电絮凝法处理含铬废水的实验研究(1)

1、攀枝花学院本科毕业设计（论文）电絮凝法处理含铬废水的实验研究学生姓名： 周 亚 琴 学生学号： 201010903049 院（系）： 资源与环境工程学院 年级专业： 2010级 环境工程 指导教师： 谢四才 副教授 助理指导教师： 钟玉凤 讲师 二一四年四月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要摘 要针对含铬废水对生态环境的严重污染问题，提出了以铝板作为电极板的电絮凝法处理含铬废水，研究了电流强度、处理时间、电极板间距、初始pH等因素对铬去除效率的影响。实验结果显示，在电絮凝过程中，在电流强度为1.5A、初始pH为6.0、电解时间为30min，极板间距为2cm时去除效率最佳，能达到64%以上。

2、在电解的过程中，随着电流强度、电解时间的增加，铬离子的去除率不断增加，在一定范围内电极间距的减小，可以使得铬离子的去除效果有所增加。关键词 含铬废水，电絮凝，影响因素，去除率I攀枝花学院本科毕业设计（论文） ABSTRACTABSTRACTFor the ecological environment of serious pollution of wastewater containing chromium, made of aluminum plate electrocoagulation as chromium-containing wastewater treatment equipme

3、nt, the effect of current density, treatment time, electrode spacing and other factors on the treatment effect. Experimental results show that the electro-flocculation process, a current density of 1.5, the initial pH of 6.0 and an electrolysis time of 1 hour, the plate spacing of 1cm optimal remova

4、l efficiency can reach 64%. In the electrocoagulation process, with increasing current density, electrolysis time, the metal ion removal increased; reduced electrode spacing, making the removal of heavy metal ions to achieve better results.Keywords Chromate waste water，Electric flocculation，Influenc

5、e factor，Removal rateII攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1课题背景与意义11.2电絮凝技术在废水处理中的应用11.2.1电絮凝法处理含油废水21.2.2电絮凝法处理染料与纺织废水21.2.3电絮凝处理重金属废水31.2.4电絮凝与其他技术的结合31.3电絮凝技术的发展41.3.1电絮凝技术的改进41.3.2电絮凝法的发展51.3.3电絮凝技术的局限性52 实验部分62.1实验仪器和试剂62.2 实验原理62.2.1电絮凝部分62.2.2吸光度测定部分62.3实验内容62.3.1所需溶液的配制62.3.2标准曲线的绘制72

6、.3.2实验步骤72.4 实验装置83 实验结果与讨论103.1电流强度对铬去除率的影响103.2处理时间对铬去除率的影响113.3电极板间距对铬去除率的影响123.4初始pH值对铬去除率的影响134 结 论15参 考 文 献16致 谢181攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪论1 绪论1.1课题背景与意义铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定的物质。不锈钢中便就含有12%以上的铬。含有铬的不锈钢本身是无毒的，但是铬化合物中的铬离子是有剧毒的。铬化物可通过许多渠道侵人人体，聚集在人体中，铬化合物具有致癌作用。铬化合物以蒸汽和粉尘的方式进入人体组织中，代谢和被清除的速度缓慢，会引起鼻中

7、隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物可引起愈合极慢的“铬疮”。水中的铬可在鱼的骨骼中积累，此时Cr3+ 比Cr6+的毒性还大。浓度为3.0 mg/ L即对淡水鱼有致死作用；浓度为0.01mgL，便可使一些水生生物致死，使水体的自净作用受到抑制。若用含铬的污水灌溉农田，铬便在植物体内积聚，土壤中有机质的消化作用受到抑制，造成农业减产。铬的污染主要是由工业引起。因此，各国对排放的废水、渔业水域水质、农田灌溉水质、地面水以及饮用水的铬含量，均有严格规定。但对于铬的处理，现有的方法如化学法1、生物法2、吸附法3、离子交换法4和光催化法5等存在许多问题，如处理效率不高，加药量

8、大，废渣量大及操作复杂等问题6。废水电絮凝处理，其特点是使用可溶性阳极如铝或铁作牺牲电极，通过化学反应既产生气浮分离所需要的气泡又在溶液中水解、聚合生成一系列多核羟基络合物和氢氧化物, 作为絮凝剂而起絮凝作用。电絮凝作用一般不需要添加化学品，因为它需要的设备体积小、占地面积不广、操作简单灵活、污泥量少，后续处理并不是很复杂。近年来在国内外逐步应用电絮凝法在处理电镀废水、化工废水、印染废水、制药废水、制革废水、造纸废水等多种工业废水以及给水净化的研究。 除此之外，电絮凝在能够去除部分COD 的同时，能提高废水的生物降解性，也可以在生化法之前的一种预处理中使用。因此，在废水处理的过程中，电絮凝反应

