電絮凝法去除電鍍廢水重金屬技術(shù)
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)不同鍍種的電鍍廢水采用了不同的處理方法,如物理法、化學(xué)法、膜處理法、吸附交換法、物理化學(xué)法及生物法等,但傳統(tǒng)的方法存在成本高、處理時(shí)間長(zhǎng)、占地面積大、投資大、處理效率低、出水難以達(dá)標(biāo)排放、二次污染及后續(xù)處理工作復(fù)雜等問(wèn)題。電絮凝技術(shù)作為一種新型的處理方式,集氧化還原、絮凝和氣浮為一體,具有設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、占地面積小、基建投資少、操作管理方便、無(wú)二次污染以及能夠同時(shí)去除多種污染物等特點(diǎn),可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)處理方法的不足,具有很好的發(fā)展前景及應(yīng)用價(jià)值。
1、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 廢水性質(zhì)
廢水取自深圳某電鍍廠(chǎng)電鍍車(chē)間,廢水中Cr6+濃度為20.52mg/L,Cu2+濃度為10.38mg/L,Ni2+濃度為15.73mg/L,Zn2+濃度為19.47mg/L,廢水pH值為2.19。
1.2 實(shí)驗(yàn)流程及方法
電絮凝反應(yīng)在容量為5L燒杯中進(jìn)行,陽(yáng)極和陰極為同類(lèi)金屬電極,兩塊平行極板固定在燒杯中,電極純度為99%,電極連接多功能脈沖電源,向燒杯中倒入調(diào)節(jié)pH值后的電鍍廢水3.5L,開(kāi)通磁力攪拌器,設(shè)置電流密度。用計(jì)時(shí)器控制時(shí)間,測(cè)定濃度,計(jì)算其去除率。
2、結(jié)果與討論
2.1 電極間距的影響
設(shè)置不同電極間距,調(diào)節(jié)pH至6.0,調(diào)整電流密度為5A/dm2,通電時(shí)間為30min。
在電極間距(cm)為1、2.5、5、7.5、10時(shí),Cr6+去除率(%)分別為95.67、96.29,92.17、86.39、81.45;Cu2+去除率(%)分別為95.21、96.54、91.43、87.06、83.38;Ni2+去除率(%)分別為85.39、90.35、83.41、74.18、70.25;Zn2+去除率(%)分別為94.48、95.72、92.16、86.87、80.74。
極板間的距離高于5cm時(shí),可能因電極間距太大,陰極產(chǎn)生的初生態(tài)和陽(yáng)極產(chǎn)生的絮凝劑,不能充分的與廢水中的金屬離子充分接觸。隨電極間距變寬,去除率相應(yīng)逐漸降低。
2.2 初始pH值的影響
調(diào)節(jié)不同初始pH值,電流密度為5.0A/dm2,電極間距為2.5cm,通電時(shí)間為30min。
在初始pH值為4、5、6、7、8、9、10,Cr6+去除率(%)分別為85.81、94.32、96.46、97.23、96.12、89.42、86.26;Cu2+去除率(%)分別為90.39、92.97、96.81、98.33、97.28、95.13、94.47;Ni2+去除率(%)分別為72.18、83.35、89.94、91.43、90.54、85.39、85.07;Zn2+去除率(%)分別為85.31、92.16、96.87、97.14、96.99、93.18、92.44。
在弱酸性情況下,電凝反應(yīng)環(huán)境更有利于廢水中鐵離子的水解,形成絮凝體;隨pH值升高,絮凝體形成速度相對(duì)有所提高,對(duì)水中重金屬離子有更好的網(wǎng)捕作用;同時(shí),廢水中OH-的濃度也相應(yīng)提高。在pH值大于6且未超過(guò)8時(shí),金屬離子開(kāi)始形成氫氧化物沉淀析出,且沉淀析出量隨著pH升高而增加。當(dāng)pH值大于8時(shí),不利于的形成,影響重金屬還原,難于形成氫氧化物沉淀析出。綜上所述,當(dāng)pH值在6-7時(shí),重金屬去除效果最適合。
2.3 電流密度的影響
設(shè)置不同電流密度,電極間距為2.5cm,初始pH值調(diào)節(jié)為6,處理時(shí)間為30min。
在電流密度(A/dm2)為1、2、3、4、5、6時(shí),Cr6+去除率(%)分別為51.34、66.85、74.31、90.32、95.58、86.21;Cu2+去除率(%)分別為54.93、67.23、77.89、93.29、97.74、87.45;Ni2+去除率(%)分別為47.11、58.38、69.35、88.28、93.23、80.36;Zn2+去除率(%)分別為:50.19、67.24、76.20、93.17、96.49、84.57。
當(dāng)電流密度在1~4A/m2時(shí),在鐵電極上發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量鐵離子,廢水中鐵離子濃度也隨著電流密度增大而升高,鐵離子在水中經(jīng)過(guò)水解產(chǎn)生大量的水解沉淀物,產(chǎn)生的絮凝劑增多,氣泡的產(chǎn)生速率同時(shí)有所加快,絮凝效果越來(lái)越好,所以重金屬離子的去除率也隨著電流密度的增大而逐漸升高。
2.4 電凝時(shí)間的影響
設(shè)置極板間的距離為2.5cm、電流強(qiáng)度為5A/dm2、初始pH=6,設(shè)置電凝時(shí)間為40min,在設(shè)備出水口每隔5min取樣一次。
在電凝時(shí)間(min)為5、10、15、20、25、30、35、40時(shí),Cr6+去除率(%)分別為74.27、84.39、89.55、93.76、95.52、96.78、96.23、96.52;Cu2+去除率(%)分別為75.51、84.67、89.18、94.34、97.15、97.63、97.39、97.28;Ni2+去除率(%)分別為70.33、80.64、86.28、90.31、92.54、92.12、92.08、92.06;Zn2+去除率(%)分別為74.99、81.17、87.59、93.07、95.89、96.24、95.98、96.04。
最佳電凝時(shí)間為25~30min。在電絮凝處理前15min時(shí),隨電凝時(shí)間的增加,水解形成的絮凝劑數(shù)量越來(lái)越多,金屬離子去除率都快速增長(zhǎng)。當(dāng)電凝時(shí)間達(dá)到20min時(shí),去除率趨于緩慢;此時(shí),去除率分別為93.76、94.34、90.31和93.07,但是在超過(guò)30min時(shí),去除率反而略微降低,同時(shí)趨于平穩(wěn)。
3、結(jié)論
目前,電絮凝法得到了環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注,但許多研究成果向工程實(shí)踐的轉(zhuǎn)化還需要一個(gè)過(guò)程,如何降低運(yùn)行費(fèi)用,提高運(yùn)行穩(wěn)定性將是該項(xiàng)技術(shù)得以推廣的關(guān)鍵所在。
(1)在電極間距上,電極間距為2.5cm重金屬離子去除效果最佳;
(2)在初始pH值上,最佳pH值在6―7之間,金屬離子去除率最合適,當(dāng)pH值突破8后,去除率出現(xiàn)降低;
(3)在電流密度上,電流密度在5A/dm2時(shí),效果最佳;
(4)在電凝時(shí)間上,最合適的電凝時(shí)間為25-30min。(來(lái)源:深圳市安鴻環(huán)??萍加邢薰荆?/span>