发布时间 : 星期六 文章电絮凝法处理含铬废水的实验研究(1)更新完毕开始阅读3f216156e87101f69e3195b3
攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪论
高。在初始pH为2.6、电流强度0.022 A／cm2条件下，加入20 mmol／L H2 O2即可使COD和TOC达到最高去除率。 电絮凝+Fenton的组合形成了一种更优的技术，为有机物和多种重金属混合废水的去除提供了一种新型处理方法。
(2) 电絮凝+反渗透。消防废水是一种高浊度废水，里面含有大量悬浮物，不宜直接采用膜处理。C．Baude．Luin等[17]采用反渗透技术+过滤+电絮凝技术技术处理这种废水。该实验以铝板为阳极，在电荷负荷为600 C／L条件下，在不随电负荷的升高而升高的情况下，氟表面活性剂的去除率在71％一77％ ，再将过滤后的废水后废水进入反渗透系统。此时去除率可达99．94％～99．97％ 。
(3)UASB+电絮凝。K．Yetilmezsoy等[18]采用UASB+电絮凝处理家禽粪便排出的废水， 进水TCOD最高为(29 970±1 560)mg／L．经UASB处理后出水为(3 030~600)mg／L，去除率已经达90％，但TCOD依然很高，所以后面可以分别采电絮凝法做一步处理。实验结果显示，在条件最优的情况下，即pH=5．0、电流强度0．015 A／cm2、电解时间20 min。经过这项联合工艺工艺处理后，COD的去除率可达90％。
(4) 电絮凝作预处理程序来防止反渗透膜污染。很厂家采用反渗透技术处理苦咸水或海水来生产饮用水。但一些苦咸水中可能含硅酸根，高浓度的硅酸根会形成二氧化硅来破坏反渗透膜，这使得膜的脱盐能力降低，达不到目的。W．Den等[19] 研究了铝电极电极絮凝处理硅酸根离子的效果。
1.3电絮凝技术的发展
1.3.1电絮凝技术的改进
有专业研究人员在现有的电絮凝工艺的基础上提出了一些改进方法以及今后的研究发展方向，旨在降低能耗，防止极板钝化，进一步提高处理效率等。
(1)电源的改进。在现在的电源改进技术中，研究热点主要是在脉冲电源这一部分。有研究表明[20]，脉冲电源在许多方面有优于直流电源的地方，如阳极损耗、电能、阳极钝化和极板结垢等方面。曾有毛巾厂利用高压脉冲电絮凝法处理来处理毛巾生产过程中产生的印染废水，CODc 和BODs的去除率都高达80%以上，对色度的去除率更是达到100% ，并且费用也相当低，每吨废水的实际运行管理费只有0．49元[21]。
(2)应用新型电极。电絮凝的另一个研究发展方向就是采用新型电极，包括采用更广泛的电极材料和更加多样的极板几何形状。例如采用三维电极。陈武等[22]通过三维电极法处理自配模拟钻井废水，试验研究了三维电级的各项操作参数，得到了影响三维电极电化学反应的各参数的最佳组合，并证实三维电极这种新方法确实具有优于电絮凝法的降解COD的能力。
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(3)与其他工艺的组合。根不同废水的性质各异，将其他工艺与电絮凝技术与其他工艺结合起来可以得到更好的去除率。V．G．Sister等[23]将超声波法与电絮凝法相结合用于去除废水中的表面活性剂，取得了非常显著的效果，超声波产生的超声空化作用在局部产生高温高压，缩短了反应时间，并在电絮凝过程时使电极表面得到清洁，使电极附近的离子更新，从而使极板避免发生钝化；S．Song等[24]将直流电絮凝与生化法联合处理印染废水，突破了传统化学法和生化法处理的技术极限，处理效果良好，已达到国标对纺织印染水质污染物排放的二级标准要求；用电絮凝技术来进行苦咸水的预处理，能大大延长膜组件的清洗周期，在降低成本的同时提高效率；B．Zhu等[25]将微滤技术和电絮凝技术联用去除病毒。实验结果表明，只使用微滤对MS2噬菌体的去除率相当低，仅为0．5 log，但如果用电絮凝技术对水样进行了预处理的话，病毒的去除率达到4.0 log。
1.3.2电絮凝法的发展
电絮凝综合了化学混凝和电化学的优点成为了一种高效去污的电化学方法，可彻底去除污染物，尤其是对于普通方法无法处理的有机物和无机物，电絮凝显示出其他处理方法无可媲美的优势。电絮凝既可独处理废水，也可与其他技术联用来处理生化法难以处理的一些复杂废水。
电絮凝法是一种高级的电化学水处理技术，它具有去除效率高、去除污染物范围广工艺和设备简单、、不添加化学药剂、无二次污染等诸多其它如物理、化学方法所没有的优点。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，已在向工厂应用，因此如何进一步提高处理效率、降低能耗成为电絮凝技术推广和普及应用的关键。
