直流电解法处理电镀综合废水

化学与生物工程

2008,Vol.25No.8

　Chemistry &Bioengineering

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基金项目:广东省科技计划资助项目(2006B36702004)收稿日期:2008-04-01

作者简介:黄石峰(1973-),男,广东中山人,工程师,主要从事环保工程的研究;通讯联系人:潘湛昌,博士,教授。E 2mail :panzhan 2

chang @ 。

直流电解法处理电镀综合废水

黄石峰1,2,潘湛昌1,陈世荣1,林治顺1

(1.广东工业大学轻工化工学院,广东广州510006;2.中山市恒雅环保工程有限公司,广东中山528403)

摘　要:以可溶性铁板为极板恒电流处理电镀综合废水。结果表明,在初始p H 值为3175、恒电流为112A 、极板间距为18cm 的条件下电解处理电镀综合废水20min ,重金属离子去除效果较好,COD 去除率达到8418%。在此条件下,处理工业电镀废水效果较好,表明该法具有良好的实际应用价值。

关键词:电解法;电镀综合废水;COD ;重金属离子

中图分类号:X 78111 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2008)08-0061-03

电镀是当今全球三大污染工业之一。电镀废水是全球主要的重金属污染源,如不经处理就直接排放,不仅会造成受纳水体的污染,影响水资源环境,还会造成水资源和贵金属的巨大浪费[1～3]。现有的处理方法如化学法、生物法、离子交换法、膜分离法等[4～8]均能有效地处理重金属废水,但同时也存在着不足之处,如加药剂量大、废渣量大、操作复杂等。针对上述问题,作者以直流电解法处理模拟电镀综合废水,具有工艺流程简单、操作方便、无需加药剂、反应时间短、处理能力强等优点,对于工业电镀废水具有良好的实际应用价值。

1　实验

111　材料、试剂及仪器

配制Cr 6+、Cu 2+、Ni 2+、Zn 2+、Cd 2+浓度为100mg

・L -1的溶液,并与ED TA 以1∶1络合,形成模拟电镀综合废水。实际废水由电镀企业提供。

K 2Cr 2O 7、CuSO 4、NiSO 4、ZnSO 4、CdSO 4、ED TA ,以上试剂均为分析纯。

日立Z 28000型原子吸收分光光度计,P HS 225型酸度计,721型分光光度计,HDV 27C 型晶体管恒电位仪,X J 2Ⅲ型COD TP TN 消解装置。112　方法

将废水置于反应槽中,调节适当的p H 值,以可溶性铁板为极板,在一定的恒电流作用下反应,反应时可变换铁板正负极以防止阳极铁板钝化或撕裂Fe 2O 3钝

化膜,调节极板间距以获得适当的电流密度,反应一定时间后停止,以酸度计测定处理液的p H 值,加入适量PAM 絮凝,过滤,清液以原子吸收分光光度计检测其重金属离子浓度。

另取310mL 清液于消解管中,加入适量的掩蔽剂、消化液、催化剂,于COD 消解装置中160℃恒温催化消解25min ,以分光光度计测定其吸光度,根据标准曲线得到COD 值。

2　结果与讨论

211　溶液初始pH 值对反应的影响

以铁板为工作电极、饱和甘汞电极(SCE )为参比电极、石墨电极为辅助电极,在不同p H 值的电解液中,以恒电位仪对铁板进行扫描,扫描速度为10mV ・s -1,得到极化曲线如图1所示

。

图1　铁板的极化曲线

Fig.1　Polarization curves of iron plate

由图1可知,当反应溶液的初始p H 值大于415时,反应过程中铁板容易产生致密的Fe 2O 3膜而被钝化,从而阻碍反应的顺利进行,因此,溶液初始p H 值应在415以下。

212　COD 去除率的影响因素

21211　溶液初始p H 值对COD 去除率的影响

调节不同p H 值,对模拟电镀综合废水进行处理,结果见图2

。

图2　pH 值对COD 去除率的影响

Fig.2　E ffect of pH value on removal rate of COD

由图2可知,p H 值为3175时,COD 去除率最高。这是由于必要的酸度保证了阳极氧化反应的顺利进

行,产生的新生态氧[O ]具有强氧化性,可将废水中的有机物氧化,从而达到去除COD 的目的。而酸度超过一定数值时,COD 去除率反而有所下降,这是由于处理前废水的p H 值过低使得处理后的p H 值相应也较低,而絮凝剂PAM 要求溶液p H 值一般为中性或弱碱性,过低的p H 值影响了PAM 的絮凝效果,因而导致COD 去除率下降。21212　恒电流对COD 去除率的影响

调节p H 值为3175,以不同的恒电流对模拟电镀综合废水进行处理,结果见图3

。

图3　恒电流对COD 去除率的影响

Fig 13　E ffect of constant current on removal rate of COD

由图3可知,随着恒电流的增大,电解效果越好,

COD 的去除率越高,当电流大于112A 时,处理效果没有明显的提高,这可能是由于过大的电流并没有使

得溶液中新生态氧[O ]浓度增加,富余的[O ]大部分结

合成O 2而逸出。因此从经济方面考虑,选择恒电流为112A 。21213　极板间距对COD 去除率的影响以不同的极板间距对模拟电镀综合废水进行处理,结果见图4

。

图4　极板间距对COD 去除率的影响

Fig.4E ffect of distance of pole planks on removal rate of COD

由图4可知,随着极板间距的减小,COD 去除率明显提高,但当极板间距小于18cm 时,COD 去除率

反而下降。这是由于过小的极板间距会影响水样的流动,使反应产生的沉淀不流通,影响电解效果,且极板间距太小易造成短路,而过大的极板间距会增大化学电阻。

21214　处理时间对COD 去除率的影响

在p H 值为3175、恒电流为112A 、极板间距为18cm 的条件下,对模拟电镀综合废水处理不同时间,结果见图5

。

图5　处理时间对COD 去除率的影响

Fig.5　E ffect of treatment time on removal rate of COD

由图5可知,处理20min ,COD 去除率可达到

8418%,处理反应30min 的COD 去除率为8617%,

表明延长处理时间,COD 去除率提高并不明显。因此,从经济方面考虑,最佳处理时间为20min 。213　重金属离子的去除效果

在初始p H 值为3175、极板间距为18cm 、恒电流为112A 的条件下,对模拟电镀综合废水进行处理,结