9、是一个非常重要的部分。 然而，有一个问题制约了电絮凝的广泛使用能耗高。电极消耗很快从而导致更高的运营成本。 为解决这个问题，近年来，许多科研人员在电凝过程的基础上研究并提出了一些改进的方法，目的是节约能源及提高平均处理效率。1.2电絮凝技术在废水处理中的应用电絮凝的应用已有较长历史，在19世纪90年代，废水处理就已经将电絮凝工艺派上用场；上世纪70年代，美国人的市政污水处理就已经在运用用电化学凝聚法。一直到今天，这项技术经过将近半个世纪的研究，在废水的处理工艺已经发展成为一种评价较高的新工艺。电絮凝既可以直接处理废水，也可以与其他的技术联合使用在预处理或预处理后的过程。以降低后续进程的负载或进

10、行深度处理，总结了电絮凝技术在处理含油废水、无机废水、染料与纺织废水等有机废水以及复合废水时的各种应用情况。1.2.1电絮凝法处理含油废水含油废水是一种量大而且面广的污染源。石油开采、石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工、纺织工业中的洗毛废水、轻工业中的制革过程中均会产生含油废水。其中石油工业排出的含油废水为主要来源。油类对环境的影响主要表现在对整个生态系统的破坏和严重污染。油田含油废水经过土壤间隙侵入土壤在土壤表面形成油膜隔绝土壤与外界，使空气及各种营养成分不能进入土壤，阻碍农作物生长。含油废水排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍大气中的氧向水体中转移

11、，使水生生物处于严重缺氧而死亡。同时还有引起水面起火的隐患。针对这些隐患， MAoudjehane等7以铁板为阳极处理油乳胶，并对电流强度、极板间距、电导率、pH等影响因素的影响做了实验，实验结果显示在电流强度为200Am2、电导率0081 Scm、极板间距为1cm、pH为2的条件下，电解15 min后COD、SS的去除率分别达到72、98，耗电量为054 kWhm3。UTUn等8以铝作为电絮凝的阳极材料处理了植物油冶炼厂废水，研究了pH、电流强度、PAC剂量和Na2SO3 剂量对有机物和COD去除效率的影响。在pH=7、电流强度为0.035 Acm2、PAC投加量为0.5gL条件下电解90m

12、in，出水COD为165 mgL，去除率达989，去除1 kg COD耗电42 kWh。其中。投加Na2SO4 可降低耗电量。1.2.2电絮凝法处理染料与纺织废水纺织印染工业是最大的污染源和水资源消耗者之一，纺织印染工业染料废水的成分和性质非常复杂，处理难度大，处理费用高，目前常规的处理方法是化学或生物处理方法。但化学方法成本高效率低，需要复杂的加药系统，易造成二次污染；但这些方法对色度和COD的去除率不高，且处理效果一般。而电絮凝法的机理研究较成熟，实际应用的理论依据坚实，设备制造难度小，尤其是在通过近几十年的发展中，随着电极材料的开发、反应器的研制以及对传统电化学工艺的改进，电絮凝技术已成

13、为一类具有竞争力的印染废水处理方法。带正电荷的染料单体和聚合体主要被Al(OH)3絮体吸附而去除9。有研究使用电絮凝技术处理模拟的染料废水。并对比了铝板、不锈钢板作电极板时染料废水的去除效果。试验结果显示铝做电极材料时较不锈钢较的去除率更低。此外，该实验还研究了CO32-、C1一对COD去除率的影响。实验结果表明，Na2CO3会抑制COD的去除。而电絮凝的效率由NaCl来决定决定。需要用高浓度NaC1来冲抵Na2CO3 的抑制作用。ESZE1Ashtoukhv等10采用曝气搅拌法，研究对比了电絮凝和电化学两种方法处理一种特殊的染料废水的效果，并监测了pH、电流强度、初始染料浓度、NaC1浓度等

