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廢水治理

電解法處理含不同重金屬電鍍廢水總結

來(lái)源:環(huán)球電鍍網(wǎng)   作者:李妍 唐曉琳 趙紅    發(fā)布時(shí)間: 2019-03-22 11:46   瀏覽:

電解法處理含不同重金屬電鍍廢水總結

  電鍍行業(yè)是我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展的重要驅動(dòng)力之一,它涵蓋航天飛行、國防建設、生活生產(chǎn)等方面。在電鍍工藝的生產(chǎn)過(guò)程中,有大量廢水產(chǎn)生,由于電鍍的特殊性,廢水中的重金屬含量高、毒性大。
  選擇操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟合理的處理方法是將電鍍廢水變廢為寶、合理利用的首要條件。
  目前處理電鍍廢水的方法可以概括為化學(xué)法、物化法與生物法,其中化學(xué)法主要包括化學(xué)沉淀法、氧化還原法、中和法,物化法主要包括離子交換法、膜分離法、電解法和吸附法,生物法主要是活性污泥法。
  電解法是指電解質(zhì)溶液在電流的作用下發(fā)生電化學(xué)反應,從而去除重金屬污染物的方法。
  廢水在進(jìn)行電解時(shí),在電流的作用下陰極釋放出電子,使廢水中的某些陽(yáng)離子因得到電子而被還原,因此陰極在電解過(guò)程中起還原劑的作用;陽(yáng)極得到陰極失去的電子,使廢水中的某些陰離子失去電子被氧化,因此陽(yáng)極在電解過(guò)程中起氧化劑的作用。
  廢水中的重金屬在電解槽的陰極被還原,產(chǎn)生不溶于水的沉淀,從而降低了廢水的毒性,達到排放標準。
  電解法處理電鍍廢水時(shí)使用低壓直流電源,不消耗化學(xué)試劑,操作易行,管理方便,是目前電鍍廢水處理方法中較為成熟的一種工藝,具有良好的發(fā)展前景。
  電解法常用于電解電鍍行業(yè)產(chǎn)生的重金屬廢水以回收金屬,已經(jīng)取得了較好的處理效果。
  本文介紹了三種典型的含重金屬電鍍廢水——含鉻廢水、含銅廢水與含鎳廢水利用電解法處理的研究進(jìn)展,通過(guò)查找文獻對近幾年的研究現狀進(jìn)行總結、分析,發(fā)現電解法存在的問(wèn)題并提供相應的建議,以期使工程人員、科研人員對電解法處理電鍍廢水有全面的認識,為實(shí)際工程的應用以及科研提供一定的參考。
 
  1 電解法處理含鉻廢水
 
  鉻是一種變價(jià)元素,其化合物以二價(jià)、三價(jià)和六價(jià)的形式存在,毒性最強的是六價(jià)鉻。六價(jià)鉻被列為對人體危害最大的8種化學(xué)物質(zhì)之一,對人體具有“三致”作用。
  雷英春采用自制有機玻璃電解槽,以不溶性純鉛為陽(yáng)極材料,以18—8不銹鋼為陰極材料”。試驗廢水采用模擬廢水,設計正交試驗來(lái)研究電流、電解時(shí)間等因素對鉻去除的效果。
  試驗結果表明,NaCl可以增加溶液的電導率,能夠降低陰極極化作用,同時(shí)陽(yáng)極形成PbO,膜,降低陽(yáng)極極化。當Cr(VI)的濃度為7.8g/L,電流強度為1.4A,溫度為15℃時(shí),Cr(Ⅵ)的去除率為99.9%。
  郝火凡等人設計了一個(gè)鐵極板尺寸為180mm×180mm×15mm的雙電極串聯(lián)電解模擬試驗裝置,對某廠(chǎng)含鉻廢水進(jìn)行電解。結果表明,電解1h后廢水能夠達到排放標準,處理效果明顯。經(jīng)計算,每處理lm的廢水需用電1.2kW/h。
  Fe—Al混合電極中Al電極能夠生成具有混凝作用的Al(OH),能夠吸附廢水中的二價(jià)鐵離子,同時(shí)生成的Fe(OH)可吸附廢水中的膠體顆粒而產(chǎn)生沉淀。梁肩民等利用Fe—Al混合電極的上述優(yōu)良特性來(lái)處理含鉻廢水0。試驗證明,當混合電極中的Fe、
  Al比例為2:1時(shí),電流密度為0.2~0.3A/dm2,極板間距為10mm左右,經(jīng)過(guò)15min的電解后,可以使污水中的c去除率達99.6%,而且電解處理后的廢水靜止一段時(shí)間后其色度、濁度不發(fā)生變化,電解后廢水的穩定性較好。
 
