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实验室纯水设备解析:电化学氧化法在含氰电镀废水处置中的应用情况进行了分析和讨论

2019/12/10 14:13:46      点击:
上海水处理设备www.szxqhb.com】本文从电化学氧化法的基本原理动身,结合相应的实验,对电化学氧化法在含氰电镀废水处置中的应用情况进行了分析和讨论。

关键词:含氰电镀废水;电化学氧化法;处置战略

1电化学氧化法概述

电化学氧化法的基本原理,电解槽内设置有机物溶液或者悬浮液,接通直流电后,可以在阳极上夺取电子,将有机物氧化或者向将低价金属氧化成高价金属离子,然后再将有机物氧化依照电解方式的不同,借以将电化学氧化法分为直接电解氧化和间接电解法,实验室纯水设备其在富营养化水体处置中有着较为广泛的应用,相比较传统工艺,电化学氧化法不需要直接投加化学物质,也不需要使用微生物,不只操作简单,控制容易,而且反应速度更快,优点相当明显。

2电化学氧化法在含氰电镀废水处置中的应用

2.1实验与分析

2.1.1基本原理

电化学氧化法对含氰电镀废水的处置,主要是电解过程中,实验室纯水设备向废水中加入相应的氯化钠作为辅助剂,电解时发生氧化剂氯及次氯酸根,能够对氰离子质量浓度不超过 500mg/L电镀废水进行处置。相比较而言,直接电化学氧化法则能够对氰离子质量浓度超越 1000mg/L电镀废水进行处置。阳极氧化作用下,氰离子能够被转化为氰酸根离子,依照不同的pH值,还可以进一步氧化为不同的产物,如二氧化碳与氮气、铵根离子与草酸盐、铵根离子与碳酸盐等。

2.1.2废水样本

从某电镀厂废水池提取相应的废水样本,水质情况为:

2.1.3实验方法

选择了间歇电化学氧化法,将电流密度控制在50mA /c㎡,需要处置的废水体积为 200mL将废水温度控制在25℃左右。将 Ti/PbO2-FTi/RuO2-TiO2-SnO2电极作为阳极,阳极规格为 3cm3cm FeTi石墨电极作为阴极,规格与阳极相同。将电极间距调整到0.5cm然后进行鼓气搅拌工作。实验中,可以通过对阳极和阴极材料、pH值、氯离子质量浓度等,对电镀废水中氰离子及 COD去除效果进行分析和研究。

2.2结果与讨论

2.2.1阳极资料对于废水处置效果影响

Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极作为阳极,进行 3h电解处理,测定处置后的废水,氰离子质量浓度为 14.76mg/LCOD质量浓度为 159mg/L Ti/PbO2-F电极作为阳极,同样电解 3h氰离子质量浓度为 39.73mg/LCOD质量浓度为 172mg/L对比两种结果,Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极较Ti/PbO2-F电极的处置效果更好,分析原因,主要是Ti/PbO2-F电极自身属于非活性电极,活性电位较高,Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极则属于活性电极,析氯、析氧过程中有着较为广泛的应用。不只如此,Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极在降解的过程中,槽电压更低,因此选择其作为阳极。

2.2.2阴极资料对废水处置效果的影响

利用 Fe或者 Ti作为阴极,进行 3h电解处理,测定处置后的废水,氰离子质量浓度为 27.48mg/L 16.95mg/LCOD质量浓度为 170mg/L 176mg/L利用 Pb或者石墨作为阴极,电解 3h后,氰离子质量浓度为 28.6mg/L 29.1mg/LCOD质量浓度为 181mg/L 197mg/L对比四种阴极材料,发现除 Pb外,其他三种材料的槽压并没有很大区别,Fe阴极的槽压低,实验室纯水设备标明其降解效果好,石墨阴极的效果差。相关研究中,MeierK利用 IrO2-Pt/Ti电极作为阳极,将 FeCuTi等作为阴极,分析其对于硝酸盐还原效果的影响,结果标明,依照去除率从低到高的顺序,以此为 TiCu Fe金属电极的导电能力能够直接决定被处理对象在电极上得到电子的能力,阴极材料的活跃性越强,电解过程中达到阴极的电子越容易释放,能够生成原子态的氢,还原性较强,因此,这里选择 Fe作为阴极材料。

2.2.3pH值对废水处置效果的影响

不同 pH值对废水处置效果有着不同的影响,当 pH值为 8时,电解 3h氰离子质量浓度为 22.86mg/L pH值为 10时,电解 3h氰离子质量浓度为 14.76mg/L pH值 为 12时,电解3h氰离子质量浓度为27.40mg/L对比三种不同的结果,可以看出,当pH值 为10时,能够获得最佳降解效果,无论是氰离子还是COD都能够达到高去除率,能耗也较低。因此,利用电化学氧化法对含氰废水进行处置时,应该尽量选择碱性环境,如果pH值偏低,则会影响氯对于氰离子的氧化作用,加上阳极表面存在OH-放电,阳极去pH值会随同着降解过程的深入逐渐下降。当pH值降低到酸性(7以下)时,废水处置过程中将会释放剧毒气体,对周边环境造成污染。不过,过高的pH值会对电极产生腐蚀,同样会影响降解的效果,这种情况下,可以将pH值控制为10

2.2.4氯离子对废水处置效果的影响

没有加入氯化钠的情况下,电解 3h氰离子质量浓度为 4.41mg/LCOD质量浓度为 250mg/L加入 0.5g/L氯化钠,电解 3h氰离子质量浓度为 1.90mg/LCOD质量浓度为 214mg/L加入 1.0g/L氯化钠,电解3h氰离子质量浓度为 0.15mg/LCOD质量浓度为 154mg/L可以明显看出,加入氯离子后,氰离子和 COD去除效率都有所增加,分析原因,主要是因为电化学反应自身较为复杂,氯离子加入后,不只会在电极外表进行直接的电化学氧化,还会在Cl-/Cl2或者 Cl-/ClO-之间进行间接电化学氧化。当溶液中 Cl-质量浓度足够高时,会在电化学氧化的过程中产生 Cl2以及 ClO-这些产物都能够协助降低废水中 COD质量浓度。基于此,Cl-质量浓度较高的情况下,COD也会有着较高的去除率。相关研究文献指出,若溶液中 Cl-质量浓度达到CN-3-5倍,氰离子和 COD都可以获得较高的去除率,而在氯离子加入后,电解液的电导率会有所增加,槽压的降低有助于降低能源消耗。

3结语

总而言之,污水处置中,含氰电镀废水的处置非常重要,一旦处置技术选择不当,可能会影响处理的整体效果,继而引发严重的水体污染问题。利用电化学氧化法进行含氰电镀废水的处置,能够确保处置后的废水达到排放规范,不过在技术应用过程中,应该明确工艺条件对于处置效果的影响,做好相应调整和优化,确保处置效果能够达到最佳化。

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