亚硫酸盐、二氧化硫等还原剂将废水中六价铬还原成三价铬离子，加碱调整pH值，使三价铬形成氢氧化铬沉淀除去。这种方法设备投资和运行费用低，主要用于间歇处理。

常用处理工艺为在第一反应池中先将废水用硫酸调pH值至2～3，再加入还原剂，在下一个反应池中用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7～8，生成Cr(OH)3沉淀，再加混凝剂,使Cr(OH)3沉淀除去。改良的工艺为在第一反应池中直接投加硫酸亚铁，用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7～8，生成Cr(OH)3沉淀，再加混凝剂，使Cr(OH)3沉淀除去。使用该技术后，含铬废水日处理量为1000M3,废水中铬含量为10mg/l。该技术适用于含铬工业废水处理。

在一些报道中也有提到利用聚合氯化铝铁处理电镀含铬废水。聚合氯化铝铁兼有传统絮凝剂PAC ,PFC的优点,形成的絮凝体大而重,沉降速度快。其出水色度比聚合氯化铁好,除浊效果和絮凝体沉降性能又优于聚合氯化铝。具体报道内容附于文后。

二.电解法沉淀过滤

1.工艺流程概况

电镀含铬废水首先经过格栅去除较大颗粒的悬浮物后自流至调节池, 均衡水量水质, 然后由泵提升至电解槽电解, 在电解过程中阳极铁板溶解成亚铁离子, 在酸性条件下亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子, 同时由于阴极板上析出氢气, 使废水pH 值逐步上升, 最后呈中性。此时Cr3+ 、Fe3+ 都以氢氧化物沉淀析出, 电解后的出水首先经过初沉池,然后连续通过(废水自上而下) 两级沉淀过滤池。一级过滤池内有填料: 木炭、焦炭、炉渣; 二级过滤池内有填料: 无烟煤、石英砂。污水中沉淀物由过滤池填料过滤、吸附, 出水流入排水检查井。而后通过泵进入循环水池作为冷却用水。过滤用的木炭、焦炭、无烟煤、炉渣定期收集在锅炉房掺烧。

2.主要设备

调节池1 座; 初沉池1 座、沉淀过滤池2 座; 循环水池1 座; 电源控制柜、电解槽、电解电源、电解电压1 套; 水泵5 台。

3.结果与分析

某电镀厂电镀废水处理设备在正常工况条件下, 间隔不同的时间多次取样,。

电镀含铬废水采用电解法沉淀过滤工艺处理后全部回用, 过滤池内填料定期集中于锅炉房掺烧, 达到了综合治理电镀含铬废水的目的。

该处理技术虽然运行可靠, 操作简单, 但应注意几个方面: a) 需要定期更换极板; b) 在一定的酸性介质中, 氢氧化铬有被重新溶解的可能; c) 沉淀过滤池内的填料必须定期处理, 焚烧彻底, 否则会引起二次污染。由此可见, 对处理设施加强管理非常重要。

4.结论

1) 该处理工艺对电镀含铬废水治理彻底, 过滤池内填料定期统一处理, 不会引起二次污染; 处理后清水全部回用, 可节省水资源, 具有明显的经济效益。

2) 该工艺投资较小, 技术成熟, 运行稳定可靠,操作方便, 易于管理, 适应于不同规模的电镀生产企业。

三. 其他国内外含铬废水处理方法的研究进展

1.1 生物法

生物法治理含铬废水,国内外都是近年来开始的。生物法是治理电镀废水的高新生物技术,适用于大、中、小型电镀厂的废水处理,具有重大的实用价值,易于推广。国内外对SRB菌(硫酸盐还原菌)[1]、SR系列复合功能菌[2]、SR复合能菌[3]、脱硫孤菌[4]、脱色杆菌(Bac.Dechromaticans)、生枝动胶菌(Zoolocaramiger a)[5]、酵母菌[6]、含糊假单胞菌、荧光假单胞菌[7]、乳链球菌、阴沟肠杆菌、铬酸盐还原菌[8]等进行研究,从过去的单一菌种到现在多菌种的联合使用,使废水的处理从此走向清洁、无污染的处理道路。将电镀废水与其它工业废弃物及人类粪便一起混合,用石灰作为凝结剂,然后进行化学—凝结—沉积处理。研究表明,与活性的淤泥混合的生物处理方法,能除去Cr6+和Cr3+,NO3氧化成NO3-。已用于埃及轻型车辆公司的含铬废水的处理[9]。