  2 電解法處理含銅廢水
 
  電鍍業(yè)排放的廢水中含銅量較高,每升廢水達幾十至幾百毫克。
  周云等利用交換吸附一電解法處理甘肅省天水市某機械廠(chǎng)含銅廢水。
  研究結果表明,經(jīng)過(guò)交換吸附處理后,廢水中銅的含量能夠達到國家排放標準,樹(shù)脂飽和后的再生液進(jìn)入電解槽中進(jìn)行電解處理,可以取得良好的處理效果,達到回收銅、減小環(huán)境危害的目的。
  曾淼等以某企業(yè)含銅電鍍廢水為樣品,利用電解法研究了電解時(shí)間、電流密度以及進(jìn)出水濃度等參數對銅離子去除效率的影響,最后對電極法去除銅離子的經(jīng)濟成本進(jìn)行分析。
  結果表明,在電流密度為1.5A/dm,銅離子質(zhì)量濃度為31.76mg/I,銅離子去除率可以達到98%;銅離子質(zhì)量濃度為1867.16mg/L,在電流密度為3.0A/din,銅離子去除率可以達到99%。
  流化床是一種使待處理水呈流態(tài)化狀態(tài)的水處理設備,任廣軍等自行研發(fā)了流化床電解裝置對含銅廢水進(jìn)行處理,電解質(zhì)采用混酸電解質(zhì),陽(yáng)極材料采用鈦基二氧化鉛。
  結果表明,流態(tài)化介質(zhì)處于流態(tài)化狀態(tài),增大了電極與電解質(zhì)的有效接觸面積,從而提高了電流利用效率,取得了較好的環(huán)境效益與經(jīng)濟效益。
 
  3 電解法處理含鎳廢水
 
  電鍍行業(yè)酸洗工藝生產(chǎn)過(guò)程會(huì )產(chǎn)生大量的含鎳廢水,如果處理不當不僅會(huì )造成環(huán)境的嚴重污染還會(huì )導致大量鎳金屬資源的流失。
  含鎳廢水的不合理排放會(huì )污染空氣、水體、土壤,鎳能夠在空氣中形成具有致癌作用的Ni(CO),鎳進(jìn)入水體后與水結合形成水合離子,嚴重影響水環(huán)境,土壤中的鎳會(huì )被農作物帶走,使作物果實(shí)具有劇毒。
  劉淑蘭等設計一個(gè)尺寸為95mm×75mm×75mm的有機玻璃電解槽,其陰極材料為不銹鋼片,陽(yáng)極材料為鈦基鍍二氧化鉛,并在電解質(zhì)溶液中加入強酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂來(lái)處理含鎳廢水。
  結果表明,電解質(zhì)中加入強酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為雙相電解質(zhì),能夠提高電解質(zhì)的電導,即陰極附近的鎳離子濃度,此方法取得了較高的鎳回收率。
  于德龍等自行設計有機玻璃電滲析試驗裝置來(lái)研究電滲析電解法回收金屬鎳,并研究了影響回收效率的影響因素。
  結果表明,將電解質(zhì)的pH值控制在5左右時(shí),設定合理的電流密度,可以提高回收金屬鎳的效率;試驗電解質(zhì)的電流密度可達60%,回收金屬鎳的純度可達99.7%。
  張少峰等采用自行設計的白下而上為循環(huán)室的陰極室、完全封閉的陽(yáng)極室電解槽,利用脈沖電流的方法處理含鎳廢水。
  結果表明,在相同的電解時(shí)間內,脈沖電解法的電解效率要高于直流電解法,脈沖電解含鎳廢水方法明顯優(yōu)于直流電解法。
 
  4 存在的問(wèn)題
 
  經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展,電解法廣泛應用于電鍍行業(yè),但是其本身也存在一定的局限性,主要是電流效率較低及經(jīng)濟不合理。
  上述兩個(gè)局限性的存在使得電解法水處理技術(shù)的發(fā)展受到一定程度的限制,因此需要研究新型電極材料以提高電流的利用效率。
  此外,電解過(guò)程中的極化現象是不可避免的,極化現象主要分為兩種——濃差極化與化學(xué)極化。濃差極化現象導致電解過(guò)程效率降低,必須對電解槽進(jìn)行合理的攪拌,因此研制新型反應器是電解工藝未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
 
  5 結 語(yǔ)
 
  電鍍廢水重金屬的回收是促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展,避免電鍍污染轉移,從根本上降低污染的重要環(huán)節。
  常規的處理工藝各有特點(diǎn),但局限性又較大,化學(xué)法與物化法存在耗能大、運行費用高等特點(diǎn);生物法因其菌種的適應性不同,實(shí)際工程應用過(guò)程中菌種的馴化比較困難,效率低下,易受溫度影響。
  電解法在實(shí)際電鍍廢水處理工程中的運用已顯示出了巨大的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益,因此有理由相信,隨著(zhù)現代電化學(xué)技術(shù)理論和科學(xué)研究的逐漸深入,電解法水處理丁藝必將得到更廣泛的應用。
 
  原標題:電解法:處理含不同重金屬電鍍廢水總結