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金属盐类的回收等方面，离子交换法越来越展现出其它方法难以匹敌的优势。为了提高水的循环利用率，符合日趋严格的排放标准，预期离子交换的应用还会更大程度的推广，装置流程的设计也将走向定型化、自动化和微机控制化。
国内外关于应用树脂处理六价铬废水也有不少报道。张澄信、刘军梅[19]等人对D301树脂残余交换容量的影响因素做了研究。实验结果显示：树脂粒度减小、水温升高、流速降低都会使酸度穿透时的残余交换容量值明显减小。舒增年、熊春华等人研究了D318型树脂对Cr(VI)的吸附和再生性能，实验结果显示该树脂在pH=3.16的HAC-NaAC介质中吸附容量可高达265.4mg/g，且釆用NaOH-NaCl再生，效率可达94.9%。唐树和等人采用201×7型强碱阴离子树脂处理模拟的Cr(VI)废水，探讨了废水pH、交换时间、浓度对去除效果的影响以及树脂再生所需的适宜温度和再生剂浓度。Fethiye Gode[20]等人用强碱阴离子树脂Lewatit M610和弱碱阴离子树脂Lewatit MP62分别对Cr(Vl)的吸附做了对比研究，并对初始浓度、搅拌时间、pH、树脂量等参数做了比较试验，得出吸附等温线和动力学方程。 ⑵电解法
电解法主要是使废水中的有害物质通过电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应，转化成无害物质，或利用电极氧化和还原产物与废水中的有害物质发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，然后达到分离除去的目的[21]。从20世纪60年代，国内学者已经开始用电解法处理电镀含铬废水，并取得了很好的效果。目前，由于电解法的耗电量高，污泥也很多，已经很少使用。但是电解法流程简单、操作方便，回收的金属纯度高，在某些场合采用电解法处理浓废液，还是有很高的经济效益。另外，也有利用电解法的原理，采用电浮选法除去废水中的金属离子[22]。 1.4.4生物处理方法
用生物法治理含铬废水，是依靠人工培养一种功能菌，这种功能菌具有静电吸附作用、酶的催化转化作用、絮凝作用、络合作用、包藏共沉淀作用和对pH值的缓冲作用。在废水处理中，通过功能菌的作用，使废水中的六价铬还原为三价铬，然后三价铬离子被菌体吸附和络合，经固液分离，废水达标排放或回用，重金属离子沉淀成污泥。功能菌在一定温度下靠养分不断繁殖生长，从而长期产生废水处理所需的菌源。
在微生物处理电镀含铬废水方面，Romanenko等[23]曾用脱色杆菌厌氧处理含铬废水，三天内每克干生物量可将2.1g铬酸钾还原成三价铬；孙国玉等用假单孢菌81001号加活性污泥处理电镀含铬废水有一定的效果，但这些报道仅限于单一菌株。吴乾菁等[24]利用复合功能菌净化回收电镀废水和污泥中的铬等金属，取得了较好的效果。汪频等人[25]用硫酸盐还原菌进行了去除铬的试验，对铬的去除率达99.8%。
生物法处理电镀废水综合处理能力较强、操作简单、设备安全可靠、排放水用于培菌及其他使用,同时污泥量少、污泥中金属回收利用、能实现清洁生产、无污水和废渣排放、投资少、能耗低、运行费用少、技术含量高等。综合以上优点，生物法处理含铬废水的工艺适用于大、中、小型电镀厂的废水处理。该技术具有重大的实用价值，易于推广。但从实用角度看，也存在以下几点不足：功能菌反应效率有待提高、功能菌繁殖速度较慢、处理水难以回收等。
另外还有一种惰性生物吸附法，它是指利用非生物性微生物的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的铬离子，再通过两相分离来去除废水中铬的方法。Prakashan等在研究霉菌Rhizopusarrhizus吸附性能过程中比较了机械搅拌反应器和流化床反应器的除铬效果，发现流化床反应器均优于机械搅拌反应器。Tobin等将霉菌Mucormeihi吸附Cr(III)的性能同尚子交换树脂进行了比较，得出霉菌Mucormeihi的吸附性能与强酸交换树脂几乎相同，高于弱酸性交换树脂。他们认为就吸附机理而言，霉菌Mucormeihi与弱酸性交换树脂作用机理相同，霉菌中的胺基使吸附Cr(III)能力增强。由此可见，用惰性微生物生物吸附去除铬不但充分利用了廉价原料，而且具有较好的除铬效果。但是，此方法需要对惰性微生物进行预处理，预处理是提高含铬废水处理效果的关键因素之一，这使得生物吸附剂难以按照人们的指令及用户的需求形成系列产品。同时，吸附了铬的生物体如何处理等问题，也限制了该方法的使用。
