تصفيه فاضلاب آبکاری كروم

تصفيه فاضلاب آبکاری كروم VI شامل احياء كـروم VI بـه كروم III و سپس ترسيب هيدروكسيد كروم III است. احياء كروم VI معمولاً با استفاده از فرايندهاي احياء شيميايي انجام مي شود. كروم  VI در pH اسيدي و با استفاده از عوامل شيميايي به كروم III احياء مي گردد. بي سولفيد سديم، متا بي سولفيد سديم و سولفات فرو مهمترين تركيبات احياء كننده در تصفيه خانه هاي كوچك هستند. در تصفيه خانه هاي بزرگتر استفاده از گاز دي اكسيدگوگرد متداولتر و اقتصادي تر است. دي اكسيدگوگرد در آب هيدروليز شده و طبق واكنشهاي زير توليد سولفيت مي كند.

يونهاي سولفيت توسط نيمه واكنش (2) اكسيد مي گردند. يونهاي آهن II توسط نيمه واكنش (3) اكسيد مي گردند. احیا کروم توسط نیمه واکنش (4) انجام می شود. تركيب نيمه واكنش اكسيداسيون و احياء ، واكنش احياء مواد شيميايي را نشان مي دهد. با استفاده از يونهاي سولفيت واكنش موازنه شده به صورت (5) است. 

براي احياء يك مول كروم (VI) مقدار 1.5 مول يون سولفيت لازم است. مقدار عامل احياء كننده مورد نياز نيز با استفاده از معادله مربوطه قابل محاسبه است. اما هميشه مقدار عامل احياء كننده اضافي مورد نياز است. زيرا اولاً اين واكنش بايستي بطور كامل انجام شود. در غير اينصـورت كروم احياء نشده از تصفيه خانه خارج و وارد محيط زيست مي شود. براي اطمينان از اينكه اين واكنش كامل انجام شود، بايستي بعد از پايان واكنش حداقل 10 mg/L سولفيت واكنش نيافته در محيط وجود داشته باشد. ثانياً در فاضلاب مواد احياء شوندهاي وجود دارند كه عوامل احياء كننده را مصرف مي كنند.

اكسيژن محلول و يون هاي فريك دو تركيب مهم مصرف كننده عامل احياء كننده هستند. يكي ديگر از اتفاقات مهم در واكنش مصرف يون هاي هيدروژن است. اين بدان معني است كه شرايط اسيدي براي واكنش مطلوب است. نرخ واكنش نيز به pH بستگي دارد. نرخ احياء در pH 5بسيار كند است و از لحاظ عملي امكان احياء در اين شرايط وجود ندارد. در ،pH 4 تكميل واكنش حدود يك ساعت زمان نياز دارد و براي احياء توسط SO2 زمان مورد نياز بيشتر است. در حالي كه در pH 2 زمان واكنش مورد نياز 5-10 min است. علاوه بـر عوامل احياء كننده اي كه در بالا به آنها اشاره شد، ساير احياء كننده ها نيز ممكن است مورد استفاده قرار گيرند. 

بهره برداري از تجهيزات احياء كروم بخصوص در زمان استفاده از SO2 قابل اتوماتيك كردن است. در صـورت بهره برداري صحيح از تأسيسات مي توان غلظت نهايي كروم (VI)را به كمتر از 0.05 mg/Lرساند. بهره برداري از سيستم بصورت مداوم معمولاً به دو راكتور سري كه به آرامي مورد اختلاط قرار مي گيرند قابل انجام است. زمان ماند در هركدام از راكتورها 45 min است. در مخزن اول pH در محدوده 2-3است، درحالي كـه در مخزن دوم pH در محدوده 2حفظ مي شود. تزريق SO2بايستي در ORPبين 250-300Mv صورت گيرد. در سيستم هاي ناپيوسته نيز احياء در دو مرحله انجام مي شود.

احياء الكتروشيميايي كروم يكي ديگر از تكنولوژي هاي بكار رفته براي تصـفيه فاضـلاب هاي حـاوي كـروم VI است. در اين سيستم جريان الكتريسته مستقيم به الكترودهاي آهن وارد شده و باعث آزاد شدن يونهاي آهن (II) در محلول مي گردد. با اكسيد شدن آهن (II) به يون هاي فريك، يون هاي كروم (VI) احياء مي گردند. براي اين فرايند pH خنثي كافي است. بعد از كامل شدن واكنش، محلول وارد زلال ساز مي شـود. هيدروكسـيد فريك و هيدروكسيدكروم بدون نياز به اضافه كردن مواد قليائي رسوب مي كنند. ايـن فرايند روي ، مـس و ديگر فلزات سنگين را نيز حذف مي كند. يكي ديگر از فرايندهايي كه براي احياء كروم بكار مي رود، احياء در pH بالا است. در اين واكنش از FeSO4 بعنوان احياء كننده استفاده مي شود و pHمحيط واكنش بين 7-10حفظ مي گردد. استفاده از سولفيد سديم در اين فرايند براي احياء كامل و حذف كروم توصيه شده است.