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电絮凝法去除电镀废水重金属技术

发布时间:2023-3-27 8:35:49  中国污水处理工程网

近年来,国内外学者针对不同镀种的电镀废水采用了不同的处理方法,如物理法、化学法、膜处理法、吸附交换法、物理化学法及生物法等,但传统的方法存在成本高、处理时间长、占地面积大、投资大、处理效率低、出水难以达标排放、二次污染及后续处理工作复杂等问题。电絮凝技术作为一种新型的处理方式,集氧化还原、絮凝和气浮为一体,具有设备构造简单、占地面积小、基建投资少、操作管理方便、无二次污染以及能够同时去除多种污染物等特点,可以弥补传统处理方法的不足,具有很好的发展前景及应用价值。

1、实验部分

1.1 废水性质

废水取自深圳某电镀厂电镀车间,废水中Cr6+浓度为20.52mg/LCu2+浓度为10.38mg/LNi2+浓度为15.73mg/LZn2+浓度为19.47mg/L,废水pH值为2.19

1.2 实验流程及方法

电絮凝反应在容量为5L烧杯中进行,阳极和阴极为同类金属电极,两块平行极板固定在烧杯中,电极纯度为99%,电极连接多功能脉冲电源,向烧杯中倒入调节pH值后的电镀废水3.5L,开通磁力搅拌器,设置电流密度。用计时器控制时间,测定浓度,计算其去除率。

2、结果与讨论

2.1 电极间距的影响

设置不同电极间距,调节pH6.0,调整电流密度为5A/dm2,通电时间为30min

在电极间距(cm)为12.557.510时,Cr6+去除率(%)分别为95.6796.2992.1786.3981.45Cu2+去除率(%)分别为95.2196.5491.4387.0683.38Ni2+去除率(%)分别为85.3990.3583.4174.1870.25Zn2+去除率(%)分别为94.4895.7292.1686.8780.74

极板间的距离高于5cm时,可能因电极间距太大,阴极产生的初生态和阳极产生的絮凝剂,不能充分的与废水中的金属离子充分接触。随电极间距变宽,去除率相应逐渐降低。

2.2 初始pH值的影响

调节不同初始pH值,电流密度为5.0Adm2,电极间距为2.5cm,通电时间为30min

在初始pH值为45678910Cr6+去除率(%)分别为85.8194.3296.4697.2396.1289.4286.26Cu2+去除率(%)分别为90.3992.9796.8198.3397.2895.1394.47Ni2+去除率(%)分别为72.1883.3589.9491.4390.5485.3985.07Zn2+去除率(%)分别为85.3192.1696.8797.1496.9993.1892.44

在弱酸性情况下,电凝反应环境更有利于废水中铁离子的水解,形成絮凝体;随pH值升高,絮凝体形成速度相对有所提高,对水中重金属离子有更好的网捕作用;同时,废水中OH-的浓度也相应提高。在pH值大于6且未超过8时,金属离子开始形成氢氧化物沉淀析出,且沉淀析出量随着pH升高而增加。当pH值大于8时,不利于的形成,影响重金属还原,难于形成氢氧化物沉淀析出。综上所述,当pH值在6-7时,重金属去除效果最适合。

2.3 电流密度的影响

设置不同电流密度,电极间距为2.5cm,初始pH值调节为6,处理时间为30min

在电流密度(A/dm2)为123456时,Cr6+去除率(%)分别为51.3466.8574.3190.3295.5886.21Cu2+去除率(%)分别为54.9367.2377.8993.2997.7487.45Ni2+去除率(%)分别为47.1158.3869.3588.2893.2380.36Zn2+去除率(%)分别为:50.1967.2476.2093.1796.4984.57

当电流密度在1~4A/m2时,在铁电极上发生氧化反应产生大量铁离子,废水中铁离子浓度也随着电流密度增大而升高,铁离子在水中经过水解产生大量的水解沉淀物,产生的絮凝剂增多,气泡的产生速率同时有所加快,絮凝效果越来越好,所以重金属离子的去除率也随着电流密度的增大而逐渐升高。

2.4 电凝时间的影响

设置极板间的距离为2.5cm、电流强度为5A/dm2、初始pH=6,设置电凝时间为40min,在设备出水口每隔5min取样一次。

在电凝时间(min)为510152025303540时,Cr6+去除率(%)分别为74.2784.3989.5593.7695.5296.7896.2396.52Cu2+去除率(%)分别为75.5184.6789.1894.3497.1597.6397.3997.28Ni2+去除率(%)分别为70.3380.6486.2890.3192.5492.1292.0892.06Zn2+去除率(%)分别为74.9981.1787.5993.0795.8996.2495.9896.04

最佳电凝时间为25~30min。在电絮凝处理前15min时,随电凝时间的增加,水解形成的絮凝剂数量越来越多,金属离子去除率都快速增长。当电凝时间达到20min时,去除率趋于缓慢;此时,去除率分别为93.7694.3490.3193.07,但是在超过30min时,去除率反而略微降低,同时趋于平稳。

3、结论

目前,电絮凝法得到了环境科学领域的广泛关注,但许多研究成果向工程实践的转化还需要一个过程,如何降低运行费用,提高运行稳定性将是该项技术得以推广的关键所在。

1)在电极间距上,电极间距为2.5cm重金属离子去除效果最佳;

2)在初始pH值上,最佳pH值在67之间,金属离子去除率最合适,当pH值突破8后,去除率出现降低;

3)在电流密度上,电流密度在5A/dm2时,效果最佳;

4)在电凝时间上,最合适的电凝时间为25-30min。(来源:深圳市安鸿环保科技有限公司)

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