综上所述，在现在己应用或研究的十几种含铬废水的处理方法中，以化学法应用最为广泛。化学处理镀铬废水操作简便、有效，只要化学药剂选择恰当，就可以根据化学反应方程式准确地计算
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出投加量，应用也比较成熟。但化学沉淀法存在的，严重问题是产生的沉渣量大，会造成严重的二次污染，铬资源无法回收利用等。
而离子交换法就弥补了化学法的二次污染问题，且该法具有适应pH值范围宽（pH3～12）、能回收贵重金属、处理后水质好、出水可多次循环使用等优点，而且当前应用离子交换法回收铬等金属的研究及应用已经逐渐成熟[26-27]。
2设计资料
2.1设计任务及依据 2.1.1设计任务
本设计的编制范围是某表面处理车间离子交换法处理电镀含铬废水工艺设计，内容包括工艺流程选择、构筑物工艺设计计算、水力计算、平面及高程布置、附属构筑物设计等。 2.1.2设计依据
⑴《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》 ⑵《电镀废水治理工程技术规范HJ2002－2010》 ⑶《污水处理构筑物设计与计算》 ⑷《水工业工程设备》 ⑸《给水排水设计手册》 ⑹《毕业设计任务书》 2.1.3设计原则
⑴贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法律、法规、规范及标准。根据设计进出水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。
⑵妥善处理处置污水处理过程中产生的污泥，避免造成二次污染。
⑶为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中所选用的设备为优良名牌设备。
⑷为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，且污水站运行设备有足够的备用率。
⑸站区总平面布置力求在便于施工、安装和维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地。
2.2设计基础资料
2.2.1设计规模及设计水质
废水水量120.0m3/d(平均值)；废水水质见表2.1。
表2.1 废水水质
项目
六价铬（c） 60～200
浓度
（150）
Cr3+ 3～20 （10）
Cu2+ 3～20 （10）
Zn2+ 8～30 （20）
SS 10～40 （30）
pH值 4～6 （5）
注：表中除pH值外单位均为mg/L；括号中数值为平均值。
2.2.2处理要求 ①处理后废水达到《污水综合排放标准》（ GB21900-2008）规定的一级标准，见表2.2。
表2.2 处理后水质
项目 浓度
六价铬（c）
0.2
总铬 1.0
总铜 0.5
总锌 1.5
SS 50
pH值 6～9
注：表中除pH值外单位均为mg/L。
②处理后废水回用率达80%以上。 ③废水中的铬以铬酐（CrO3）的形式回收，重新用于生产。
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3电镀含铬废水的处理方案和工艺流程
3.1废水来源
电镀含铬废水主要来源于粗化、镀铬、钝化、化学镀铬、阳极化处理等。 3.2电镀含铬废水主要成分
六价铬、铜、锌、铁、等金属离子及SO2-4、Cl-等阴离子。 3.3工艺比较分析
3.3.1亚硫酸盐还原处理技术
