稀土廢水處理中電解法的應(yīng)用范文

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《化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)雜志》2016年第12期

摘要：

本文闡述了電解法處理稀土廢水中COD的反應(yīng)原理，研究了pH值、氯離子濃度、電解反應(yīng)時(shí)間對(duì)電解法處理稀土廢水中COD的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)pH=6~9，電解時(shí)間在2~5min，氯離子濃度在24g•L-1以上時(shí)，電解反應(yīng)去除稀土廢水中COD的效果較佳。

關(guān)鍵詞：

電解；稀土廢水；處理；COD

化學(xué)需氧量（COD）是稀土工業(yè)廢水處理的一個(gè)重要指標(biāo)。通常業(yè)內(nèi)處理COD的方法包括物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)混用法。物理法是通過(guò)沉降隔油、氣浮法等將有機(jī)物與廢水分離，達(dá)到降COD的目的，雖成本低但效果較差?；瘜W(xué)法是通過(guò)氧化還原反應(yīng)或中和沉降來(lái)降低COD，其運(yùn)行成本較高。混用法是結(jié)合兩者的特點(diǎn)，將兩種方法混合使用以期達(dá)到更好的降COD效果，其運(yùn)行成本高，流程復(fù)雜。電解法作為一種新型廢水處理法，已經(jīng)在印染等行業(yè)做了大量研究工作[1-2]，其原理是通過(guò)電化學(xué)作用來(lái)凈化廢水，核心部件是一個(gè)電解反應(yīng)器，通過(guò)直流電解產(chǎn)生的系列電化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到降低COD的目的。本文通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)電解法去除稀土分離廢水COD的條件進(jìn)行了研究。

1反應(yīng)原理

稀土廢水含鹽量較高，具有較好的導(dǎo)電性。在稀土廢水中加一定的直流電場(chǎng)，稀土廢水會(huì)發(fā)生電解反應(yīng)，在陰極放出氫氣，從而增加溶液中的OH-，陽(yáng)極生成的氯氣在它逸出之前可與OH-作用生成次氯酸鹽，次氯酸鹽將廢水中的有機(jī)物質(zhì)氧化，從而達(dá)到降低COD的目的[3]。

2試驗(yàn)研究與分析

在自制的電解槽中加入5L的稀土廢水，電解電極間通上電，電壓12V，電流10A，通過(guò)不同的試驗(yàn)條件研究電解法去除稀土廢水中COD的影響因素。

2.1pH值對(duì)電解法去除稀土廢水中COD的影響

試驗(yàn)條件：稀土廢水中氯離子濃度為24g•L-1，電解反應(yīng)時(shí)間2min，pH分別為3、6、7、8、9。表1列出了在不同pH條件下，各自進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)的電解反應(yīng)去除COD的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從表1中數(shù)據(jù)可以看出，pH=6~9時(shí)，COD去除率為57%~60%；pH=3時(shí)，COD去除率僅為34.44%。這是因?yàn)樵谒嵝詶l件下，次氯酸鹽與廢水中的鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，降低了次氯酸鹽的使用效率，因此采用電解法處理稀土廢水去除COD時(shí)，一般應(yīng)預(yù)先調(diào)節(jié)使pH=6~9。

2.2電解反應(yīng)時(shí)間對(duì)電解法去除稀土廢水中COD的影響

試驗(yàn)條件：稀土廢水中氯離子濃度為24g•L-1，pH=8，電解反應(yīng)時(shí)間分別為1min、2min、5min、10min。表2和圖1列出了在不同電解反應(yīng)時(shí)間下，各自進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)的電解反應(yīng)去除COD的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從表2數(shù)據(jù)中可以看出，電解反應(yīng)時(shí)間影響著COD的去除效果，電解時(shí)間在2min時(shí)，COD降到了100mg•L-1左右，2~5min時(shí)COD變化開(kāi)始趨緩，超過(guò)5min后COD維持在50~70mg•L-1之間。圖1列出了電解反應(yīng)時(shí)間與COD去除率的關(guān)系，可以看出，隨著電解反應(yīng)時(shí)間的加長(zhǎng)，COD的去除率不斷增大，殘留COD不斷減少，當(dāng)電解時(shí)間超過(guò)5min后，COD去除率趨于穩(wěn)定，在75%左右。通過(guò)上述分析得出電解反應(yīng)時(shí)間在5min左右為宜。

2.3氯離子濃度對(duì)電解法去除稀土廢水中COD的影響

試驗(yàn)條件：pH=8，電解反應(yīng)時(shí)間2min，稀土廢水中氯離子濃度分別為為6、12、18、24、30g•L-1。表3和圖2列出了在不同氯離子濃度下，各自進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果。從表3的數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)氯離子濃度在0~6g•L-1之間基本沒(méi)有去除效果，COD無(wú)明顯變化；在6~24g•L-1之間，去除效果隨氯離子濃度增大而增加，COD逐漸降到100mg•L-1左右；大于24g•L-1時(shí)，COD無(wú)明顯降低。從圖2可看出，氯離子濃度對(duì)COD去除效果的影響呈S型變化。結(jié)合表3和圖2可知，電解時(shí)氯離子濃度應(yīng)大于24g•L-1。

3結(jié)論

1）用電解法處理稀土廢水可有效降低廢水的COD。

2）影響電解法處理稀土廢水中COD的主要因素是pH值、電解時(shí)間和氯離子濃度，優(yōu)化條件為：電解pH=6~9，時(shí)間控制在5min左右，氯離子濃度應(yīng)大于24g•L-1。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜國(guó)勇.次氯酸鈉氧化去除氣田水中COD研究[J].石油與天然氣化工，2003，32(3)：185-186.

[2]彭賢玉，郭保生，劉芳，等.內(nèi)電解法處理印染廢水的研究[J].硅谷，2008(20)：5.

[3]于秀娟，王寶貞，孫紅，黃安君.鐵屑內(nèi)電解法處理印染廢水的研究與應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與管理，1996(1)：9-10.

作者:張亮玖 楊桂林 單位:中鋁廣西國(guó)盛稀土開(kāi)發(fā)有限公司 北京有色金屬研究總院