电絮凝去除废水中重金属影响.docx

电絮凝去除废水中重金属影响《装备环境工程杂志》2014年第三期1方法研究的工艺流程如图1所示实验装置的处理量设计为1m3/h在配水槽配制模拟废水(投加重金属采用曝气搅拌同时投加碱适当调节pH值)。随后经铁电极电絮凝法处理出水进行曝气氧化将电化学反应产生的二价铁氧化为三价铁然后进入絮凝槽槽内投加PAM絮凝剂用于增加絮体尺寸以提高后续出水沉淀效果最后经沉淀得到清水。电絮凝设备中阴极与阳极均选择为铁极板极板间距设计为14mm。取清水和配水槽出水分别作为处理出水与原水。总铅、总锌、总铜、总镍、总镉及总铬测定方法参考《水和废水监测分析方法(第四版)》。2结果与讨论2．1pH值对处理效果的影响调节电解槽内电流密度恒定为10．2A/m2进水各重金属质量浓度均控制在20mg/L处理时间控制在3min进水电导率控制在1500～2000μs/cm时不同pH值条件下的处理效果如图2所示。由图2可知总体而言随着pH值的逐渐增大各重金属离子的去除率不断提高电絮凝过程产生的微絮体主要是高价金属的羟基化合物较高的pH值对微絮体的生成有利从而处理效率更高。当pH值在7．0～9．5之间变化时总铬的处理效果理想(去除率稳定在99．5%以上)且受pH值的影响很小。这可能是因为进水中总铬主要以六价铬形式存在经过电解还原形成三价格在较低pH值条件下也能有较高的去除率［15］。总铅、总镍、总铬的去除率随pH值的变化较大这可能与金属氢氧化物的溶度积有关。从图2中还可看出当进水的pH值高于8．5时各重金属离子的处理率均理想因此在处理含多种重金属离子的废水时应尽量将进水pH值调节至8．5～9．0;当处理含单一重金属污染物时(如含六价铬废水)可根据进水重金属浓度情况适当选择较低的进水pH可减少pH调节药剂用量降低运行成本。2．2电导率对处理效果的影响当电流密度为10．2A/m2重金属进水质量浓度为20mg/L处理时间为3min进水pH值为8．5～9．0时电导率对重金属离子去除率的影响如图3所示。能耗及槽电压随电导率的变化趋势如图4所示。从图3可以看出电导率对电絮凝装置的处理效果影响不大但它是电絮凝处理技术的一项重要参数。从图4可以看出恒流输出条件下电絮凝设备的功耗和槽电压随电导率的增大而不断降低。试验条件下当进水电导率低于2000μs/cm时槽电压降低至10V以下能耗降低至0．4kW•h/t以下。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。综上所述在实际的运行操作过程中要综合考虑药剂成本、电价及能耗。通过研究结果建议电絮凝用于处理重金属废水时进水电导率宜控制在1500～2000μs/cm。2．3停留时间对处理效果的影响控制电解槽内电流密度为10．2A/m2各重金属进水质量浓度为20mg/L进水pH值为8．5～9．0电导率为1500～2000μs/cm时废水停留时间对处理效果的影响结果如图5所示。由图5可知停留时间对不同重金属离子的去除率影响略有不同但处理效果随停留时间的大致变化趋势是一致的随着处理时间的延长去除率不断提高。当处理时间达到2～4min时处理效果基本都达到最佳状态。废水在电絮凝装置中的停留时间不宜过长否则将造成设备体积的增大。从电絮凝设备对多种重金属离子的处理效果来看停留时间为3～4min时能保证处理效果同时也能满足大规模的生产应用。2．4废水初始浓度对处理效果的影响当电流密度为10．2A/m3进水pH值为8．5～9．0停留时间3min电导率为1500～2000μs/cm时不同废水初始浓度条件下电絮凝设备的处理效果如图6所示。从图6可以看出在电流密度恒定为10A/m3的条件下对各重金属的去除率随废水初始浓度的增大而逐渐降低。对不同种类重金属的影响有所差别对总铬的去除率影响尤为明显在重金属质量浓度超过20mg/L时对总铬的去除率低于60%这可能是电解还原作用不够部分铬未被还原为三价铬的缘故。较高浓度条件下对其他重金属的去除率也低于90%。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量降低运行成本。2．5电流密度对处理效果的影响当进水中各重金属质量浓度为30mg/L进水pH值为8．5～9．0电导率为1500～2000μs/cm留时间为3min时考察了电絮凝装置的电流密度对处理效果及电极损耗的影响结果如图7、图8所示。由图7可知当进水各重金属离子质量浓度为30mg/L时电流密度对不同的重金属离子的处理效果有所区别但处理效果随电流密度的提高变化趋势