電絮凝法去除電鍍廢水重金屬技術(shù)
近年來，國內(nèi)外學(xué)者針對不同鍍種的電鍍廢水采用了不同的處理方法，如物理法、化學(xué)法、膜處理法、吸附交換法、物理化學(xué)法及生物法等，但傳統(tǒng)的方法存在成本高、處理時(shí)間長、占地面積大、投資大、處理效率低、出水難以達(dá)標(biāo)排放、二次污染及后續(xù)處理工作復(fù)雜等問題。電絮凝技術(shù)作為一種新型的處理方式，集氧化還原、絮凝和氣浮為一體，具有設(shè)備構(gòu)造簡單、占地面積小、基建投資少、操作管理方便、無二次污染以及能夠同時(shí)去除多種污染物等特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)處理方法的不足，具有很好的發(fā)展前景及應(yīng)用價(jià)值。
1、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 廢水性質(zhì)
廢水取自深圳某電鍍廠電鍍車間，廢水中Cr6+濃度為20.52mg/L，Cu2+濃度為10.38mg/L，Ni2+濃度為15.73mg/L，Zn2+濃度為19.47mg/L，廢水pH值為2.19。
1.2 實(shí)驗(yàn)流程及方法
電絮凝反應(yīng)在容量為5L燒杯中進(jìn)行，陽極和陰極為同類金屬電極，兩塊平行極板固定在燒杯中，電極純度為99％，電極連接多功能脈沖電源，向燒杯中倒入調(diào)節(jié)pH值后的電鍍廢水3.5L，開通磁力攪拌器，設(shè)置電流密度。用計(jì)時(shí)器控制時(shí)間，測定濃度，計(jì)算其去除率。
2、結(jié)果與討論
2.1 電極間距的影響
設(shè)置不同電極間距，調(diào)節(jié)pH至6.0，調(diào)整電流密度為5A/dm2，通電時(shí)間為30min。
在電極間距（cm）為1、2.5、5、7.5、10時(shí)，Cr6+去除率（%）分別為95.67、96.29，92.17、86.39、81.45；Cu2+去除率（%）分別為95.21、96.54、91.43、87.06、83.38；Ni2+去除率（%）分別為85.39、90.35、83.41、74.18、70.25；Zn2+去除率（%）分別為94.48、95.72、92.16、86.87、80.74。
極板間的距離高于5cm時(shí)，可能因電極間距太大，陰極產(chǎn)生的初生態(tài)和陽極產(chǎn)生的絮凝劑，不能充分的與廢水中的金屬離子充分接觸。隨電極間距變寬，去除率相應(yīng)逐漸降低。
2.2 初始pH值的影響
調(diào)節(jié)不同初始pH值，電流密度為5.0A／dm2，電極間距為2.5cm，通電時(shí)間為30min。
在初始pH值為4、5、6、7、8、9、10，Cr6+去除率（%）分別為85.81、94.32、96.46、97.23、96.12、89.42、86.26；Cu2+去除率（%）分別為90.39、92.97、96.81、98.33、97.28、95.13、94.47；Ni2+去除率（%）分別為72.18、83.35、89.94、91.43、90.54、85.39、85.07；Zn2+去除率（%）分別為85.31、92.16、96.87、97.14、96.99、93.18、92.44。
在弱酸性情況下，電凝反應(yīng)環(huán)境更有利于廢水中鐵離子的水解，形成絮凝體；隨pH值升高，絮凝體形成速度相對有所提高，對水中重金屬離子有更好的網(wǎng)捕作用；同時(shí)，廢水中OH－的濃度也相應(yīng)提高。在pH值大于6且未超過8時(shí)，金屬離子開始形成氫氧化物沉淀析出，且沉淀析出量隨著pH升高而增加。當(dāng)pH值大于8時(shí)，不利于的形成，影響重金屬還原，難于形成氫氧化物沉淀析出。綜上所述，當(dāng)pH值在6-7時(shí)，重金屬去除效果最適合。
2.3 電流密度的影響
設(shè)置不同電流密度，電極間距為2.5cm，初始pH值調(diào)節(jié)為6，處理時(shí)間為30min。
在電流密度（A/dm2）為1、2、3、4、5、6時(shí)，Cr6+去除率（%）分別為51.34、66.85、74.31、90.32、95.58、86.21；Cu2+去除率（%）分別為54.93、67.23、77.89、93.29、97.74、87.45；Ni2+去除率（%）分別為47.11、58.38、69.35、88.28、93.23、80.36；Zn2+去除率（%）分別為：50.19、67.24、76.20、93.17、96.49、84.57。
當(dāng)電流密度在1~4A/m2時(shí)，在鐵電極上發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量鐵離子，廢水中鐵離子濃度也隨著電流密度增大而升高，鐵離子在水中經(jīng)過水解產(chǎn)生大量的水解沉淀物，產(chǎn)生的絮凝劑增多，氣泡的產(chǎn)生速率同時(shí)有所加快，絮凝效果越來越好，所以重金屬離子的去除率也隨著電流密度的增大而逐漸升高。
2.4 電凝時(shí)間的影響
設(shè)置極板間的距離為2.5cm、電流強(qiáng)度為5A/dm2、初始pH=6，設(shè)置電凝時(shí)間為40min，在設(shè)備出水口每隔5min取樣一次。
在電凝時(shí)間（min）為5、10、15、20、25、30、35、40時(shí)，Cr6+去除率（%）分別為74.27、84.39、89.55、93.76、95.52、96.78、96.23、96.52；Cu2+去除率（%）分別為75.51、84.67、89.18、94.34、97.15、97.63、97.39、97.28；Ni2+去除率（%）分別為70.33、80.64、86.28、90.31、92.54、92.12、92.08、92.06；Zn2+去除率（%）分別為74.99、81.17、87.59、93.07、95.89、96.24、95.98、96.04。
最佳電凝時(shí)間為25~30min。在電絮凝處理前15min時(shí)，隨電凝時(shí)間的增加，水解形成的絮凝劑數(shù)量越來越多，金屬離子去除率都快速增長。當(dāng)電凝時(shí)間達(dá)到20min時(shí)，去除率趨于緩慢；此時(shí)，去除率分別為93.76、94.34、90.31和93.07，但是在超過30min時(shí)，去除率反而略微降低，同時(shí)趨于平穩(wěn)。
3、結(jié)論
目前，電絮凝法得到了環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，但許多研究成果向工程實(shí)踐的轉(zhuǎn)化還需要一個(gè)過程，如何降低運(yùn)行費(fèi)用，提高運(yùn)行穩(wěn)定性將是該項(xiàng)技術(shù)得以推廣的關(guān)鍵所在。
（1）在電極間距上，電極間距為2.5cm重金屬離子去除效果最佳；
（2）在初始pH值上，最佳pH值在6―7之間，金屬離子去除率最合適，當(dāng)pH值突破8后，去除率出現(xiàn)降低；
（3）在電流密度上，電流密度在5A/dm2時(shí)，效果最佳；
（4）在電凝時(shí)間上，最合適的電凝時(shí)間為25-30min。（來源：深圳市安鴻環(huán)保科技有限公司）