電解法處理含不同重金屬電鍍污水總結(jié)

【資料簡(jiǎn)介】

電鍍行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力之一，它涵蓋航天飛行、國(guó)防建設(shè)、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(jì)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(yīng)，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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

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?gòu)U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(xiàn)對(duì)近幾年的研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)、分析，發(fā)現(xiàn)電解法存在的問(wèn)題并提供相應(yīng)的建議，以期使工程人員、科研人員對(duì)電解法處理電鍍廢水有全面的認(rèn)識(shí)，為實(shí)際工程的應(yīng)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*的是六價(jià)鉻。六價(jià)鉻被列為對(duì)人體危害最大的8種化學(xué)物質(zhì)之一，對(duì)人體具有“三致”作用。

雷英春采用自制有機(jī)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(yàn)廢水采用模擬廢水，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)來(lái)研究電流、電解時(shí)間等因素對(duì)鉻去除的效果。

試驗(yàn)結(jié)果表明，NaCl可以增加溶液的電導(dǎo)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(dāng)Cr(VI)的濃度為7.8g/L，電流強(qiáng)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(shè)計(jì)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(yàn)裝置，對(duì)某廠含鉻廢水進(jìn)行電解。結(jié)果表明，電解1h后廢水能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理效果明顯。經(jīng)計(jì)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(yàn)證明，當(dāng)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(dá)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(wěn)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(dá)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(jī)械廠含銅廢水。

研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)交換吸附處理后，廢水中銅的含量能夠達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，樹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(dá)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(shù)對(duì)銅離子去除效率的影響，最后對(duì)電極法去除銅離子的經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行分析。

結(jié)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(dá)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(dá)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(shè)備，任廣軍等自行研發(fā)了流化床電解裝置對(duì)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(jié)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(jì)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(dāng)不僅會(huì)造成環(huán)境的嚴(yán)重污染還會(huì)導(dǎo)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(jié)合形成水合離子，嚴(yán)重影響水環(huán)境，土壤中的鎳會(huì)被農(nóng)作物帶走，使作物果實(shí)具有judu。

劉淑蘭等設(shè)計(jì)一個(gè)尺寸為95mm×75mm×75mm的有機(jī)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(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂來(lái)處理含鎳廢水。

結(jié)果表明，電解質(zhì)中加入強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂作為雙相電解質(zhì)，能夠提高電解質(zhì)的電導(dǎo)，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(shè)計(jì)有機(jī)玻璃電滲析試驗(yàn)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(jié)果表明，將電解質(zhì)的pH值控制在5左右時(shí)，設(shè)定合理的電流密度，可以提高回收金屬鎳的效率;試驗(yàn)電解質(zhì)的電流密度可達(dá)60%，回收金屬鎳的純度可達(dá)99.7%。

張少峰等采用自行設(shè)計(jì)的白下而上為循環(huán)室的陰極室、*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(jié)果表明，在相同的電解時(shí)間內(nèi)，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(yīng)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(jì)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(xiàn)象是不可避免的，極化現(xiàn)象主要分為兩種——濃差極化與化學(xué)極化。濃差極化現(xiàn)象導(dǎo)致電解過(guò)程效率降低，必須對(duì)電解槽進(jìn)行合理的攪拌，因此研制新型反應(yīng)器是電解工藝未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

5 結(jié) 語(yǔ)

電鍍廢水重金屬的回收是促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，避免電鍍污染轉(zhuǎn)移，從根本上降低污染的重要環(huán)節(jié)。

常規(guī)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(yùn)行費(fèi)用高等特點(diǎn);生物法因其菌種的適應(yīng)性不同，實(shí)際工程應(yīng)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(yùn)用已顯示出了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益，因此有理由相信，隨著現(xiàn)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(yīng)用。