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电絮凝技术处理 电镀废水的研究现状

文章出处:迪奥水处理厂家责任编辑:迪奥水处理作者:水处理设备君

电絮凝技术对电镀废水处理效果的影响因素很多,是多种相关因素综合作用的结果。目前,主要研究了废水的pH、废水电导率、电流密度、进水浓度及电极材料等对废水处理的影响。

1、进水PH的影响

溶液的pH影响反应速度的快慢,决定着溶质的存在形态和电离程度。另外,H或OH一直接参加反应或起着催化剂的作用。因此溶液的pH是影响电絮凝去除效果的重要因素,必须严格控制。

以铁作为电极,研究电絮凝法处理含多种重金属废水的影响因素及处理效果。结果表明,总铅、总镍、总铬的去除率随pH的变化较大,当进水的pH高于8.5时,重金属离子的处理率均理想。

以铝板作为电极进行废水中Ni的电絮凝去除实验。实验结果表明,,pH较高有利于铝絮体的生成,并通过絮体对Ni的吸附以及共沉淀作用实现对金属离子的高效去除,但pH过高,到较强碱性时,会使铝絮体溶解,降低其絮凝活性,不利于提高电絮凝效率击。因此溶液pH的控制应综合考虑金属氢氧化物的溶度积、铁和铝氢氧化物的溶解性,一般来说,对于去除污染物,铝电极pH为中性,铁电极为碱性为宜。

2、电流密度的影响

电流密度影响微絮体的形成量(微絮体主要为高价金属离子的羟基化合物),对重金属处理效果影响较大,因而对金属极板溶出量(高价金属离子)具有决定性的影响,一般情况下,电流密度增大会使去除率提高。

电流密度增大虽然可减少操作单元,但是能量损失和电流效率下降是重要的问题。当电流密度较小时,随着电流密度的增大,电絮凝效率增大,当电流密度增大到一定值时,随着电流密度的增大,电絮凝效率变化不明显。

究其原因可能是电流密度增大,尽管铝絮体量较多,但由于阴极析氢过于剧烈,大量铝絮体会被上浮的微气泡迅速带出水面,缩短了铝絮体与金属离子的有效接触时间,不利于金属离子的去除。

一定程度增加电流密度可显著提高电絮凝效率,但电流密度的增加,加速电极的钝化,同时电流密度过高会导致溶液气浮现象剧烈,反而不利于电絮凝效率的提升。

因此应根据废水的具体情况,选择合适的电流密度,不仅可保证处理效果,同时可在一定程度上降低极板消耗与能耗。

电导率对去除效果的影响

通常选用NaCl溶液调节电导率。维持过高的电导率可能会导致加药量增加,运行成本上升,同时槽电压降低使电解氧化还原作用减弱。

电导率对处理废水的效果影响不大,但在保证电流密度不变的情况下适当地提高废水的电导率可以有效地降低电压,从而降低能耗。

在投加食盐时,相应的电压值会随投盐量的增加而降低,这是因为氯化钠属强电解质,在一定限度内可降低电阻,增加废水的电导率,减少极间电压和能耗。

另外,氯离子是阳极的活化剂,它易被吸附在具有氧化膜的电极表面,使得膜中氧被氯离子取代,这样在吸附氯离子的区域就有铁或铝的氯化物溶解,使这些区域的钝水膜成孔隙,铝离子或二价铁离子得以进入电解液中,但投盐量过多,一方面会使费用增加,另一方面会使出水中钠离子和氯离子过多,为排放或回用带来不利。所以,一般来说投盐量也应尽可能减少。

NaCl质量浓度大于1.0g/L后去除率基本相同。因Cl一本身对电极极板有腐蚀作用,高浓度的NaCl溶液会缩短极板的使用寿命,因此NaC1的质量浓度应以1.0g/L左右为佳。

进水浓度的影响

污染物成分复杂、种类多,不同废水的进水浓度与处理效果之间的关系差异很大,有的废水低浓度时处理效果好,有的则相反。

实际的处理过程中,应根据具体工程的废水排放浓度,通过实验确定电絮凝处理效果和进水浓度的关系。当进水的重金属离子浓度较高时,要达到理想的出水水质,可通过提高电流密度的方式实现,但与此同时能耗增大。

因此,电絮凝技术更适用于重金属废水的深度处理,对于高浓度重金属废水,应先进行预处理,再进行电絮凝处理,在保证处理效果的同时可尽可能降低运行成本。

不同电极材料及其组合方式

目前,电絮凝法主要用铁或铝做阳极。用铁做阳极、铝做阴极,电流密度为10A/m,对铬、铜及镍离子的去除率可达到100%。

采用钛.铁双阳极电絮凝技术去除电镀废水中铬(Ⅵ)进行了研究,利用第一阳极铁电解溶解,产生絮凝物,络合吸附铬(VI);而辅助阳极钛则发生氧化还原作用,使铬(Ⅵ)还原为铬(11I),两者结合处理镀铬废水,达到了理想的去除效果。

为此许多学者研究用两种或三种以上的金属合金、石墨电极或涂有金属氧化物的钛作为阳极处理废水。

因此一般的电镀废水用铁做阳极,铁阳极比铝阳极对金属离子的去除效果好。同时针对溶液不同的理化性质,可以选择铁与其他的金属复合电极做阳极。

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