14、对去除率的影响。结果显示，pH对电絮凝的影响最为重要，pH在6.911.0时色度的去除率可达到最大。但在电化学处理废水过程中pH对色度的去除效果基本无影响。可见电絮凝法更有效而且更加经济。 ZZaroual等11采用铁板为电极板处理纺织工业废水。发现电解时间在3 min、电压为600 mV时色度和COD的去除率分别为100、84。MBayramoglua等12以铁和铝为阳极，采用并联和串联两种方式处理纺织废水。对比分析了这两种电絮凝法处理纺织印染废水的成本时发现对COD、SS的去除率相同的情况下使用铁电极比使用铝电极更加实惠。1.2.3电絮凝处理重金属废水近几年来我国有色冶炼、电镀、化工等行业

15、发展势头迅猛，同时也产生了大量高浓度重金属废水13。这些重金属废水一旦不经处理就进入水或其他环境中，将会严重危害人的身体健康， 而对于深度处理重金属废水电絮凝技术是一种非常有效的方法。FAkbal等14研究对比了电絮凝法和化学混凝混合对重金属废水的去除效率的影响，化学混凝以A12 (SO4)3 18H2 0和FeC136H 2O为混凝剂，电絮凝以铝或铁为电极板。其混合重金属废水里含有Cu和Cr。其初始质量浓度分别为45、44.5mgL，采用电絮凝法可以在比化学混凝更短的时间内达到与之相同的效果 。实验结果显示，电絮凝处理重金属废水化学絮凝的效率高、成本低。IKabdash等15以不锈钢作电极处

16、理Zn和Ni电镀电解过程中产生的大量混合重金属废水。其中初始TOC大约为170 mgL。Zn、Ni分别为217232、248282 mgL，C1-为1.51.8gL。实验结果显示，电絮凝可在相对简单的条件下将Zn和Ni去除率均达到100%。IHeidmann等16以穿孔铝板为阳极材料 ，采用两级并联连接方式处理含有Zn、Cu、Ni、Ag和Cr(VI)等离子的重金属废水，并考察了电流强度、初始浓度和不同组合的重金属离子等因素对去除率的影响。实验发现Zn、Cu、M、Ag和Cr主要通过阴极与氢氧根的共同沉淀来去除。1.2.4电絮凝与其他技术的结合电絮凝可与其他技术结合形成新技术，来处理含复合难降解污

17、染物的废水。(1) 电絮凝+Fenton试剂。Ni和Zn电镀电解过程产生大量包含重金属与有机物的废水。这些重金属离子可以在以铁或铝为电极板的电絮凝的电解过程中被很好的去除。该研究将电絮凝与Fenton试剂组合来使有机物的去除率得到进一步提高。在初始pH为2.6、电流强度0.022 Acm2条件下，加入20 mmolL H2 O2即可使COD和TOC达到最高去除率。 电絮凝+Fenton的组合形成了一种更优的技术，为有机物和多种重金属混合废水的去除提供了一种新型处理方法。(2) 电絮凝+反渗透。消防废水是一种高浊度废水，里面含有大量悬浮物，不宜直接采用膜处理。CBaudeLuin等17采用反渗透

18、技术+过滤+电絮凝技术技术处理这种废水。该实验以铝板为阳极，在电荷负荷为600 CL条件下，在不随电负荷的升高而升高的情况下，氟表面活性剂的去除率在71一77 ，再将过滤后的废水后废水进入反渗透系统。此时去除率可达99949997 。(3)UASB+电絮凝。KYetilmezsoy等18采用UASB+电絮凝处理家禽粪便排出的废水， 进水TCOD最高为(29 9701 560)mgL经UASB处理后出水为(3 030600)mgL，去除率已经达90，但TCOD依然很高，所以后面可以分别采电絮凝法做一步处理。实验结果显示，在条件最优的情况下，即pH=50、电流强度0015 Acm2、电解时间20

19、min。经过这项联合工艺工艺处理后，COD的去除率可达90。 (4) 电絮凝作预处理程序来防止反渗透膜污染。很厂家采用反渗透技术处理苦咸水或海水来生产饮用水。但一些苦咸水中可能含硅酸根，高浓度的硅酸根会形成二氧化硅来破坏反渗透膜，这使得膜的脱盐能力降低，达不到目的。WDen等19 研究了铝电极电极絮凝处理硅酸根离子的效果。1.3电絮凝技术的发展 1.3.1电絮凝技术的改进有专业研究人员在现有的电絮凝工艺的基础上提出了一些改进方法以及今后的研究发展方向，旨在降低能耗，防止极板钝化，进一步提高处理效率等。 (1)电源的改进。在现在的电源改进技术中，研究热点主要是在脉冲电源这一部分。有研究表明20，

