三维电极 电解法 处理含铅 废水

三维电极电解法处理含铅废水三维电极电解法处理含铅废水［摘要］研究了电沉积法处理低浓度酸性含铅工业模拟废水的工艺条件，并对各种影响因素进行了研究和分析。结果表明：电极材料、电解槽的极距、槽压等对电沉积效率及深度净化效果均有较大影响。以泡沫铜为阴极材料的三维电极，在零极距、槽压4V条件下，Pb2+去除率（回收率）可达85%，明显优于以不锈钢板为阴极的二维电极的34%。［关键词］电沉积；含铅废水；三维电极［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2012）04-0042-04Treatmentoflead-containingwastewaterbythreedimensionalelectrodeelectrolysismethodZhangShaofeng，HuXienAbstract：Theprocessingconditionsoftreatingindustrialsimulatedacidiclead-containingwastewaterwithlightconcentrationbyelectrodepositmethodhasbeenstudied，andvariousinfluencingfactorshavebeeninvestigatedandanalyzed.Theresultsshowthatallofelectrodematerial，polaritydistanceofelectrobath，voltageofcell，etc.possessgreatinfluenceonelectrodepositeefficiencyanddeepeliminationofleadions.Three-dimensionalelectrode-foamcopperisusedascathode，undertheconditionsofalmostzeropolaritydistancebetweencathodeandanodeand4Vcellvoltage，theremovingrate（recoveryrate）ofPb2+canreach85%，whichismuchbetterthanthe34%removingrateachievedbytwodimensionalcathode-stainlesssteelboard.Keywords：electrodeposit；wastewatercontainingleadions；threedimensionalelectrode在电池生产过程中产生大量的含铅废水，铅含量超出国家标准百倍〔1〕，对地下水源构成很大威胁。如果不处理而任意排放，必然给环境与社会带来极大的危害。人们已经开展了广泛的含铅废水的处理方法研究〔2〕。早期的电解法处理重金属离子废水对设备腐蚀严重，电能消耗大，推广应用困难，因而逐渐被其他方法取代。20世纪80年代，随着人们对资源紧缺认识的逐渐加深，电解法重新引起了人们的重视，而三维电极的出现和发展更给电解法带来了新的契机。电解法处理废水一般无需加入很多化学药品，具有后处理简单、占地面积小、管理方便、污泥量小、资源有效回收等优点，所以被称为清洁处理法。目前国内三维电极电解法处理含铜工业废水已经处于应用阶段〔3-6〕，而对于三维电极电解Pb2+的研究还未见报道，但在国外已经取得一定进展〔7-8〕，并且是一种很有潜力的处理含铅废水的方法。基于目前国内外处理含铅废水的现状，笔者通过系统的研究，找到了一种三维电极材料——泡沫铜，以其构成的三维电极用于电解处理含铅废水，取得了令人满意的结果。1实验部分1.1主要仪器及试剂仪器：DDK-1实验专用电源，绍兴市承天电器有限公司；LZB-10玻璃转子流量计，四联余姚联营公司；AC-2CP-MD离心泵，美国March公司；78HW-1磁力搅拌器，杭州仪表电机厂；721分光光度计，上海第三分析仪器厂；pHS-10A数字酸度计，萧山市科学仪器厂。试剂：硝酸铅、六次甲基四胺、丁二酮肟、酒石酸钾钠、氢氧化钠、硼酸、二甲酚橙，均为分析纯。电极材料：泡沫铜，湖南力元有限公司。不锈钢电极板、碎片石墨、铜粉均由本实验室自制。1.2实验原理阳极析氧反应：2H2O=4H++O2↑+4e（E0=1.229V）。阴极析铅及析氢反应：Pb2++2e=Pb（E0=－0.127V），2H++2e=H2↑（E0=0）。由阴极反应可知，电解过程中，在阴极上存在Pb与H2的析出竞争反应。而通常条件下，阳离子的阴极析出电位愈正的优先析出。然而由于H2的析出具有高的超电压（也称为过电位），并且过电位与阴极电极材料以及电流密度密切相关，因此实际上Pb优先析出。这一原理与湿法生产电解锌〔9〕中Zn优先析出一样。因此合理选