青烽

一起来探讨:电絮凝法处理电镀废水的研究进展

http://www.pf.hc360.com2019年07月02日23:15 来源:环球电镀网T|T

    慧聪表面处理网讯:随着科技的不断发展,电镀企业的规模也越来越大,对电镀废水的处理已成为电镀行业关注的焦点。近年来,国内外学者针对不同镀种的电镀废水采用了不同的处理方法,如物理法、化学法、膜处理法、吸附交换法、物理化学法及生物法等,但传统的方法存在成本高、处理时间长、占地面积大、投资大、处理效率低、出水难以达标排放、二次污染及后续处理作复杂等问题。

    电絮凝技术集氧化还原、絮凝和气浮为一体,具有设备构造简单、占地面积小、基建投资少、操作管理方便、无二次污染以及能够同时去除多种污染物等特点,可以弥补传统处理方法的不足,具有很好的发展前景及应用价值。

    目前,电絮凝技术的研究已取得长足的进步,电絮凝技术已发展成为值得注意和信赖的新的电镀废水处理方法。

    1电絮凝技术的原理

    电凝聚法是近年发展起来的颇具竞争力的电镀废水处理方法,它是利用铁板或铝板作阳极,电解氧化生成Fe“、Fe“或Al“,经一系列水解、聚合成为多核羟基络合物及氢氧化物,其作为凝聚剂对水中悬浮物及有机物进行凝聚处理。同时,水分子在电流作用下发生电解反应,在阴极和阳极分别产生氢气和氧气,水中未被絮凝剂沉降的悬浮固体颗粒,与氢气和氧气结合形成密度小于水的电气浮体,处理效果进一步提高。

    2电絮凝技术处理电镀废水的研究现状

    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。

    01

    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。

    02

    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。

    03

    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。

    04

    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。

    05

    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。

上一页12下一页
评论