1.3.3电絮凝技术的局限性
虽然电絮凝技术具有许多常规水处理工艺没有的独特优势，但也有局限性，主要表现在：
（1）这项技术有一个最大的化学特性就是很依赖水溶液，特别是导电性的化学性质，因此，需要外加一些电解质提高水质的电导率；
（2）水样的物理化学性质本身对电絮凝处理效果影响显著；
（3）极板很容易因形成氧化膜而钝化，对电絮凝的处理效果有很大影响； （4）有关电絮凝发面的很多理论还不成熟，尤其是对电絮凝反应器成型设计的这一理论的缺乏，因此对于一种特定水质，采用什么结构的反应器、怎样优化去除率仍然遇到许多问题。
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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 实验部分
2 实验部分
2.1实验仪器和试剂
试剂：重铬酸钾(CR级) ；氢氧化钠(CR级) ；氯化钠(CR 级) ：硝酸，盐酸(AR级) ；氯化铵(AR级) ；二苯碳酰二肼(AR级)；高锰酸钾(AR级)；丙酮；硫酸。
仪器：紫外可见分光光度计具塞比色管50ml规格一致； 移液管若干只； 量筒250ml；250mL锥形瓶；容量瓶等
试验研究设备：反应槽及极板自行设计。
试验配水：采用人工配制的模拟废水。重铬酸钾（K2Cr2O7，优级纯）0.2829g，用于水溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升溶液含0.100mg六价铬。
2.2 实验原理
2.2.1电絮凝部分
在外电压的作用下，用铝做电极板，产生的阳离子在溶液中水解、聚合生成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，与六价铬离子反应生成絮状沉淀而将六价铬离子去除。
反应方程式：
阳极反应：
Al-3e-→Al3 + ； Al3 + + nH2O→Al(OH)n 3-n + nH+
阴极反应：
3H2O + 3e-→3 /2H2(g) + 3OH-
2.2.2吸光度测定部分
在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合朗伯-比尔定律。
2.3实验内容
2.3.1所需溶液的配制
（1）模拟废水（铬标准贮备液）：重铬酸钾（K2Cr2O7，优级纯）0.2829g，用于水溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升溶液含0.100mg六价铬。
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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 实验部分
（2）1＋1硫酸：将硫酸（??1.84g/ml）l缓缓加入到同体积水中，混匀。 （3）1＋1磷酸：将磷酸（??1.69g/ml）与等体积水混合。
（4）显色剂（I）：称取二苯碳酰二肼（C13H14N4O）0.2g，溶于50ml丙酮中，加水稀释至100ml，摇匀。贮于棕色瓶置冰箱中保存。色变深后不能使用。
2.3.2标准曲线的绘制
向一系列50ml比色管中分别加入0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00ml的配制好的铬标准溶液，再用水稀释至标线。，加入加入1＋1硫酸溶液0.5ml和1＋1磷酸溶液0.5ml，摇匀后加入2ml显色剂，再摇匀。5～10min后，于540nm波长处，用10 mm的比色皿，参比溶液为水，测定铬标液的吸光度并且作空白校正。以吸光度为纵坐标，相应铬含量为横坐标用EXCEL绘制标准曲线，并求线性回归方程。
图2.1铬的标准曲线
根据上图可得出公式：Y=0.5818X+0.0004。根据公式计算出所测样品中铬的质量，进而算出铬的去除率。
2.3.2实验步骤
（1）电解部分
将配制好的实验模拟废水装在一个1000ml的烧杯中，接通电源插入电极板，再加入NaCl增加其导电率先做电流强度对铬去除率的影响的实验，首先将电流调到0.5A，电解30分钟，极板间距为20mm，此时的初始pH应为6.0。将电解过后的溶液静置，然后再配制模拟废液分别将电流调到1，1.5，2，2.5A电解，静置，然后取上清液做吸光度的测验。电流强度与电流强度的对照如表2.1；做电解时
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