含鉻廢水國內外研究現狀

⑴ 鍍鉻工藝都有哪些新發展

鍍鉻工藝的新發展：
鉻鍍層由於具有一系列優良的性能而得到廣泛的應用，特別是隨著機械製造業的發展，鉻鍍層的用量越來越大。但是傳統的鍍鉻工藝使用的電解液都由劇毒的鉻酐配製。據報道，．在鍍鉻過程中約有2/3鉻酐消耗在廢水或廢氣中，只有l/3左右的鉻酐用於鉻鍍層上。大量的廢水和廢氣對環境造成了嚴重污染。多年來，盡管加強了對含鉻廢水的回收和處理，但未得到根本解決，另外傳統的鍍鉻工藝還存在不少缺點。針對上述存在的問題，廣大電鍍工作者對鍍鉻工藝做了大量的研究工作。
（1）低濃度鉻酐鍍鉻工藝
低濃度鉻酐鍍鉻工藝是指鍍鉻液中鉻酐含量在30～60g/L的鍍鉻工藝，鉻酐使用量只有普通標准鍍鉻工藝的l/5～1/8，既減輕了鉻酐對環境的污染，又節約了大量的原材料。
採用低鉻酐鍍鉻工藝可以獲得裝飾性鉻鍍層和硬鉻鍍層，其光澤性、硬度、結合力以及裂紋等方面，均能滿足質量要求。但有時鍍層表面會出現黃膜或彩色膜，可在5%的硫酸溶液中除去，然後在鹼性溶液中清洗。
低鉻酐鍍鉻液的分散能力比常規鍍鉻電解液好，但深鍍能力比較差，這給形狀復雜的零件帶來了一定困難。同時，電導率下降，槽電壓升高，因而能耗高，鍍液升溫快。低鉻酐鍍鉻的陰極電流效率達到l8%～20%。
由於上述原因，使得低鉻酐鍍鉻工藝受到一定的限制，目前的研究方向集中在尋求新的催化劑，以改善鍍液性能，降低槽電壓。
（2）三價鉻鹽鍍鉻
三價鉻電鍍作為最重要、最直接有效的代六價鉻電鍍工藝，人們對其研究已有一百多年的歷史，但由於電鍍液的穩定性、鉻鍍層的質量等方面始終無法與鉻酸鍍鉻相比，因此一直未能得到大規模的應用。
大多數三價鉻鍍液均為絡合物鍍液，由主鹽、絡合劑、一定量的導電鹽、緩沖劑及少量潤濕劑構成。表4—33列出國內研究的三價鉻鍍液的組成及工藝條件。
1、鍍液中各成分的作用：
①主鹽可用三價鉻的氯化物或硫酸鹽，電解液中的鉻含量以20g/L為宜。
②絡合劑一般採用甲酸、乙酸、蘋果酸等有機酸為絡合劑，以甲酸鹽（甲酸鉀或甲酸胺）為好。
③輔助絡合劑選用蟻酸鹽能收到很好的效果，並起穩定劑作用，使鍍液長期使用而不產生沉澱。
④導電鹽鹼金屬或鹼土金屬的氯化物或硫酸鹽都可用作導電鹽，但不宜用硝酸鹽，因硝酸根在電極上放電，給鍍層質量帶來不利影響，常用的有氯化銨、氯化鉀或氯化鈉。銨離子常有特殊作用，有利於得到光亮的鍍層。
⑤溴化物溴離子的加入，能抑制六價鉻生成和氯氣的析出，電解液中六價鉻是極其有害的。
⑥緩沖劑為穩定鍍液pH值，以加入硼酸效果最好。
⑦潤濕劑加入十二烷基硫酸鈉或十二烷基碘酸鈉，能減少鍍層的針孔，從而提高鍍層的質量。
鍍液對金屬雜質比較敏感，如Cu2+、Pb2+、Ni2+、Fe2+、Zn2+等離子。操作時應避免雜質的帶入，並注意帶電人槽。鍍液中若含有少量的雜質，可用小電流（DKl～2A/dm2）電解處理，若含量過高，可用相應的凈化劑處理。
2、三價鉻鹽電鍍的主要特點及存在的問題
三價鉻鹽鍍鉻電解液的最大特點是可以在室溫下操作，陰極電流密度也較低，一般控制在10A/dm2左右，既節約了能源又降低了對設備的投資。
三價鉻的毒性低，消除或降低了環境污染，有利於環保，並且鍍液的陰極極化作用較大，鍍層結晶細致，鍍液的分散能力和深鍍能力都比鉻酸鍍鉻好；陰極電流效率在20%左右。
從三價鉻電解液中獲得的鍍鉻層略帶黃色，不如鉻酸鍍鉻美觀，鍍層結合力較好，內應力較高，且有微裂紋性質。鍍層的最大厚度只能達到3tim左右，而且硬度較低，不能用於鍍硬鉻。
三價鉻鍍鉻不宜鍍厚鉻，其主要原因有以下幾點：
①鍍液pH值，特別是陰極表面附近層的pH值升高導致形成Cr(OH)2膠體，阻礙三價鉻鍍層的繼續增厚；
②Cr3+的水解產物發生羥橋、聚合反應，形成高分子鏈狀凝聚物吸附在陰極，阻礙Cr3+的還原；