生物法处理电镀废水技术,是依靠人工培养的功能菌,它具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。该法操作简单,设备安全可靠,排放水用于培菌及其它使用;并且污泥量少,污泥中金属回收利用;实现了清洁生产、无污水和废渣排放。投资少,能耗低,运行费用少。

1.2 膜分离法

膜分离法以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性透过膜,以达到分离、除去有害组分的目的。目前,工业上应用的较为成熟的工艺为电渗析、反渗透、超滤、液膜。别的方法如膜生物反应器、微滤等尚处于基础理论研究阶段,尚未进行工业应用。电渗析法是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,从而使废水得到净化。反渗透法是在一定的外加压力下,通过溶剂的扩散,从而实现分离。超滤法也是在静压差推动下进行溶质分离的膜过程。液膜包括无载体液膜、有载体液膜、含浸型液膜等。液膜分散于电镀废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散,在膜内界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集,流动载体返回膜外相界面,如此过程不断进行,废水得到净化。膜分离法的优点:能量转化率高,装置简单,操作容易,易控制、分离效率高。但投资大,运行费用高,薄膜的寿命短。主要用于回收附加值高的物质,如金等。

电镀工业漂洗水的回收是电渗析在废液处理方面的主要应用,水和金属离子可达到全部循环利用,整个过程可在高温和更广的pH值条件下运行,且回收液浓度可大大提高,缺点为仅能用于回收离子组分。液膜法处理含铬废水,离子载体为TBP(磷酸三丁酯),Span80为膜稳定剂,工艺操作方便,设备简单,原料价廉易得。也有选用非离子载体,如中性胺,常用Alanmine336(三辛胺),用2%Span80作表面活性剂,选用六氯代1,3-丁二烯(19%)和聚丁二烯(74%)的混合物作溶剂,分离过程分为:萃取、反萃等步骤[10,11]。近来,微滤也有用于处理含重金属废水,可去除金属电镀等工业废水中有毒的重金属如镉、铬等[12,13]。

1.3 黄原酸酯法

70年代,美国研制成新型不溶重金属离子去除剂ISX[14～16],使用方便,水处理费用低。ISX不仅能脱除多种重金属离子,而且在酸性条件下能将Cr6+还原为Cr3+,但稳定性差。不溶性淀粉黄原酸酯[17]脱除铬的效果好,脱除率>99%,残渣稳定,不会引起二次污染。钟长庚[18,19]等人用稻草代替淀粉制成稻草黄原酸酯,处理含铬废水,铬的脱除率高,很容易达到排放标准。研究者认为稻草黄原酸酯脱除铬是黄原酸铬盐、氢氧化铬通过沉淀、吸附几种过程共同起作用,但黄原酸铬盐起主要作用。此法成本低,反应迅速,操作简单,无二次污染。

1.4 光催化法[20,21]

光催化法是近年来在处理水中污染物方面迅速发展起来的新方法,特别是利用半导体作催化剂处理水中有机污染物方面已有许多报道。以半导体氧化物(ZnO/TiO2)为催化剂,利用太阳光光源对电镀含铬废水加以处理,经90min太阳光照(1182.5W/m2),使六价铬还原成三价铬,再以氢氧化铬形式除去三价铬,铬的去除率达99%以上。

