电镀废水中含铬废水的成本计算
电镀企业，在生产过程中生产大量的生产废水，废水主要为含氰废水（主要污染物为氰化亚铜、氰化锌、等）、含铬废水（主要污染物为铬酐）及含铜废水。上述废水若不经处理后而直接排放，将对周边环境造成严重影响。为了保护环境，该厂决定对所排放废水进行处理，处理后出水标准达到广东省地方标准《水污染排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准后排放或回用于生产。
1.2工程设计规模：
工程规模为1000m3/d，按照每天20小时的运行时间，其具体的水质水量见下表：
要求电镀废水处理程度 Cr6+ =55.7－0.5 / 55.7=99% CODcr =150－90 / 150=40% CN- =100－0.5 / 100=99.5% Cu5+ =130－0.5 / 130=98% 1.3含铬废水处理系统工程设计
由于具体电镀废酸液的性质不知道，所以废酸，废碱计算时分别用98%的硫酸和NaOH粉末代替，但日常通常是废酸和电石渣，一般情况下废酸呈液态，设计中设置了酸调节池，废碱如电石渣之类的通常为固态，因此设置了加碱间进行调节，特此说明。
加酸量
该加药及酸化反应都在酸洗槽中进行
药品：98%的浓硫酸
计算：分析的Cr6+的含量，用硫酸进行酸化
已知：进水PH为5~7，根据设计原则设为PH=7，要进行反应，需将PH调节到1.6，
根据有关资料查得，此反应需要10分钟 Q=200m3/d=1.67m3/10min
进水PH=7，即 [H+]=1×10-7mol/L
酸洗槽出水PH=1.6=log101.6mol/L，即[H+]=1/ log101.6mol/L =1/39.4=2.5×10-2mol/L
即进入酸洗槽的[H+]总量为
n=c×v=1670L(流量)×1×10-7=1.67×10-4mol 调节酸度使用98%的浓硫酸稀释为20%的硫酸
根据有关（浓度与密度对照表）资料，20％和98％硫酸溶液的浓度分别为1.14×103 g/ L和1.84×103 g/ L,即,分别为1.14×103 g/ L ÷98 g/ mo =11.6 mol/L和 1.84×103 g/ L ÷98 g/ mol =18.78 mol/L 。
进水 PH=7 ，出水PH=1.6,即[H+]=2.5×10-2mol/L 设加入20%硫酸的量为V
1.67×10-4+11.6×V / 1670+V =0.025 V=3.61 L 根据水的离解平衡 H+ + OH- H2O
此时，反应掉的氢离子总量为1.67×10-10mol,反应量可忽略 取20%的硫酸为 3.61 L/10min
则98%的浓硫酸取用量计算得为2.23 L/10min 则一天中加入98%硫酸的总量为 V=267.6 L 每10分钟槽内总液体Q=1670+3.61=1673.61（L） 加入铁粉量
铁粉加入要在铁粉反应池中进行
药品：（多孔的还原性铁粉）多数是粉末冶金所用的铁粉 阳极反应： Fe — 2e Fe2+
Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+ 2 Cr3+ + 6 Fe 3+ + 7 H2O （酸性条件）
CrO4 2- + 3 Fe2++ 8 H + C r3+ +3 Fe 3+ + 4 H2O （碱性条件）
阴极反应 2 H+ + 2 e H2
废水中 Cr6+≤55.6mg/L ，根据设计原则取 Cr6+＝55.6mg/L ，即摩尔浓度为1.07×10-3mol/L
根据反应,1L废水中Cr6+含量为1.08×10-3mol Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+ 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O 2 6 2 6
1.07×10-3 a b c a=3.21×10-3mol/L b=1.07×10-3 mol/L
c= 3.21×10-3mol/L
根据《环境工程师手册》,实际加入的铁粉量为理论的2.5 倍 即实际加入的铁粉量为 n=3.21×10-3×2.5=8.025×10-3mol 废水中除了Cr6+要去除, Cr3+也要去除
反应后1L 废水中产生的Cr3+的总量为3.21×10-3mol/L 反应后1L 废水中产生的Fe3+的总量为3.21×10-3mol/L 由反应 Fe — 2e Fe2+ 1 2
3.21×10-3 d d=6.42×10-3mol/L
则转移电子的量为 n= 6.42×10-3mol/L 反应
2 H+ + 2 e H2 2
6.42×10-3 e= 6.42×10-3mol/L
即反应中每L水中用掉的H+的量是6.42×10-3mol 根据原废水中[H+]=2.5×10-2mol/L
则1L 废水中剩下的H+ =2.5×10-2 - 6.42×10-3=1.858×10-2 mol/L,此时废水的PH=1.73
根据资料,该反应需要 10 分钟
进水Q=200m3/d=1670 L/10min
10min 加入的铁粉量为 n=8.025×10-3×1670=13.4(mol),铁粉加入量为 1.34 mol/min
10min 产生的Cr3+为3.21×10-3×1670=5.36(mol) 10min 产生的Fe3+为3.21×10-3×1670=5.36(mol) 加入的NaOH量
该反应在中和反应池中进行
药品: 浓度为96%NaOH 粉末调节为20%的NaOH溶液 发生的两个中和反应是
Cr3++3OH- Cr(OH)3 ↓ Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 ↓ A B C M N D
由上得出, A =3.21×10-3 mol M =3.21×10-3mol
根据摩尔比1:3 得出, B =9.63×10-3 mol C =3.21×10-3 mol N =9.63×10-3mol D =3.21×10-3 mol
即1L水中用掉的OH- 量为 n =9.63×10-3 + 9.63×10-3 =1.926×10-2 mol
反应生成的 Cr(OH)3量为n1 =3.21×10-3 mol , Fe(OH)3的n2 =3.21×10-3mol
根据有关资料得,生成 Cr(OH)3的最佳PH=8,出水PH=6~9 即将PH=1.73的溶液调节至PH=8,需反应掉的酸量为1.86×10-2 mol
则1L水中OH-用量为1.926×10-2 mol+1.86×10-2 mol=3.786
×10-2 mol
根据反应特点,该中和反应用五分钟, 废水流量为200m3/d=0.84×103L/5min 1L废水中加入的NaOH量=3.786×10-2 mol 即加入的NaOH质量=1.5144g
一天中加入的NaOH粉末的质量=200×1000×1.5144=302.88㎏ 污泥量的计算
由上述反应Cr3++3OH- Cr(OH)3 Fe3++3OH Fe(OH)3 污泥质量计算:
1 L 废水产生Cr(OH)3 n1=3.21×10-3 mol 1 L 废水产生Fe(OH)3 n2=3.21×10-3 mol
污泥质量, m1=200×1000×3.21×10-3×103=66.126(㎏) m2=200×1000×3.21×10-3×107=68.694(㎏) 污泥总质量 m总= m1 + m2=66.126+68.694=134.82 ㎏
