电絮凝法用于处理废纸脱墨废水

电絮凝法用于处理废纸脱墨废水●庄云龙，孙金勇(上海大学环境科学与工程系，上海200072)摘要：采用电絮凝法处理废纸脱墨废水。探讨了电极材料、电流密度、极板间距、体系的pH值、电解时间等对废水处理的影响。结果表明，用铝为电极材料，在电流密度1．7A／dm3、极板间距10mm、体系pH5～6．5和电解时间20rain的条件下，可获得良好的处理效果，废水的浊度去除率和COD去除率分别可达95％和60％。关键词：电絮凝法；造纸废水；废水处理中图分类号：X793文献标识码：B文章编号：1001—6309(2004)S0—0067—03废水净化的电化学方法是一类新型水处理技术，其实质是直接或间接地利用电解作用，把水中污染物去除，或把有毒物质转化为无毒、低毒物质。近年来，随着电化学学科和电力工业的发展，使废水处理成本大大降低，电化学技术已成为一类具有竞争力的废水处理方法。例如含氰电镀废水的电化学氧化处理¨】，电沉积法去除和回收废水中的金属离子心，，印染废水【3，“、含油废水㈣和钻井废zk㈣的电絮凝浮选处理等都取得了较好的效果。电凝聚法和与常规水处理中投加凝聚剂的化学处理法相比，可省去凝聚剂采购、投加、运输和贮存等步骤和设施，加上设备简单，投资少，通常废水处理耗费比化学凝聚法小哺】。本文作者采用电絮凝法处理废纸脱墨废水，探讨了电极材料、电流密度、极板间距、体系的pH值、电解时间等对废水处理的影响，得到了最佳处理条件，获得了良好的效果。■实验部分1．1仪器和试剂1．1．1仪器W耵双路一30V／2A晶体管直流稳压电源WGZ一1数字式浊度仪，PHS一3C型酸度计，DDB一6200型数字电导仪。1．1．2试剂重铬酸钾为优级纯，其余均为分析纯。1．2实验过程电絮凝实验中，阴极、阳极采用铝片或铁片，废水量为1L，在废水中加入39NaCl，并调节pH，电解时调节电流密度和控制电解时间。电解结束后，需静置一段时间，再去除上层的絮状悬浮物及下层的絮状沉淀物。实验分别采用数字式浊度仪和重铬酸钾法测量处理前后废水的浊度和COD值。目结果与讨论2．1电极材料的选择本工作采用金属铝或铁作阳极和阴极材料。在电絮凝装置的阴极和阳极之间通以直流电后，电极反应如下：阳极氧化Al—A13++3e(1)或Fe_+Fe2++2e(2)Fe—+Fe3++3e作者简介：庄云龙(1946一)，男，教授，主要从事应用化学、环境化学等研究。联系电话：021—56331867。PaperandPaperMakin9Au92004S0万方数据阴极还原2H20+2e__H2+20H一(3)阳极氧化生成的铝离子或铁离子，再经水解反应而形成的氢氧化铝或氢氧化铁、氢氧化亚铁微絮体可起凝聚作用以吸附水中的污染物。阴极还原反应产生的微小氢气泡，密度小于空气，捕捉絮体的能力及浮载力均比加压气浮所释放的气泡强。大量絮体在丰富的微气泡携带下迅速上浮，达到净化水质的目的。下表列出了在相同的电解条件(电极规格100X50Xlmm、间距lOmm、电流密度1．60A／dm2、电解时间20min、pH6)下用铝片或铁片为电极对脱墨废水电絮凝处理的结果。由表可知，在相同的电解条件下，无论是颜色、浊度去除率R。还是COD去除率Rc叭铝片电极均优于铁片电极，因此选用铝做电极。不同电极材料电絮凝处理的结果性、状废水可熊』㈨1‘■C2．2影响处理效果的因素2．2．1电流密度电解时，电流密度Ia对浊度去除率R。和COD去除率Rcoo均有较大的影响。图1为在不同的电流密度下废纸脱墨废水的浊度去除率和COD去除率。实验以铝片(100×50×lmm)做阳极和阴极，两铝片间距10mm，电解时间20rain，pH调节为6，Ia从0．15到2A／dm2。由图1可见，Ia从0．15至U1．5A／dm2，R。从50％增加到93％，Rcoo从42％增加到57％。之后随着Ia再增大，R。和Rcoo增加缓慢，Ia到1．7A／dm2后，R。达到95％，R。oD为60％，再增加Id，R。和Rc。。变化不大。结合能耗综合考虑，电流密度以1．7A／dm2为宜。一零基膨4Id(A／din3)图1不同电流密度下的处理效果2．2．2极板间距1009080一曼70《605051015202530d(mm)图2浊度去除率与极板问距的关系图2为浊度去除率R。与极板间距d的关系曲线。实验时阴极、阳极均为100X50X1mm的铝片，电流密度为1．60A／dm2，电解时间20rain，废水的pH调节为6。由图2可见，浊度去除率随着极板间距的增加而减少，但间距过小，易被废水中的杂质和电解产物堵塞，因此，极板间距以10ram为妥。2．2．3pH图3为以铝片为电极，在电流密度1．60A／dm2、电解时间20min下的pH与废纸脱墨废水的浊度去除率和COD去除率的关系。图中曲线表明pH2