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电絮凝活性炭纤维吸附法处理电镀废水的研究
发布日期:2018-01-22    来源:电镀与精饰   浏览次数:93
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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[1-3]。其处理对象主要为高浓度电镀废水,且水样的物理化学性质本身对电絮凝处理效果影响显著,因此根据不同废水的性质各异,将其与其他工艺结合起来将得到更好的去除效果。活性炭纤维(ACF)有丰富的微孔结构和巨大的比表面积,数倍于活性炭,吸附容量大、吸附速度快、灰分少、处理量大,且使用时间长,使用更灵活方便,因而在废水处理、贵金属回收以及金属离子痕量分析等方面有着广泛的应用[4-5]。本研究将两种方法有机结合,有效地解决了混合复杂电镀废水的处理问题。
1.实验
取一定量的含Crn+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2 mL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+( 9.5-13.0mg/L),Ni2+(400-600mg/L),Cu2+(350-450)mg/L,pH 2-6。
取2.0 g活性炭纤维于自制的容器内,电镀废水在室温下以一定速率自下而上缓缓流过活性炭纤维充分吸附直到纤维被完全穿透即吸附容量达到饱和为止,测活性炭纤维对金属离子的去除率。
2.结果与讨论
2.1电絮凝工艺研究
2.1.1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。

图1 电流密度对金属离子去除率的影响
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。因此流密度应控制在5A/dm2为宜。
2.1.2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,因而处理时间控制在30min为宜。
2.1.3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[6-8]。虽然如此,在做实验时电极板间距也不宜太小,因为电极板间距太小加大了浮渣堵塞的可能,容易在极板间造成短路而使设备损坏。 因此将电极板间距分别取为1、2、3、4和5 cm,在pH 值为8.0,电流密度为5.0 A/dm2,电絮凝时间为30min作用条件下的实验结果如图3所示:
 
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