电芬顿法处理络合铜镍电镀废水试验研究

摘要

电镀废水中络合态重金属是该类废水处理的重点，而络合态重金属有效去除的关键在于破络。目前，针对这类废水，往往采用芬顿氧化的方式破络，但该方法存在污泥产量大、停留时间长和药剂利用率低等问题。与传统芬顿法相比，电芬顿法具有H2O2和Fe2+利用率高，产泥量小等优点，可以有效处理含络合态重金属的电镀废水，避免传统芬顿工艺存在不足。在电芬顿中电极材料的选择至关重要，虽然已有不少相关研究成果，但此类研究所得电极材料普遍存在制备困难、价格偏高等问题，难以实际应用。本课题将以市场易得、价格较低的铁、铝和石墨为研究对象，通过对比不同电极材料电芬顿法对含Ni-EDTA和Cu-EDTA废水的处理效果及处理成本，选择能用于实际工程的最优电极材料。在此基础上，通过小试试验及中试运行，确定该工艺适宜的工况参数。
　　通过小试试验，考察以铁、铝、石墨为电极的电芬顿法处理络合铜镍废水的主要影响因素，并对三种电极材料在最优条件下的处理效果和处理成本进行综合比较。试验结果表明：三种电极材料电芬顿法对Ni-EDTA和Cu-EDTA模拟废水都有良好的去除效果。综合比选后，铁电极最优。铁电极电芬顿法在初始pH值为2.0，电流密度为20 mA/cm2，过氧化氢投加量为6 mL/L·h时，Ni和Cu去除率达到了98.54%和99.8%，综合成本为12.75元/吨水。
　　采用模拟废水，优化铁电极电芬顿法处理Cu/Ni-EDTA废水工艺参数并进行特性研究。试验结果表明：当电极间距为2 cm、电流密度为20mA/cm2,过氧化氢采用连续投加的方式，投加量为6 mL/L·h，重金属达到较好去除效果。Cl-的存在有利于电芬顿反应的进行，而柠檬酸和次磷酸盐对铁电极电芬顿法有抑制作用。铁电极电芬顿法处理Cu/Ni-EDTA模拟废水过程中，Ni和Cu的去除主要通过破络后絮凝沉淀以及金属离子与投加的OH-形成氢氧化物沉淀。同时，也有少量金属离子随着电流迁移到极板上吸附去除。
　　对于实际废水，确定了不同络合态重金属浓度（2-30 mg/L）条件下，电芬顿工艺的主要工艺参数。在停留时间0.5-1 h，过氧化氢投加量3.4-8.5 mL/L·h，电流密度20-30 mA/cm2运行状态下，电芬顿工艺可以实现Cu和Ni可实现稳定达标排放，对COD和TP也有一定去除效果。

目录

第1章 绪 论

1. 1 课题背景

1. 2 电镀络合废水的处理技术

1. 3电芬顿技术研究

1. 4 课题来源及研究目的与意义

1. 5 研究内容及技术路线

第2章 试验材料与方法

2. 1 试验材料

2. 2 试验方法及装置

2. 3 检测方法

第3章 电极材料优选试验研究

3. 1 铁电极电芬顿法处理络合铜镍模拟废水

3. 2 石墨电极电芬顿法处理络合铜镍模拟废水

3. 3 铝电极处理络合铜镍模拟废水

3. 4 三种电极材料比较

3. 5 本章小结

第4章 铁电极电芬顿法处理模拟废水研究

4. 1 铁电极电芬顿法处理模拟废水影响因素

4. 2 铁电极电芬顿法反应过程研究

4. 3 本章小结

第5章 电芬顿法处理实际废水优化研究

5. 1 实际废水工艺条件优选

5. 2 工艺连续运行特性考察

5. 3 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