20、脉冲电源在许多方面有优于直流电源的地方，如阳极损耗、电能、阳极钝化和极板结垢等方面。曾有毛巾厂利用高压脉冲电絮凝法处理来处理毛巾生产过程中产生的印染废水，CODc 和BODs的去除率都高达80%以上，对色度的去除率更是达到100% ，并且费用也相当低，每吨废水的实际运行管理费只有049元21。(2)应用新型电极。电絮凝的另一个研究发展方向就是采用新型电极，包括采用更广泛的电极材料和更加多样的极板几何形状。例如采用三维电极。陈武等22通过三维电极法处理自配模拟钻井废水，试验研究了三维电级的各项操作参数，得到了影响三维电极电化学反应的各参数的最佳组合，并证实三维电极这种新方法确实具有优于电絮凝法的

21、降解COD的能力。(3)与其他工艺的组合。根不同废水的性质各异，将其他工艺与电絮凝技术与其他工艺结合起来可以得到更好的去除率。VGSister等23将超声波法与电絮凝法相结合用于去除废水中的表面活性剂，取得了非常显著的效果，超声波产生的超声空化作用在局部产生高温高压，缩短了反应时间，并在电絮凝过程时使电极表面得到清洁，使电极附近的离子更新，从而使极板避免发生钝化；SSong等24将直流电絮凝与生化法联合处理印染废水，突破了传统化学法和生化法处理的技术极限，处理效果良好，已达到国标对纺织印染水质污染物排放的二级标准要求；用电絮凝技术来进行苦咸水的预处理，能大大延长膜组件的清洗周期，在降低成本的同

22、时提高效率；BZhu等25将微滤技术和电絮凝技术联用去除病毒。实验结果表明，只使用微滤对MS2噬菌体的去除率相当低，仅为05 log，但如果用电絮凝技术对水样进行了预处理的话，病毒的去除率达到4.0 log。 1.3.2电絮凝法的发展电絮凝综合了化学混凝和电化学的优点成为了一种高效去污的电化学方法，可彻底去除污染物，尤其是对于普通方法无法处理的有机物和无机物，电絮凝显示出其他处理方法无可媲美的优势。电絮凝既可独处理废水，也可与其他技术联用来处理生化法难以处理的一些复杂废水。电絮凝法是一种高级的电化学水处理技术，它具有去除效率高、去除污染物范围广工艺和设备简单、不添加化学药剂、无二次污染等诸多其

23、它如物理、化学方法所没有的优点。目前，尽管电絮凝法的应用还没有十分普及，但在国外有一些国家，电絮凝工艺除实验室的研究外，已在向工厂应用，因此如何进一步提高处理效率、降低能耗成为电絮凝技术推广和普及应用的关键。1.3.3电絮凝技术的局限性虽然电絮凝技术具有许多常规水处理工艺没有的独特优势，但也有局限性，主要表现在：（1）这项技术有一个最大的化学特性就是很依赖水溶液，特别是导电性的化学性质，因此，需要外加一些电解质提高水质的电导率；（2）水样的物理化学性质本身对电絮凝处理效果影响显著；（3）极板很容易因形成氧化膜而钝化，对电絮凝的处理效果有很大影响；（4）有关电絮凝发面的很多理论还不成熟，尤其是对

24、电絮凝反应器成型设计的这一理论的缺乏，因此对于一种特定水质，采用什么结构的反应器、怎样优化去除率仍然遇到许多问题。18攀枝花学院本科毕业设计（论文） 实验部分2 实验部分2.1实验仪器和试剂试剂：重铬酸钾(CR级) ；氢氧化钠(CR级) ；氯化钠(CR 级) ：硝酸，盐酸(AR级) ；氯化铵(AR级) ；二苯碳酰二肼(AR级)；高锰酸钾(AR级)；丙酮；硫酸。仪器：紫外可见分光光度计具塞比色管50ml规格一致； 移液管若干只； 量筒250ml；250mL锥形瓶；容量瓶等试验研究设备：反应槽及极板自行设计。试验配水：采用人工配制的模拟废水。重铬酸钾（K2Cr2O7，优级纯）0.2829g，用于水

