電解-強化微電解耦合法處理含銅廢水
摘要：通過電解−強化微電解耦合法處理模擬含銅廢水，考察不同工藝條件對出水Cu 2+ 殘留濃度的影響，借助電化學工作站和掃描電子顯微鏡分析銅離子的還原電沉積過程和結晶過程。結果表明：電解−強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，鐵炭質量比為3:1，還原反應后出水Cu 2+ 殘留濃度僅為4 μg/L，出水水質遠優于單獨微電解法和單獨電解法的，強化微電解反應施加的外電場能推動銅離子電沉積還原峰向正方向移動，降低反應過電位，促進還原反應快速進行，同時，外電場的存在使得活性炭表面電沉積的銅晶體顯著細化。
關鍵詞：重金屬廢水；銅離子；電解−強化微電解；電場
中圖分類號：X703.1 文獻標志碼：A
隨著我國經濟的快速發展，重金屬污染形勢日趨嚴峻，如2010年，我國就發生了14 起重大重金屬污染事件；2011年，又頻繁發生諸如銅、鉻、鎘等重金屬污染事件。重金屬廢水主要產生于冶金、礦山、電鍍、化工、制革等行業[1] ，廢水的直接排放一方面造成資源浪費，另一方面帶來環境的持久性污染、危害性極大、嚴重影響飲用水安全[2−3] ，故對含重金屬廢水處理凈化意義重大。含銅廢水作為一種典型的含重金屬廢水，產生行業廣泛，產量巨大，且銅回收價值較高[4] ，日益受到學者的關注，含銅廢水的處理已成為一個新的研究熱點。目前，含銅等重金屬廢水的處理技術主要有化學沉淀法、離子交換法、吸附法、電化學法等[5−6] ，而電化學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者關注[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] 采用循環伏安法研究酸性環境中Cu 2+ 離子的電沉積動力學行為，陳昊等[10] 利用流化床電極處理低濃度硫酸銅廢水，使出水達到了排放標準的要求，但電解法由于受金屬電沉積還原電位和傳質過程的影響，在處理含銅等重金屬廢水時，存在處理效率較低、處理時間較長、能耗較高等缺點，限制了其推廣應用。微電解法自20世紀70 年代前蘇聯科學家提出處理印染廢水以來，該技術得到了廣泛應用，RUAN等[11] 采用微電解技術處理印染廢水并研究其脫色機理，FAN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...
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