③Cr3+還原的中間產物Cr2+的富集，對Cr3+羥橋反應有引發和促進作用；
④持續電解過程中Cr3+的活性絡合物逐步減少和消失。
Sharif等在氨基乙酸體系中採用提高鍍液循環速度、降低pH值、提高活性絡合物濃度等方法可實現以100～300μm/h的速度鍍取三價鉻的厚鍍層；Ibrahim等則在以尿素作絡合劑的三價鉻鍍鉻體系中，通過添加甲醇和甲酸，可以50～100μm/h的速度鍍取三價鉻；Hon9等則採用雙槽電鍍工藝，通過添加三種羧酸作絡合劑，鍍取了50～450μm厚性能良好的三價鉻鍍層；美國商業局和Atotech公司也分別鍍取了厚度100～450μm的三價鉻鍍層。三價鉻鍍鉻相對六價鉻鍍鉻，容易操作，使用安全，無環境問題。但是存在一次設備投入較大和成本較高的不足。而且用戶習慣了六價鉻的色澤，在色度上有一個適應過程。
三價鉻電鍍工藝發展至今，國外對裝飾性電鍍工藝研究已經進入逐漸完善成熟的時期，生產應用不斷擴大。但由於進口產品的價格較高、工藝不夠穩定等原因，在國內大規模的推廣應用仍有困難。而在三價鉻鍍硬鉻方面，據報道北美已有超過30%的工廠開始使用三價鉻代替六價鉻來電鍍，國內則尚未見報道。
（3）稀土鍍鉻
20世紀80年代中期，開發了稀土鍍鉻添加劑，主要成分是稀土化合物，在中國已經獲得了廣泛的應用。在鍍鉻電解液中加入少量（1～4g/L）的稀土化合物，可使電解液中鉻酐含量降低到150g/L，並且在較低溫度（30～40℃）下就可以獲得光澤度高的光亮鍍鉻層，陰極電流效率達到22%～26%，顯著高於常規鍍鉻電解液。採用稀土鍍鉻添加劑可以節約大量能源和原材料，同時還大大減輕了鉻酐對環境的污染。關於稀土金屬陽離子的作用機理雖然還不能給予完美的解釋，但從實驗現象可知，稀土元素的加入能在陰極上產生特性吸附，改變了陰極膜的性質，使得鉻的臨界析出電位變小，並增加了析氫過電位，從而使電流效率最高；X射線衍射圖譜也證實了加入稀土陽離子後鍍層結晶結構發生一定的變化，使表面晶粒趨於擇優取向，晶粒細化、光亮度增加，同時鍍層的硬度有所提高。
盡管稀土鍍鉻有許多優點，但也有一些有待解決的問題：
①有些稀土添加劑鍍鉻超過5min後，鍍層呈白色而不光亮，有時鍍層上有一層黃膜較難除去，硬度不穩定，外觀也難於達到要求；
②在稀土添加劑中必然引入F，氟化物過多，鍍件的低電流密度區易產生電化學腐蝕；
③稀土添加劑多為物理混合體系，成分復雜，鍍液具有不可靠和不穩定性；
④鍍液維護困難。
（4）有機添加劑鍍鉻
採用有機添加劑及鹵素釋放劑聯合使用的鍍鉻液被稱為「第三代鍍鉻溶液」，它們的共同特點是：陰極電流效率高達22%～27%，不含F，不腐蝕基體；覆蓋能力強，HV亦高達1000以上，既可用於鍍硬鉻，也可用於鍍微裂紋鉻，配合雙層或三層鎳工藝，用於汽車或摩托車減振器的電鍍，已開始在機械行業獲得應用。
有機添加劑包括有機羧酸、有機磺酸及其鹽類等。鹵素釋放劑是指碘酸鉀、溴酸鉀、碘化鉀及溴化鉀等。有機添加劑在鍍液中的作用機理尚待查明，一般認為有機物的加入活化了基體金屬，使鍍液的覆蓋能力得到改善；使析氫過電位增加，提高電流效率；並由於有機物的夾帶，形成碳化鉻而使鍍層硬度增大。表4—35列出有機添加劑鍍鉻液的工藝規范。
①烷基磺酸中s/c≥1，電流效率可達27%，HV>1i00。
②含氮有機化合物：煙酸、甘氨酸、異煙酸、吡啶、2一氨基吡啶、3一氯代吡啶、皮考啉酸。
③HEEF(HighEfficiencyEtchFree）高效能、無低電流區腐蝕，陰極電流效率達25%，900～1000HV。開缸成分為：HEEF25550mL/L，硫酸2.7g/L，溫度55～60℃，電解4～6h，（電壓>6V，陰陽面積比15：1）。