1.5 槽边循环化学漂洗

这一技术由美国ERG/Lancy公司和英国的Ef fluentTreatmentLancy公司开发,故也叫Lancy法。它是在电镀生产线后设回收槽、化学循环漂洗槽及水循环漂洗槽各一个,处理槽设在车间外面。镀件在化学循环漂洗槽中经低浓度的还原剂(亚硫酸氢钠或水合肼)漂洗,使90%的带出液被还原,然后镀件进入水漂洗槽,而化学漂洗后的溶液则连续流回处理槽,不断循环。加碱沉淀系在处理槽中进行,它的排泥周期很长[22]。广州电器科学研究所开发了分别适用于各种电镀废水的三大类体系的槽边循环化学漂洗处理工艺,水回用率高达95%、具有投药少、污泥少且纯度高等优点。有时,用槽边循环和车间循环相结合[23]。

1.6 水泥基固化法处理中和废渣[24]

对于暂时无法处理的有毒废物,可以采用固化技术,将有害的危险物转变为非危险物的最终处置办法。这样,可避免废渣的有毒离子在自然条件下再次进入水体或土壤中,造成二次污染。当然,这样处理后的水泥固化块中的六价铬的浸出率是很低的。

2 电镀含铬废液及污泥的综合利用

由于电镀含铬老化废液有害物质含量高,成分复杂,在综合利用之前应对各种废液进行单独和分类处理。对于镀锌钝化液、铜钝化液及含磷酸的铝电解抛光液均用酸碱调节pH;对于阴离子交换树脂,只需将它变为Na2CrO4即可。

2.1 利用铬污泥生产红矾钠[25]

在高温碱性条件介质Na2CrO4中三价铬可被空气氧化为Na2Cr2O7,同时污泥中所含的铁、锌等转化为相应的可溶盐NaFeO2、Na2ZnO2。用水浸取碱熔体时,大部分铁分解为Fe(OH)3沉淀而除去。将滤液酸化至pH<4,Na2CrO4即转变为Na2Cr2O7,利用Na2SO4与Na2Cr2O7溶解度差异,分别结晶析出。采用高温碱性氧化铬污泥制红矾钠的条件是n(Na2CO3)∶n(Cr2O3)=3.0∶1.0,温度780℃,时间2.5h,铬的转化率在85%以上。

2.2 生产铬黄[26]

利用纯碱作沉淀剂去除电镀废液中的杂质金属离子,再利用净化后的电镀废液替代部分红矾钠生产铅铬黄。电镀液加入Na2CO3饱和液后,调整pH至8.5～9.5。进行过滤,滤液备用。在碱性条件下将滤渣中的Cr3+用H2O2氧化为Cr6+,再经过滤,滤液与上述滤液混合。将滤液与硝酸铅溶液和助剂,在50～60℃反应1h,然后经过滤、水洗,洗去氯根、硫酸根以及其它部分可溶性杂质,再经干燥粉碎即得成品铅铬黄。利用电镀废液生产铅铬黄,不仅解决了污染问题,而且使电镀废液中的铬得到了回收利用。据估算,按年处理电镀废液200t,年平均回收18t红矾钠,可实现年创收4万余元。效益可观。

2.3 生产液体铬鞣剂及皮革鞣剂碱式硫酸铬[27,28]

含铬废液先用氢氧化钠去除金属离子杂质,控制pH=5.5～6.0,然后过滤,滤液待用,污泥用铁氧体无害化处理。然后,在滤液中投加还原剂葡萄糖,使Na2Cr2O7还原为Cr(OH)SO4,在100℃条件下,进一步聚合,当碱度为40%时,分子式为4Cr(OH)3 3Cr2(SO4)3,即为铬鞣剂。河北省无极县某皮革厂就是利用电镀含铬废水生产液体铬鞣剂。按每天生产5t液体铬鞣剂,每天可得利润为6000余元。可见利用含铬废液生产铬鞣剂的经济效益是十分显著的。另外,可将含铬的污泥与碳粉混合,在高温下煅烧,从而可制得金属铬[29]。因为含铬污泥是电镀车间污泥的主要品种,根据电镀处理方法不同,污泥的回收利用也不同[30]。电解法污泥:(1)做中温变换催化剂的原料;(2)做铁铬红颜料的原料。化学法的污泥:(1)回收氢氧化铬;(2)回收三氧化二铬抛光膏。铁氧体污泥做磁性材料的原料等等。