25、溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升溶液含0.100mg六价铬。2.2 实验原理2.2.1电絮凝部分在外电压的作用下，用铝做电极板，产生的阳离子在溶液中水解、聚合生成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，与六价铬离子反应生成絮状沉淀而将六价铬离子去除。反应方程式：阳极反应：Al-3e-Al3 + ；Al3 + + nH2OAl(OH)n 3-n + nH+阴极反应：3H2O + 3e-3 /2H2(g) + 3OH-2.2.2吸光度测定部分在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合朗伯-比尔定律。 2.3

26、实验内容2.3.1所需溶液的配制（1）模拟废水（铬标准贮备液）：重铬酸钾（K2Cr2O7，优级纯）0.2829g，用于水溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升溶液含0.100mg六价铬。（2）11硫酸：将硫酸（1.84g/ml）l缓缓加入到同体积水中，混匀。（3）11磷酸：将磷酸（1.69g/ml）与等体积水混合。（4）显色剂（I）：称取二苯碳酰二肼（C13H14N4O）0.2g，溶于50ml丙酮中，加水稀释至100ml，摇匀。贮于棕色瓶置冰箱中保存。色变深后不能使用。2.3.2标准曲线的绘制向一系列50ml比色管中分别加入0、0.50、1.00、2.00、4.00、6

27、.00、8.00和10.00ml的配制好的铬标准溶液，再用水稀释至标线。，加入加入11硫酸溶液0.5ml和11磷酸溶液0.5ml，摇匀后加入2ml显色剂，再摇匀。510min后，于540nm波长处，用10 mm的比色皿，参比溶液为水，测定铬标液的吸光度并且作空白校正。以吸光度为纵坐标，相应铬含量为横坐标用EXCEL绘制标准曲线，并求线性回归方程。 图2.1铬的标准曲线根据上图可得出公式：Y=0.5818X+0.0004。根据公式计算出所测样品中铬的质量，进而算出铬的去除率。2.3.2实验步骤（1）电解部分将配制好的实验模拟废水装在一个1000ml的烧杯中，接通电源插入电极板，再加入NaCl增加

28、其导电率先做电流强度对铬去除率的影响的实验，首先将电流调到0.5A，电解30分钟，极板间距为20mm，此时的初始pH应为6.0。将电解过后的溶液静置，然后再配制模拟废液分别将电流调到1，1.5，2，2.5A电解，静置，然后取上清液做吸光度的测验。电流强度与电流强度的对照如表2.1；做电解时间对去除率的影响时应在电流强度为1.5A，极板间距为20mm,初始pH为6的情况下电解时间分别为10，20，30，40，50，60min的情况下电解。将电解后的溶液静置，然后取上清液做吸光度的测验；然后做极板间距对去除率的影响的实验时，将电强强度调到并稳定在1.5A，初始pH为6，电解时间为30min的情况下

29、分别将电极板的距离调到1，2，3，4，5cm的情况下电解，静置，然后取上清液做吸光度的测验；最后做初始pH对铬的去除率的影响，在电流强度为1.5A，电解时间为30min，极板间距为2cm的条件下，分别将初始pH为4.0,5.0,6.0,7.0,8.0的模拟废水电解。将电解后的溶液静置，然后取上清液做吸光度的测验。表2.1 试验中电流强度与单位面积的电流密度对照表电流强度（A)0.511.522.5单位面积的电流密度（mA/cm2)16.6733.335066.6783.33这个过程耗费的时间与精力是极大的，首先是电解时间上，做的实验组数较多，而且每一组电解的时间较长，需要极大的耐力。（2）吸光

30、度的测量 将电解部分得到的处理过后的废水的上清液过滤出来，用分光光度计测量其吸光度，最后算出其铬含量。 2.4 实验装置图2.2反应装置电絮凝反应在一个容量为 1000 mL的普通烧杯中进行，阴极、阳极各为一块铝制电极，两块平行的铝板垂直地放入烧杯中，铝的纯度为99% ，NaOH 来调节样品pH 值，接线后开通电源，通过磁力搅拌器防止电解液所产生的浓差极化现象，调整电压、电流值。开始计时，每隔一定时间取样，采用紫外线分光光度计测定铬的质量浓度。装置如图2.2所示。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 实验结果与讨论3 实验结果与讨论3.1电流强度对铬去除率的影响分别选取电流强度为 0.5，1，1.5

