電絮凝法去除電鍍廢水重金屬技術

近年來，國內外學者針對不同鍍種的電鍍廢水采用了不同的處理方法，如物理法、化學法、膜處理法、吸附交換法、物理化學法及生物法等，但傳統(tǒng)的方法存在成本高、處理時間長、占地面積大、投資大、處理效率低、出水難以達標排放、二次污染及后續(xù)處理工作復雜等問題。電絮凝技術作為一種新型的處理方式，集氧化還原、絮凝和氣浮為一體，具有設備構造簡單、占地面積小、基建投資少、操作管理方便、無二次污染以及能夠同時去除多種污染物等特點，可以彌補傳統(tǒng)處理方法的不足，具有很好的發(fā)展前景及應用價值。

1、實驗部分

1.1 廢水性質

廢水取自深圳某電鍍廠電鍍車間，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 實驗流程及方法

電絮凝反應在容量為5L燒杯中進行，陽極和陰極為同類金屬電極，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，向燒杯中倒入調節(jié)pH值后的電鍍廢水3.5L，開通磁力攪拌器，設置電流密度。用計時器控制時間，測定濃度，計算其去除率。

2、結果與討論

2.1 電極間距的影響

設置不同電極間距，調節(jié)pH至6.0，調整電流密度為5A/dm2，通電時間為30min。

在電極間距（cm）為1、2.5、5、7.5、10時，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，可能因電極間距太大，陰極產(chǎn)生的初生態(tài)和陽極產(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，去除率相應逐漸降低。

2.2 初始pH值的影響

調節(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有所提高，對水中重金屬離子有更好的網(wǎng)捕作用；同時，廢水中OH－的濃度也相應提高。在pH值大于6且未超過8時，金屬離子開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pH值大于8時，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pH值在6-7時，重金屬去除效果最適合。

2.3 電流密度的影響

設置不同電流密度，電極間距為2.5cm，初始pH值調節(jié)為6，處理時間為30min。

在電流密度（A/dm2）為1、2、3、4、5、6時，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。

當電流密度在1~4A/m2時，在鐵電極上發(fā)生氧化反應產(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)生速率同時有所加快，絮凝效果越來越好，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 電凝時間的影響

設置極板間的距離為2.5cm、電流強度為5A/dm2、初始pH=6，設置電凝時間為40min，在設備出水口每隔5min取樣一次。

在電凝時間（min）為5、10、15、20、25、30、35、40時，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。

最佳電凝時間為25~30min。在電絮凝處理前15min時，隨電凝時間的增加，水解形成的絮凝劑數(shù)量越來越多，金屬離子去除率都快速增長。當電凝時間達到20min時，去除率趨于緩慢；此時，去除率分別為93.76、94.34、90.31和93.07，但是在超過30min時，去除率反而略微降低，同時趨于平穩(wěn)。

3、結論

目前，電絮凝法得到了環(huán)境科學領域的廣泛關注，但許多研究成果向工程實踐的轉化還需要一個過程，如何降低運行費用，提高運行穩(wěn)定性將是該項技術得以推廣的關鍵所在。

（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，效果最佳；

（4）在電凝時間上，最合適的電凝時間為25-30min。（來源：深圳市安鴻環(huán)?？萍加邢薰荆?/span>