鐵屑濾料微電解法處理高濃含鉻廢水試驗

1 試驗部分

1.1 廢水水樣
水樣為實(shí)驗室模擬電鍍廢水的配水水樣，用分析純K2Cr2O7·2H2O配制的標準溶液經(jīng)特制的緩沖溶液稀釋得到，Cr6+140mg/L。緩沖溶液采用磷酸+醋酸+硼酸和NaOH組成的Britton-Robison緩沖體系，用以控制反應時(shí)的pH值。

1.2 裝置和流程
試驗裝置如圖1所示。

濾料塔系用兩個(gè)100mL堿式滴定管(填裝經(jīng)過(guò)預處理的鑄鐵鐵屑)改制而成，原水自高位水箱經(jīng)過(guò)控制閥門(mén)流出，自下而上通塔內完成電化學(xué)反應以后進(jìn)入沉淀池，在沉淀池內水中的Fe3+和Cr3+通過(guò)沉淀(加石灰調節pH值)去除，沉淀出水需分析測的反應時(shí)間通過(guò)閥門(mén)控制(調節流量)，流量一般控制在1.0～25mL/min之間。

1.3 鐵屑濾料的預處理
試驗用鑄鐵鐵屑主要由純鐵和碳化鐵(Fe3C)組成，其中Fe3C以極為細小的微粒分散在鐵屑內。當將鐵屑浸沒(méi)在電解質(zhì)水)中時(shí)，Fe3C和純鐵之間存在著(zhù)明顯的電勢差，這樣便在兩者之間形成了無(wú)數個(gè)細微原電池。在這些細微原電池中純鐵為陽(yáng)極。

鐵屑(粒度為1.2～12mm)用清洗劑和稀鹽酸進(jìn)行活化處理，再用清水淋洗至中性后裝入濾料塔柱。

1.4 測定方法
配水及出水中Cr6+采用二苯碳酰二肼比色法測定。

2 結果與討論

2.1 停留時(shí)間的影響
在pH=5～6、Cr6+為90mg/L時(shí)，Cr6+去除率與接觸時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。

從圖2可知，Cr6+的去除率與廢水和鐵屑的接觸反應時(shí)間密切相關(guān)。在動(dòng)態(tài)試驗中Cr6+的去除率隨接觸反應時(shí)間的增加而急時(shí)其去除率達到了99.5%，此后Cr6+的去除率隨接觸時(shí)間的增加而提高緩慢(40min后變化不再明顯)。在靜態(tài)試驗中Cr6+的去除率增加呈逐漸增大的趨勢，其達到最大去除率(99%)所需時(shí)間一般在70min以上。

2.2 pH值的影響
廢水的pH值不僅影響反應的氧化還原電極電勢，還會(huì )影響電化學(xué)反應產(chǎn)物(Cr3+和Fe3+)發(fā)生水解反應的難易程度，而水解r(OH)3若在鐵屑表面發(fā)生沉積則會(huì )大大降低鑄鐵表面微電池電極的活性，妨礙Fe2+的釋放，從而降低濾料的處理效率。圖g/L)的去除率和pH值的關(guān)系曲線(xiàn)。

從圖3可以看出，Cr6+的去除率與pH值密切相關(guān)，當pH值為5～6時(shí)Cr6+的去除效果比較理想。

2.3 Cr6+濃度與去除率的關(guān)系
在試驗中廢水流量為2.4mL/min，不同Cr6+濃度的試驗結果如表1所示。

工業(yè)廢水中Cr6+的濃度一般為30～150mg/L，可見(jiàn)用微電解法對其處理可達到污水綜合排放標準的要求。

3 結論

① 利用鐵屑濾料塔中發(fā)生的微電解反應處理高濃度Cr6+工業(yè)廢水，適宜的pH值(5～6)可使Cr6+的去除率達99.5%以上(pH＞6)，微電解反應形成的Cr6+和Fe3+在塔內容易發(fā)生水解沉淀并附著(zhù)在鐵屑濾料表面，導致鐵屑表面鈍化，Cr6+的去除率恢復濾料塔的去除效率，需用稀鹽酸對鐵屑進(jìn)行活化處理。對含Cr3+和Fe3+的廢水從濾料塔排出后再進(jìn)行沉淀，其對整個(gè)響。

② 延長(cháng)濾料塔內微電解反應的時(shí)間在一定程度上有利于提高Cr6+的去除率，但是延長(cháng)反應時(shí)間勢必加大濾料塔的體積費用，同時(shí)易引起Cr3+和Fe2+的轉化物阻塞濾料塔。因此，濾料塔內反應時(shí)間在30～50min時(shí)比較合適。

③ 在微電解反應過(guò)程中陽(yáng)極產(chǎn)物Fe2+化學(xué)活性很高，可迅速將廢水中的Cr6+還原成Cr3+，同時(shí)還可以與廢水中的溶解3，它有很強的吸附能力，可吸附廢水中多種重金屬離子并經(jīng)沉淀去除。

④ 鐵屑濾料微電解法是一個(gè)以廢治廢的實(shí)用水處理技術(shù)，方法簡(jiǎn)單、原料易得、投資少、便于在實(shí)際中推廣。來(lái)源：中國給水排水 作者: 吳少杰 朱泮民