电絮凝法处理电镀废水中的铜、镍、铬.doc

电絮凝法处理电镀废水中的铜、镍、铬 　　（河南质量工程职业学院，河南 平顶山 467000） 　　摘 要：提出了以铝板作为电极板，采用电絮凝法处理含铬、镍、铜电镀废水。研究了电流密度、处理时间、电极板间距、pH、电导率等因素对铬、镍、铜离子去除效率的影响。结果显示，在电絮凝过程中，在电流密度为5.0A/dm2、pH为6.0-8.0、电解时间为30min，极板间距为2cm时去除效率最佳，能达到94%以上。在电解的过程中，随着电流密度、电解时间的增加，三种离子的去除率不断增大，在一定范围内电极间距的减小可以使得离子的去除效果有所提高，而电导率对离子去除率的影响很小。 　　关键词：电镀废水;电絮凝;电导率;去除率 　　 电絮凝法作为一种较为成熟的水处理技术，是一种高级的电化学水处理技术，它具有去除效率高，去除污染物范围广，集氧化还原、絮凝、气浮为一体、操作工艺和设备简单，不需添加化学絮凝剂，无二次污染等诸多其它物理、化学方法所没有的优点[1]。目前，尽管电絮凝法的应用还没有十分普及，但在国外有一些国家，电絮凝工艺除实验室的研究外，已广泛用于处理印染废水、制药废水、造纸黑液和含氰、含铬电镀废水等，正在迈向工厂应用[2-5]。因此如何进一步提高处理效率、降低能耗、选择最佳的电絮凝条件成为该技术推广和普及应用的关键。 　　1 实验 　　 取一定量的含Cr3+、Cr（VI）和Ni2+、Cu2+重金属离子的电镀废水（取自本地某电镀工厂车间污水排放口）于电解槽（容量为1000mL的普通烧杯）中，阴极、阳极各为一块铝制电极（45 mm×55 mm×3 mm），平行且垂直地放入烧杯中，铝的纯度为99% ，用NaOH来调节样品的pH 值，加入1.0g的NaCl以提高其电导率。接线后开通电源，通过磁力搅拌器防止电解液所产生的浓差极化现象，调整电压、电流值。开始计时，并定时每次取2mL水样进行分析，采用紫外分光光度计（GB/T7466-1987，GB/T11910-1989，GB/T7473-1987）分别测Crn+、Ni2+、Cu2+金属离子的质量浓度，计算金属离子的去除率。废水水质如下：Crn+：10.18mg/L，镍离子：40.21mg/L，铜离子：35.58mg/L，pH 2-6。 　　2 结果与讨论 　　2.1 电流密度对金属离子去除率的影响 　　 处理时间为25min，pH为8.0，电极板间距为2cm时，不同电流密度对金属离子去除率的影响如图1所示。 　　 由图1可见，电流密度在1 ～ 5A/dm2之间变化时， 随着电流密度的增加，铜离子、铬离子、镍离子的去除率逐渐增加，当电流达到5A/dm2时，镍离子、铜离子去除效率达到最大;继续增大电流密度在5A/dm2到6A/dm2之间变化，去除效率反而呈下降趋势。当电流密度达到5.5A/dm2时，铬离子去除效率达到最大;继续增大电流密度在5.5A/dm2到6A/dm2之间变化时，铬离子的去除效率也开始下降。其原因为电流是电絮凝过程中极板溶解、絮凝及气浮作用的动力来源，除决定了絮凝剂的产生总量，还决定了气泡产生速率。起初随着电流密度的增大，絮凝剂产量增多，气泡产生速率变快，絮凝能力不断加强，从而快速而有效地去除了重金属离子[7-8]。与此同时，阳极的电流密度直接影响了阳极氧化的反应速度。综合因素考虑，电流密度应控制在5A/dm2为宜。 　　2.2 处理时间对金属离子去除率的影响 　　 在电絮凝设备极板间距为2cm，电流密度为5 A/dm2，pH值为8.0，通过控制进水流量使处理时间分别为10，20，30，40，50，60min，不同处理时间对铜离子、镍离子、铬离子去除率的影响如图2所示： 　　 由图2可见，控制电流密度在5A/dm2的情况下，时间从10 min增加到25min时，设备对金属离子的处理效率比较明显。当处理时间达到30min的时候，金属离子的去处效果达到最佳状态。当时间超过超过30min后，处理时间的进一步延长对去除率的提升并不明显，去除率变化不大，趋于稳定。这主要是电絮凝法的处理效果达到饱和临界点，所以反应时间继续增加，处理效果并不能无限增长[9]。另外，随着时间增加，金属极板容易发生钝化形成一层疏松保护膜，影响铝电极溶解和自由基的产生量，导致絮凝剂铝离子产生量减少和氧化效果减弱，继续增加反应时间对去除效果意义不大。并且随着时间的增加电能消耗增加，处理成本随之增长。因此合理的处理时间为30 min为宜。 　　2.3 电极板间距对金属离子去除率的影响 　　 电极间距对电流影响最直接，电极间距小，电絮凝处理效果较好，能耗较小，但间距小不利于设备的加工;电极板间距增大则溶液电阻增大，导致耗能较大，且电絮凝效果也较差。 因此将电极板间距分别取为1、2、3、4和5 c