⑵ 生產鍍鉻鋼帶(鉻鐵）電鍍鉻過程中排放廢水 針對人體 壞境有什麼危害

廢水中的鉻對人體和環境危害比較大！鉻是一種具有銀白色光澤的金屬，無毒，化學性質很穩定，不銹鋼中便含有12%以上的鉻。常見的鉻化合物有六價的鉻酐、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸鉀、鉻酸鈉等；三價的三氧化二鉻(鉻綠、Cr2O3)；二價的氧化亞鉻。鉻的化合物中以六價鉻毒性最強，三價鉻次之。據研究表明，鉻是哺乳動物生命與健康所需的微量元素。缺乏鉻可引起動脈粥樣硬化。成人每天需500－700微克鉻，而在一般伙食中每天僅能提供50－100微克。紅糖全谷類糙米、未精製的油、小米、胡蘿卜、豌豆含鉻較高。鉻對植物生長有刺激作用，微量鉻可提高植物收獲量；但濃度稍高，又可抑制土壤內有機物質的硝化作用。鉻酸、重鉻酸及其鹽類對人的粘模及皮膚有刺激和灼燒作用、並導致傷、接觸性皮炎。這些化合物以蒸氣或粉塵方式進入人體，均會引中鼻中隔穿孔、腸胃疾患、白血球下降、類似哮喘的肺部病變。皮膚接觸鉻化物，可引起癒合極慢的「鉻瘡」，當空氣中鉻酸酐的濃度達0.15～0.31毫克/立方米時就可使鼻中隔穿孔。三價鉻還是一種蛋白凝聚劑。有人認為，六價鉻可誘發肺癌。此外，六價鉻，特別是鉻酸對下水系統金屬管道有強文化館作用，濃度2為0.31mg/l的重鉻酸鈉即可腐蝕管道。含3.4-17.3mg/l的三價鉻廢水灌田，就能使所有植物中毒。

