電解-強(qiáng)化微電解耦合法處理含銅廢水
摘要：通過(guò)電解−強(qiáng)化微電解耦合法處理模擬含銅廢水，考察不同工藝條件對(duì)出水Cu 2+ 殘留濃度的影響，借助電化學(xué)工作站和掃描電子顯微鏡分析銅離子的還原電沉積過(guò)程和結(jié)晶過(guò)程。結(jié)果表明：電解−強(qiáng)化微電解耦合法處理含銅廢水的最佳工藝條件為電解電壓12V，pH=4，鐵炭質(zhì)量比為3:1，還原反應(yīng)后出水Cu 2+ 殘留濃度僅為4 μg/L，出水水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于單獨(dú)微電解法和單獨(dú)電解法的，強(qiáng)化微電解反應(yīng)施加的外電場(chǎng)能推動(dòng)銅離子電沉積還原峰向正方向移動(dòng)，降低反應(yīng)過(guò)電位，促進(jìn)還原反應(yīng)快速進(jìn)行，同時(shí)，外電場(chǎng)的存在使得活性炭表面電沉積的銅晶體顯著細(xì)化。
關(guān)鍵詞：重金屬?gòu)U水；銅離子；電解−強(qiáng)化微電解；電場(chǎng)
中圖分類(lèi)號(hào)：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，重金屬污染形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，如2010年，我國(guó)就發(fā)生了14 起重大重金屬污染事件；2011年，又頻繁發(fā)生諸如銅、鉻、鎘等重金屬污染事件。重金屬?gòu)U水主要產(chǎn)生于冶金、礦山、電鍍、化工、制革等行業(yè)[1] ，廢水的直接排放一方面造成資源浪費(fèi)，另一方面帶來(lái)環(huán)境的持久性污染、危害性極大、嚴(yán)重影響飲用水安全[2−3] ，故對(duì)含重金屬?gòu)U水處理凈化意義重大。含銅廢水作為一種典型的含重金屬?gòu)U水，產(chǎn)生行業(yè)廣泛，產(chǎn)量巨大，且銅回收價(jià)值較高[4] ，日益受到學(xué)者的關(guān)注，含銅廢水的處理已成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。目前，含銅等重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)主要有化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、電化學(xué)法等[5−6] ，而電化學(xué)法中的電解法和微電解法由于具有處理廢水和回收資源雙重功效備受學(xué)者關(guān)注[7] 。如TIAN等[8] 采用電解法研究Cu 2+ 離子在不銹鋼電極上的還原特性，ZHANG等[9] 采用循環(huán)伏安法研究酸性環(huán)境中Cu 2+ 離子的電沉積動(dòng)力學(xué)行為，陳昊等[10] 利用流化床電極處理低濃度硫酸銅廢水，使出水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，但電解法由于受金屬電沉積還原電位和傳質(zhì)過(guò)程的影響，在處理含銅等重金屬?gòu)U水時(shí)，存在處理效率較低、處理時(shí)間較長(zhǎng)、能耗較高等缺點(diǎn)，限制了其推廣應(yīng)用。微電解法自20世紀(jì)70 年代前蘇聯(lián)科學(xué)家提出處理印染廢水以來(lái)，該技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，RUAN等[11] 采用微電解技術(shù)處理印染廢水并研究其脫色機(jī)理，F(xiàn)AN等[12] 利用鐵炭微電解−生物法組合工藝處理了難生物降解的制藥廢水。近年來(lái)...
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