连续电絮凝工艺处理重金属离子废水的实验研究

摘要

工业废水的排放造成了严重的环境污染问题，重金属离子废水是极为突出的部分，对此类废水的治理迫在眉睫。电絮凝技术作为一种环境友好型的水处理技术受到越来越多的青睐，但是，绝大多数研究者仍将目光停留在对工艺的探索上，而鲜有对机理的探究。本文在工艺研究的基础上提出了新的观点，对电絮凝处理废水的作用过程做了一定程度的探索，以促进电絮凝工艺朝着更深更广的层次发展。
　　本文采用电絮凝法对废水中重金属离子的去除进行试验研究。文中第一部分采用铝基直流连续电絮凝工艺处理含Ni(Ⅱ)废水，研究不同电流密度、停留时间以及初始pH值对除镍过程的影响，得出了实验条件下的最佳工艺参数。在连续电絮凝过程中沿流程方向上存在返混现象，这是气、液、固三相的相互作用以及离子在通道中的对流与扩散等传质作用的影响，且返混程度在高电流密度以及长停留时间下更加严重。此外，本文从絮体的角度出发，对电絮凝过程的机理进行研究，提出了M/Al这一新的观点，用以表示电絮凝过程中电解生成的铝离子的利用效率。研究结果表明这一比值随电流密度、停留时间以及溶液初始 pH值的变化而变化，并与离子的去除效率有着密切的关系。
　　电絮凝过程中的钝化问题是制约电絮凝技术发展的重要问题，本文第二部分采用铝基脉冲连续电絮凝工艺对含镍废水进行处理，研究脉冲频率、占空比、电流密度以及停留时间对除镍效率的影响，并将脉冲工艺与直流工艺进行了比较。实验所得最佳工艺参数为：脉冲电流密度22.5 A/m2，停留时间20 min，脉冲占空比30％，脉冲频率均为1000Hz，此时出口处Ni(Ⅱ)的去除率可达94%以上。研究结果表明脉冲电絮凝工艺可以有效缓解连续电絮凝工艺中的返混。
　　为探究连续电絮凝工艺对二价重金属离子的去除效果，本文最后一部分采用铝基直流连续电絮凝工艺分别对含 Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)废水进行处理，研究不同电流密度、停留时间以及初始 pH值对离子去除过程的影响，并通过对比研究得出电絮凝工艺对去除二价重金属离子过程的影响，实验结果有效支撑了M/Al这一观点的可行性。

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第1章 绪论

1.1 选题背景

1.2 重金属离子的来源及危害

1.3 重金属离子废水的处理方法

1.4 电絮凝技术概述

1.5 课题研究意义及研究内容

第2章 实验器材与方法

2.1 实验仪器与试剂

2.2 实验装置及流程

2.3 分析测试方法

第3章 直流连续电絮凝去除Ni(Ⅱ)的实验研究

3.1 引言

3.2 Ni(Ⅱ)去除效率影响因素的研究

3.3 电解Al3+ 利用率的研究

3.4 电絮凝过程中的返混现象的讨论

3.5 本章小结

第4章 脉冲连续电絮凝法去除Ni(Ⅱ)的实验研究

4.1 引言

4.2结果与讨论

4.3 本章小结

第5章 直流连续电絮凝去除Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的实验研究

5.1 引言

5.2 结果与讨论

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