⑶ 怎麼處理含鉻廢水

前期實驗——硫酸亞鐵法：原水調PH=2-3，加硫酸亞鐵（1：6）反應30min後，溶液變成黑褐色，在回調PH過濾
樣品一：調PH=9過濾仍有淺褐色，再調PH=11.7過濾，濾液無色透明，測鉻=0.071ppm（可能部分鐵離子被絡合）
樣品二：直接調鹼至12，濾液無色透明，但測鉻=0.602.濾液再調PH=7.4，濾液測鉻=0.295ppm（可能PH過高時鉻反溶）
可以使鉻達標，但污泥量很大，需在不同PH條件下沉澱兩次
在原水PH=1.81條件下，加亞硫酸氫鈉（1:8）攪拌反應30min，溶液變為深綠色。調鹼至PH=11.58的過程中，均無明顯沉澱物，溶液仍然為深綠色。（判定三價格鉻為絡合狀態）
加入5000ppm PAC（至少5000ppm才能有效失色）出現大量綠色沉澱，過濾後，濾液無色透明。
分別在PH=8.7、10.6、12.1條件下加相同量R-S-1-0-0（2500ppm）；過濾後測鉻均未檢出，待驗證關鍵因素是PAC還是R-S-1-0-0
原水PH約為1.81，經測鉻為1030ppm，去100ml，按1:8添加亞硫酸氫鈉（固體約為0.8g），還原反應30min，直到水溶液變為深綠色，可初步判斷還原完成
加NaOH取調PH=11以上仍然為深綠色，無明顯沉澱顆粒物產生，有光度不高，在強光下可見大量很小的懸浮物，可通過濾紙
加PAC+PAM過濾後加R-S-1-0-0+PAC+PAM過濾測鉻

⑷ 自來水廠污泥水流入農田對農作物有何危害

重金屬污染物自灌溉水進入農田後被農作物吸收，當達到一定程度後對農作物造成危害。重金屬污染物對農作物的污染症狀相似，一般均表現為新根生長受抑制，而枝根的發生表現異常，隨著危害地發展只有主根的尖端發生枝根，根系成帶刺的鐵絲網狀。當重金屬濃度較高時，農作物葉片迅速捲曲，表現青葉症狀，嚴重的受害植株枯死。此外，也可見葉脈間黃白化現象，特別是新葉葉脈間易缺綠，至葉片展開時全葉呈黃綠色。
（2）酚類污染物酚類污染物在工業廢水和地面水體中廣泛存在。用較高濃度含酚廢水灌溉農田時，酚在作物體內積累，使產品食味惡化，帶酚味，嚴重影響產品品質，對蔬菜表現更明顯。
一般在酚較高濃度時才影響植物生長，一般表現為植株矮小，根系發黑，葉片狹小，葉色灰暗，養分和水分的吸收受到抑制，光合作用受到影響，產量降低。
（3）氟化物污染物氟化物對植物的發芽、生長發育均會產生不良影響，使產品含氟量增高。其中玉米對氟表現尤為敏感。
（4）油類污染物礦物油等油類污染物通過灌溉水進入農田後對作物產生直接危害，在農田，油漂浮於水面，能使作物體內代謝發生障礙，葉片捲曲，數日後，低位葉尖端變褐色，新葉黃白色，嚴重時使植株枯萎。