⑴亚硫酸盐还原法处理电镀含铬废水宜采用图3.1所示的基本工艺流程： H2SO4 亚硫酸盐 NaOH
反应池 含铬废水 调节池 沉淀池 回用或排放
污泥 污泥脱出水 污泥脱水 氢氧化铬 污泥
图3.1 亚硫酸盐还原处理电镀含铬废水的基本工艺流程
⑵亚硫酸盐还原法处理电镀含铬废水，应满足以下技术条件和要求：
a）可采用间歇式及连续式处理。采用间歇处理时，调节池容积按平均每小时废水流量的4～8h计算；采用连续式处理时，可适当减少调节池容量，并设置自动检测和投药装置； b)亚硫酸盐宜选用亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠等；
c）进水pH值宜控制在2.5～3.0，ORP宜控制在230～270mV；反应时间宜控制在20～30min；
d）亚硫酸盐的投加量应通过试验确定，亦可按表3.1给出的参考值选择
表3.1 亚硫酸盐与六价铬的投量比（质量比）
亚硫酸种类 六价铬：亚硫酸氢钠 六价铬：亚硫酸钠
六价铬：焦亚硫酸钠
理论值投量比
1：3
1：3.6 1：2.74
实际使用量 1：4～5 1：4～5 1：3.5～4
e）废水经还原反应后，宜加碱调废水pH值7～8，使三价铬沉淀，反应时间应大于20min，反应后的沉淀时间应为1.0～1.5h；
f）沉淀剂宜为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钙等。通常根据价铬、沉淀速率、污泥生成量、脱水效果和污泥是否回收进行选择。
⑶亚硫酸盐还原的反应池应满足处理一次的周期时间。反应池内宜采用机械搅拌，不宜采用空气搅拌。反应池和沉淀池宜设于地面，同时加盖，并设通风装置。 3.3.2硫酸亚铁—石灰处理技术
⑴电镀含铬废水采用硫酸亚铁—石灰处理时，基本工艺流程见上图3.1。其中还原剂采用硫酸亚铁中和剂采用石灰。
⑵采用硫酸亚铁—石灰处理含铬废水时，应满足以下技术条件和要求: a)运行条件应符合表3.2的基本要求：
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表3.2 硫酸亚铁处理含铬废水的运行条件
六价铬质量浓度
加药前调 投药量（质量比） 反应后调 搅拌时间/ /(mg/L) pH值 六价铬：硫酸亚铁 pH值 min ﹤25
1：（40～50） 搅拌均匀即可
25～50 2～3
1：（35～40） 7.5～8.5
5～10 50～100 1：（30～35） 10～20 ﹥100
1：30
20
b)连续处理时，反应时间应大于30min；间歇处理时，反应时间宜为2～4h。
c)反应时宜采用空气搅拌或机械搅拌。 d石灰的投加量宜控制为：m(Cr6+）：m[Ca(OH)2]=1：(8～15)。 3.3.3微电解处理技术
⑴采用微电解处理含铬废水时，宜采用图3.2所示的基本工艺流程： 絮凝剂
含铬废水 调节池 内电解处理 混凝沉淀 清水池 回用或排放
压缩空气 污泥脱水 污泥 污泥出水
图3.2 微电解处理含铬废水基本工艺流程
⑵采用微电解处理含铬废水时，应满足以下技术条件和要求：
a)处理废水量大于或等于5m3/h时，可采用连续式处理；小于5m3/h时，宜采用间歇式处理； b)进水pH值宜控制在2～4，微电解装置的出水应加碱调pH值为8～9。
⑶铁屑在填装设备前，应进行除杂、除油和除锈处理。在运行过程中，为防止铁屑结块应定时对其进行气水联合反冲，反冲洗水应进入污泥沉淀池。
⑷在设备检修或停运期间，微电解装置内的铁屑填料层必须保持用水浸没，防止空气氧化和板结。
3.3.4离子交换技术
⑴离子交换处理电镀含铬废水宜采用图3.3所示的基本工艺流程。 ⑵离子交换处理电镀含铬废水的设计、运行除符合GBJ 136 中的条件外，还应满足以下技术条件和要求：
脱钠柱 浓缩 铬酸回用
含铬废水 过滤柱 酸性阳柱 除铬阴柱 除酸阴柱 出水直接
回用
图3.3 离子交换处理电镀含铬废水宜基本工艺流程
a)进水六价铬离子质量浓度不宜大于200mg/L；
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