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含六价铬基坑水处置工程方法

某地块基坑水采用先抽提到调节池进行均质处理，后期采用还原沉淀的方法进行进行预处理后外运处置。工程内容如下：

一、基坑水抽提

开挖过程中产生的基坑水，使用水泵将基坑内的基坑水抽提至废水调节池内，将基坑水进行统一收集。为了使管渠和构筑物正常工作，不受高低流量和浓度变化的影响，需在废水处理之前设置废水调节池。其作用是：调节水量、均合水质。

二、加药搅拌

图1工艺流程图

通过向水中投加还原药剂，并通过搅拌混合均匀，使水中六价铬还原成三价铬。然后加入碱调节pH，使水中金属离子形成沉淀，从水中除去。

该地块采集的基坑水，呈碱性淡黄色，基本无悬浮物存在。综合比较而言，对含铬地下水最有效的处理方法当属化学法，故拟采用化学还原沉淀的方法去除地下水中的Cr6+。

常规的还原沉淀法是指采用还原药剂将六价铬转化为三价铬，再在碱性条件下使三价铬转化为氢氧化铬沉淀，从而将铬离子彻底从地下水中去除，达到处理含铬地下水的目的。其中硫酸亚铁还原沉淀法与其他还原处理法相比较，少了沉淀处理的步骤，不需要加碱沉淀，节约了处理成本，被广泛使用。其原理如下:

H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4→Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O

1、基坑水处理小试试验

含铬基坑水的处理效果取决于还原剂的投加量，发生还原反应时所设定的pH值以及还原反应时间等条件。

本方案选定硫酸亚铁作为还原剂，通过实验室配制的污染溶液的化学试验，确定出还原沉淀法处理含铬基坑水的投药量，检验测试方法的可行性。然后对地块内基坑水进行处理分析，调节出最佳运行效果。

具体试验方案如下：

①敞口条件下，50ml地块内基坑水+七水合硫酸亚铁（[Fe（Ⅱ）/Cr（Ⅵ）]投加量分别为0.05、0.10、0.15、0.20、0.30、0.40、0.50，即投加七水合硫酸亚铁的量分别为10.96mg、21.92mg、32.88mg、43.85mg、65.77mg、87.69mg、109.6mg）；共7组，于2mn、5min、10min、20min、30min取样；

②选定[Fe（Ⅱ）/Cr（Ⅵ）]投加量为0.40+50ml地块内基坑水，调节地块内基坑水pH为3、5、7、9、原水pH，共5组，于2min、5min、10min、20min、30min、40min、50min、60min取样。

图2实验过程图

试验结果：测定6个采样点位水样（图3所示）4#1、4#2、4#3、4#4、1#1、1#2Cr6+的初始浓度结果见表1所示：

图3某地基坑水图

表1各点位基坑水初始六价铬pH及浓度一览表

水样

4#1

4#2

4#3

4#4

1#1

1#2

pH

8.02

7.94

7.92

7.95

7.78

7.80

Cr6+浓度（mg/L）

60.96804

99.75

160.25

154.05

146.29

158.70

从表1中数据可看出，所采样4#1、4#2点位Cr6+浓度较低；4#3、4#4、1#1、1#2点位浓度相差不大。综合考虑，选取浓度最高4#3点位水样进行还原条件优化。若4#3点位水样可以达到0.1mg/L的修复目标，毋庸置疑其余点位均可达标排放。

设置不同摩尔投加比、不同反应时间、不同pH反应条件去除4#3基坑水，结果见图4～6所示：

图4不同投加量对基坑水去除的影响

图5不同pH对基坑水去除的影响

图6不同投加量各反应时间下对基坑水去除的影响

图4所呈现的规律与体系1一致，随着FeSO4·7H2O投加量的增加，去除率逐渐增加，出水Cr6+的含量逐渐减少。当Fe（Ⅱ）/Cr（Ⅵ）为0.5时，4#3点位基坑水可完全去除，达到0.1mg/L的修复目标。同时，也可看出反应时间对Cr6+去除的影响不大。

当Fe（Ⅱ）/Cr（Ⅵ）为0.4时，去除率可达93%左右，但却并未达到修复排放标准，拟尝试调节pH观察去除效果。图5表明选定合适的投加比（本实验选定Fe（Ⅱ）/Cr（Ⅵ）为0.4进行pH调试实验），FeSO4·7H2O作为处理含铬基坑水的还原剂，Cr6+还原率很高，去除效果好；随着pH的增加，Cr6+去除率变化的幅度并不是很大，这一现象表明pH对Cr6+去除的影响不大；但也存在细微的影响，综合比较，中性碱性条件下效果更优，酸性条件效果较差。但即使调节到优化pH条件，降到最低的Cr6+浓度为2.02mg/L，仍然没有达到修复目标。

图6可直观看到当Fe（Ⅱ）/Cr（Ⅵ）≥0.5时，基坑水中Cr6+浓度低于修复目标0.1mg/L，去除率达到100%。

综上所述表明，对Cr6+去除影响最大的因素就是还原剂FeSO4·7H2O的投加量；而反应时间、pH对反应体系的影响较小，改变这两个条件实际意义并不是很大。故通过两个体系数据表明：