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电絮凝法处理重金属冶炼废水技术

重金属废水主要来自有色金属冶炼、电镀、皮革加工和部分化工

企业等。重金属污染物通常具有急性或慢性毒性，无法通过自净作用

消失，但可通过生物食物链富集，引起人和动物肾脏、生殖系统、肝

脏、脑和中枢神经系统等功能的紊乱。重金属废水若不加以有效处理

而排放，将对人的健康和生态安全带来极大危害。水体重金属污染已

成为全球最严重的环境问题之一。

处理废水中重金属的方法很多，有絮凝法、化学沉淀法、吸附法、

离子交换法、生物法、膜法、微电解法等。

电絮凝法为近年来颇有竞争力的一种污水处理工艺，此工艺操作

简单，效率高，不添加絮凝剂，是一种环境友好型水处理工艺，已被

用于处理生活污水、电镀废水、重金属废水、造纸废水、含油污水。

本实验采用电絮凝法对金属冶炼废水进行处理，优化了初始ｐＨ、极

板间距、电流密度、反应时间等参数条件，取得了良好的处理效果。

１、实验部分

１.１实验用水与仪器

实验用水来自某冶炼废水，废水水质见表１。

检测仪器：美国ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ６３００ＩＣＰ分析

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仪，哈希ＨＱ４０ｄ分析仪。

１.２实验方法

电絮凝实验装置为自制设备，电絮凝反应槽尺寸为４００ｍｍＸ

２００ｍｍＸ２００ｍｍ，电极板采用招极板，尺寸为１５０ｍｍｘ

１００ｍｍｘ３ｍｍ，１０块平板电极排列在反应槽内，间距为２０

ｍｍ。污水通过磁力泵进行循环，污水进入后开始循环，通电后调整

到所需电流开始计时，隔一段时间后取样１00ｍＬ，静置１０ｍｉｎ

后取清液测试Ｎｉ和Ｃｏ含量。

２、结果与讨论

２.１初始ｐＨ值对电絮凝效果的影响

在极板间距２０ｍｍ、电流密度１５ｍＡ／ｃｍ２、槽电压２.

８Ｖ、反应时间４ｍｉｎ条件下，用０.１ｍｏｌ／Ｌ盐酸和０.１ｍ

ｏｌ／Ｌ氢氧化钠调节废水的ｐＨ值，考察废水初始ｐＨ值对重金属

离子去除率的影响，结果如图１，处理后水质见表２。

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由图１可知，当初始ｐＨ＝５时，Ｎｉ和Ｃｏ的去除率都很低，

分别为７２％、６２.５％。随着ｐＨ值的升高，去除率也随之升高，

当初始ｐＨ＞７时，随着ｐＨ值的升高，去除率趋于稳定，Ｎｉ的去

除率达到９９％，Ｃｏ的去除率达到９８％以上。酸性条件下不适于

生成Ａl（０Ｈ）３以及铝多核羟基化合物，不能有效吸附和絮凝重

金属离子，随着ｐＨ值的升高，生成的Ａ１（０Ｈ）３以及铝多核羟

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基化合物较多，絮凝效果越好。所以电絮凝处理重金属废水最好在碱

性条件下。由表２可知，当ＰＨ＝７.０时，Ｎｉ的去除率达到９９.

５７％，但是处理后Ｎｉ浓度为２.９ｍｇ／Ｌ，不满足国标ＧＢ２

５４６７—２０１０《铜、钴、镍工业污染源排放标准》中Ｎｉ矣０.

５ｍｇ／Ｌ、Ｃｏ＜１.０ｍｇ／Ｌ的排放要求。当初始ｐＨ＝８时，

处理后Ｎｉ浓度为０.３ｍｇ／Ｌ，Ｃｏ浓度为０.２ｍｇ／Ｌ，完全

满足国标排放要求，所以电絮凝最佳初始ｐＨ值为８.０。

２.２极板间距对电絮凝效果的影响

在初始ｐＨ＝８.０、电流密度１５ｍＡ／ｃｍ２、反应时间４

ｍｉｎ条件下，考察电絮凝极板间距对重金属离子去除率的影响，结

果如图２所示。

由图２可知，极板间距在１０-４０ｍｍ范围内，随着极板间距

的增大，Ｎｉ和Ｃｏ的去除率先增大后减小。极板间距２０ｍｍ时，

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Ｎｉ和Ｃｏ的去除率最高，分别达到９９.９１％、９８.６４％。这

是因为相同电流密度条件下，极板间距越小，电极溶蚀和电极工作表

面利用越充分，效果也越好。但极板间距小，极板间的电场分布不匀

性增强，易引起短路反应，同时在同一电流密度下，间距越大，槽电

压将升高，电能消耗也变大，所以最佳极板间距为２０ｍｍ。

２.３电流密度对电絮凝效果的影响

在初始ｐＨ＝８.０、极板间距２０ｍｍ、反应时间４ｍｉｎ条

件下，考察电流密度对重金属离子去除率的影响，结果如图３所示。

由图３可知，随着电流密度的增大，Ｎｉ和Ｃｏ的去除率增大。

电流密度为５ｍａＡ／ｃｍ２时，Ｎｉ和Ｃｏ去除率均小于６５％，