铁屑滤料微电解法处理高浓含铬废水试验

Posted 2023-01-15 铁屑

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1 试验部分

1.1 废水水样
水样为实验室模拟电镀废水的配水水样，用分析纯K2Cr2O7·2H2O配制的标准溶液经特制的缓冲溶液稀释得到，Cr6+140mg/L。缓冲溶液采用磷酸+醋酸+硼酸和NaOH组成的Britton-Robison缓冲体系，用以控制反应时的pH值。

1.2 装置和流程
试验装置如图1所示。

滤料塔系用两个100mL碱式滴定管(填装经过预处理的铸铁铁屑)改制而成，原水自高位水箱经过控制阀门流出，自下而上通塔内完成电化学反应以后进入沉淀池，在沉淀池内水中的Fe3+和Cr3+通过沉淀(加石灰调节pH值)去除，沉淀出水需分析测的反应时间通过阀门控制(调节流量)，流量一般控制在1.0～25mL/min之间。

1.3 铁屑滤料的预处理
试验用铸铁铁屑主要由纯铁和碳化铁(Fe3C)组成，其中Fe3C以极为细小的微粒分散在铁屑内。当将铁屑浸没在电解质水)中时，Fe3C和纯铁之间存在着明显的电势差，这样便在两者之间形成了无数个细微原电池。在这些细微原电池中纯铁为阳极。

铁屑(粒度为1.2～12mm)用清洗剂和稀盐酸进行活化处理，再用清水淋洗至中性后装入滤料塔柱。

1.4 测定方法
配水及出水中Cr6+采用二苯碳酰二肼比色法测定。

2 结果与讨论

2.1 停留时间的影响
在pH=5～6、Cr6+为90mg/L时，Cr6+去除率与接触时间的关系如图2所示。

从图2可知，Cr6+的去除率与废水和铁屑的接触反应时间密切相关。在动态试验中Cr6+的去除率随接触反应时间的增加而急时其去除率达到了99.5%，此后Cr6+的去除率随接触时间的增加而提高缓慢(40min后变化不再明显)。在静态试验中Cr6+的去除率增加呈逐渐增大的趋势，其达到最大去除率(99%)所需时间一般在70min以上。

2.2 pH值的影响
废水的pH值不仅影响反应的氧化还原电极电势，还会影响电化学反应产物(Cr3+和Fe3+)发生水解反应的难易程度，而水解r(OH)3若在铁屑表面发生沉积则会大大降低铸铁表面微电池电极的活性，妨碍Fe2+的释放，从而降低滤料的处理效率。图g/L)的去除率和pH值的关系曲线。

从图3可以看出，Cr6+的去除率与pH值密切相关，当pH值为5～6时Cr6+的去除效果比较理想。

2.3 Cr6+浓度与去除率的关系
在试验中废水流量为2.4mL/min，不同Cr6+浓度的试验结果如表1所示。

工业废水中Cr6+的浓度一般为30～150mg/L，可见用微电解法对其处理可达到污水综合排放标准的要求。

3 结论

① 利用铁屑滤料塔中发生的微电解反应处理高浓度Cr6+工业废水，适宜的pH值(5～6)可使Cr6+的去除率达99.5%以上(pH＞6)，微电解反应形成的Cr6+和Fe3+在塔内容易发生水解沉淀并附着在铁屑滤料表面，导致铁屑表面钝化，Cr6+的去除率恢复滤料塔的去除效率，需用稀盐酸对铁屑进行活化处理。对含Cr3+和Fe3+的废水从滤料塔排出后再进行沉淀，其对整个响。

② 延长滤料塔内微电解反应的时间在一定程度上有利于提高Cr6+的去除率，但是延长反应时间势必加大滤料塔的体积费用，同时易引起Cr3+和Fe2+的转化物阻塞滤料塔。因此，滤料塔内反应时间在30～50min时比较合适。

③ 在微电解反应过程中阳极产物Fe2+化学活性很高，可迅速将废水中的Cr6+还原成Cr3+，同时还可以与废水中的溶解3，它有很强的吸附能力，可吸附废水中多种重金属离子并经沉淀去除。

④ 铁屑滤料微电解法是一个以废治废的实用水处理技术，方法简单、原料易得、投资少、便于在实际中推广。来源：中国给水排水作者: 吴少杰朱泮民