鉻化合物是常見的化工原料，在電鍍、皮革、染色、防腐等領域中應用廣泛，但因具有致癌、致畸作用而被國家列為第一類污染物。鉻在水中一般以三價和六價的形式存在，其中六價鉻對環(huán)境和人類健康危害較大。
目前含鉻廢水的治理技術主要有化學沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法等。離子交換法由于具有設備及運行成本低、工藝穩(wěn)定可靠、操作簡便等優(yōu)勢而被廣泛用于含鉻電鍍廢水的處理。但離子交換法一般只能用于低濃度重金屬離子的處理，對中高濃度含鉻電鍍廢水并不適用。濃縮蒸發(fā)是化工生產中對高濃度含鹽廢水廣泛采用的一種處理方法。筆者針對某塑膠電鍍企業(yè)粗化工段所產生的含鉻廢水，根據其工藝及廢水水質特征，采用離子交換-濃縮蒸發(fā)聯合法較好地解決了廢水處理及鉻酸酐回用問題。
1、項目概況
該塑膠電鍍企業(yè)主要從事防護裝飾性鍍鉻業(yè)務，在生產過程中的粗化工段產生含鉻廢水，其中含鉻酸酐(CrO3)1.5~2.0g/L、硫酸1.5~2.0g/L，流量2.5~3.0m3/h�，F場設置漂洗槽4個，粗化后的掛件采取逆流洗滌方式清洗。該含鉻廢水原本通過沉淀法來處理，將鉻沉淀為鉻渣，既不能回收有價金屬鉻，也造成了水資源的浪費�？紤]到該廢水是正常粗化液稀釋后所產生的，不帶有其他雜質離子，若能回收該部分鉻資源，實現鉻與水的分離，便較好地解決了該廢水的處理�；诖耍竟こ添椖吭O計將原先的掛件逆流洗滌方式更改為兩段洗滌：一段采用清洗噴頭沖淋粗化后的掛件，清洗掛件表面80%~90%的帶出粗化液；二段設置逆流漂洗槽3個，采用新水常規(guī)洗滌。一段產生的高濃度含鉻廢水含CrO320~40g/L、硫酸20~40g/L，流量150~200L/h，直接采用濃縮蒸發(fā)法回收；二段產生的低濃度含鉻廢水先采用離子交換樹脂吸附，再解吸為高濃度含鉻廢水后送至玻璃液膜蒸發(fā)器濃縮蒸發(fā)回收，該廢水含CrO30.1~0.3g/L，硫酸0.1~0.3g/L，流量1.2~1.5m3/h。
2、處理工藝
工藝流程及設備連接如圖1~3所示
低濃度含鉻廢水首先進入吸附樹脂柱(兩用一備)進行吸附。第1、2兩根樹脂柱首先串聯進料，當出水含鉻量大于0.1mg/L時，判定1號樹脂柱已吸附飽和，進入解吸狀態(tài)，2、3樹脂柱串聯進料，進滿后2號樹脂柱進入解吸狀態(tài)，3、1樹脂柱串聯進料，依次類推。1號樹脂柱解吸時首先打開排空閥，用自來水沖洗，完成后使用液堿溶液解吸，解吸液送至脫鈉工段。脫鈉樹脂部分采用兩根樹脂柱，單獨作業(yè)，不串聯，使用稀硫酸溶液轉型，得到含CrO380~100g/L的鉻酸酐溶液，將該解吸脫鈉液與高濃度含鉻廢水一并送往蒸發(fā)濃縮工段，濃縮為含CrO3380~400g/L的鉻酸酐溶液，經電解將少量因粗化降價而產生的三價鉻氧化為六價鉻后補充至粗化槽，蒸汽冷凝水和蒸發(fā)冷凝水用作漂洗新水的補充。
該工程的主要構筑物和設備的配置情況見表1。
3、系統(tǒng)調試及處理效果
在塑膠電鍍粗化漂洗水回用工程調試過程中，將原漂洗水分為二段，采用分段處理的方式運行，重點考察樹脂吸附能力及穩(wěn)定性，玻璃液膜蒸發(fā)器的蒸發(fā)能力等情況。由調試結果(見表2)可以看出，經過長時間運行后，吸附樹脂吸附六價鉻的容量穩(wěn)定在60g/L左右，濃縮蒸發(fā)液含CrO3390g/L左右。
4、投資與運行費用
該工程總投資約20萬元，處理含鉻漂洗廢水25t/d，CrO3產生量約45kg/d。設每年運行300d，鉻酸酐回收率99.5%，漂洗新水可完全采用蒸汽冷凝水和蒸發(fā)冷凝水，成本核算見表3，相關經濟技術指標。
見表4�？梢钥闯觯摴こ堂磕昕傔\行費用為254550元，較原廢水沉淀處理工藝(其成本主要為排污及自來水費用，合計67500元/a)節(jié)約389500元，其中回收的鉻酸酐價值高達322000元，系統(tǒng)改造后產生的實際效益(不含設備折舊費)為134050元/a，即一次性投入的設備成本約1.5年可回收，具有較好的推廣價值。
5、結語
實踐證明，離子交換-濃縮蒸發(fā)聯合法處理電鍍含鉻廢水工藝實現了電鍍漂洗含鉻廢水綠色、經濟的處理。該方案通過對原有漂洗流程的改造，采取分段處理方式，令廢水可達標排放，減少了對環(huán)境的影響，社會效益顯著。另外，通過鉻及水資源的回收與回用，最大限度地減少了廢水排放、鉻酸酐使用等費用，總體實際效益非常可觀，具有明顯的經濟效益。(來源：浙江工貿職業(yè)技術學院材料工程系)