⑸ 加工鍍鉻棒的電鍍廢水是如何產生的

鍍鉻棒鍍鉻又稱「鍍硬鉻或耐磨鉻」。鍍鉻層具有很高的硬度，根據鍍液成分和工藝條件不同，其硬度可在很大范圍（HV400MPa～1200MPa）內變化。鍍鉻層有較好的耐熱性，在500℃以下加熱，其光澤性、硬度均無明顯變化。鍍鉻層的摩擦系數小，特別是干摩擦系數，在所有的金屬中是最低的。所以鍍鉻層具有很好的耐磨性。鉻鍍層具有良好的化學穩定性，在鹼、硫化物、硝酸和大多數有機酸中均不發生作用。在可見光范圍內，鉻的反射能力約為65%，介於銀（88%）和鎳（55%）之間，且因鉻不變色，使用時能長久保持其反射能力而優於銀和鎳。由於鍍鉻層具有上述優良的性能，可大大延長工件使用壽命。因此，鍍鉻棒鍍鉻工序一直被廣泛應用至今。電鍍廢水的產生主要分為電鍍前的前處理漂洗廢水和電鍍後的鍍後清洗廢水兩大類。對鍍鉻棒鍍鉻而言，前處理漂洗廢水的主要污染物是pH、COD和石油類，無重金屬污染；鍍後清洗廢水的主要污染物是Cr6+和Cr3+，是造成重金屬污染的主要因素。目前國內含鉻廢水基本是採用末端化學處理法，雖然可達標排放，但無法從源頭減少電鍍料液的用量和廢水的排放量。本次研究的總體思路是將電鍍後工件的「盆浴」改成「淋浴」，通過對工件採用「氣霧噴淋」後，用水量僅為原先的5%～8%。同時，由於洗下來的廢液中電鍍液元素較高，採用大氣蒸發濃縮裝置，使含鉻漂洗水濃縮後全部直接回用至電鍍槽，從而實現含鉻清洗水零排放，有效地避免了環境污染風險。除此之外，與傳統化學法相比最大的區別還在於不形成含鉻污泥和殘渣，避免了此類物質對環境和人類的危害。含鉻廢水零排放是一項系統工作，涉及設備、工藝、管理等方方面面，需要進行全面分析和研究。筆者根據近幾年的鍍鉻生產技術改造和清潔生產審核工作實踐，結合國內電鍍行業技術管理水平現狀，試圖對鍍鉻棒鍍鉻中含鉻廢水零排放的清潔生產措施進行一些研究和分析，通過系統實施污染預防的環境策略，力求改善鍍鉻棒鍍鉻中尚普遍存在的粗放型加工方式，實現「節能、降耗、減污、增效」的預期目標。

1、鍍鉻棒鍍鉻生產中含鉻廢水零排放的可行性分析，電鍍工業是我國重要的加工業，廣泛地分布在各行業中，經統計33.8%的電鍍企業分布在機械製造業、20.2%分布在輕工業、5%～10%分布在電子業，其餘主要分布在航空、航天及儀器儀表業。鍍鉻在電鍍工業中佔有極其重要的地位，是電鍍單金屬中較為特殊的鍍層。鍍鉻層是帶有微藍的銀白色，具有較高的硬度和耐磨性能。對鋼鐵基體來說，鍍鉻層屬於陰極鍍層。由於金屬鉻有很強的鈍化能力，在空氣中很容易生成一層很薄的緻密氧化膜，所以鍍鉻層有較好的耐蝕性，並顯示了貴金屬的特點。鍍鉻的用途可分為裝飾性鍍鉻和鍍硬鉻兩大類。前者往住需要中間鍍層打底，鍍層薄，能使鍍層成為藍白色，外表美觀，起到裝飾作用，因而命名為裝飾性鍍鉻。後者鍍層較厚，具有較高的硬度，因其有良好的耐熱、耐磨和抗腐蝕性，常用來做耐磨鍍層和修復鍍層，稱為鍍硬鉻，被廣泛應用於工程機械、礦用機械、汽車減震器、自卸車舉升油缸以及液壓工具等諸多領域。本次研究主要針對鍍鉻棒鍍鉻，屬鍍硬鉻（也稱「耐磨鉻」）。

2、改進過程式控制制：將人工操作改造為自動（或半自動）生產線，能有效減少廢水的跑、冒、滴、漏現象，避免人工操作引起的回收工序停留時間不足、人工沖洗導致用水浪費等不規范操作現象。