31、，2，2.5A，处理时间为30min，初始pH为6.0，电极板间距为2cm，六价铬浓度为100mg/L的条件下，电流强度对六价铬去除率的影响如图3.1所示：图3.1 电流强度对六价铬去除率的影响由图3.1可见，在电流强度为0.5A到1.5A变化时, 随着电流强度的增加，铬的去除效率逐渐增加，当电流达到1.5A时，去除效率达到最大57.4%；继续增大电流强度在1.5A到2.5A之间变化，铬的去除效率反而呈下降趋势。分析其原因可能是，电流是电絮凝过程中极板溶解、絮凝及气浮作用的动力来源，决定了絮凝剂的产生总量，还决定了气泡产生速率,所以电流强度一开始增大絮凝剂产生量增多，气泡产生速率变快，絮凝能力

32、不断加强，从而快速而有效的去除了重金属离子。当电流强度继续增加超过1.5A时去除率降低，可能是因为电流强度过大加速了电极的极化和钝化，引起了不必要的副反应：阳极铝板产生过多Al3+,与溶液中的OH-形成Al(OH)3絮团，结构松散不易沉淀，影响了絮凝剂的生成，絮凝效果明显下降；另外阴极产生的氢气更多，气泡更大，气浮作用增大加速对絮凝体冲撞，同时较大气泡更容易破裂对絮凝体有剪切作用，导致絮凝效果下降。阳极的电流强度直接影响了阳极氧化的反应速度。在条件相同的情况下，随着阳极电流强度的增大，其电化学反应速度越快，但是，电流强度的提高也会加快电极钝化。3.2处理时间对铬去除率的影响在电絮凝设备极板间距

33、为2cm，电流强度为1.5 A，初始pH值为6.0，六价铬浓度为100mg/L的情况下，通过控制进水流量使处理时间分别为10，20，30，40，50，60min，不同处理时间对总铬和六价铬去除率的影响如图3.2所示：图3.2 处理时间对六价铬去除率的影响（min）由图3.2可见，控制电流强度一定的情况下(1.5A)，时间从10 min增加到30min时，设备对六价铬的处理效率比较明显并且随时间的延长而不断提高，当处理时间达到30 min的时候，设备的处理效果达到最佳状态(去除率达到63.4)。当30min过后，处理时间的进一步延长对去除率的提升并不明显。这主要是电絮凝法的处理效果达到饱和临界点

34、，所以反应时间继续增加，处理效果并不能无限增长；另外，随着时间增加，金属极板容易发生钝化形成一层疏松保护膜，影响铝电极溶解和自由基的产生量，导致絮凝剂铝离子产生量减少和氧化效果减弱，继续增加反应时间对去除效果意义不大。并且随着时间的增加电能消耗增加，处理成本随之增长。所以电解时间控制在30min为宜。较长的反应时间虽然能带来稳定的处理效果，但设备的体积会随之增加；当然反应时间过短，处理效果又难以得到保证。处理时间与电流强度的关系十分紧密，电流强度越高，处理速率越快，所需的处理时间越短，但会带来副反应过程增加，能耗升高。因此，优化的处理时间与电流强度组合对设备的工程化应用极为关键。3.3电极板间

35、距对铬去除率的影响电极间距大小对电流影响最直接，电极间距小，电絮凝处理效果较好，但是能耗较大，并且间距小不利于设备的加工；电极板间距增大、电阻增大，虽然耗能较小，但电絮凝效果也较差。虽然如此，在做实验时电极板间距也不宜太小，因为电极板间距太小加大了浮渣堵塞的可能，容易在极板间造成短路而使设备损伤。 因此将电极板间距分别取为1、2、3、4和5 cm，在pH 值为6.0，电流强度为1.5 A，电絮凝时间为30 min作用条件下的实验结果如图3.3所示： 图3.3电极板间距对六价铬去除率的影响由图3.3可知， 在极板间距为1cm到2cm增长时，间距增大铬的去除率增加，在极板间距为2cm时达到一个最大

36、值61.5%，随着极板间距在2到5cm增加时，铬的去除率随着间距增加而减小，原因可能是极板间距过小，溶液在极板间的交换量减少，絮凝团块容易在极板间堆积阻塞，这不仅降低了絮凝团的有效接触面积，不利于絮凝沉淀，导致去除效果差，还易引起极板短路。随着极板间距继续增加，离子迁移距离逐渐增加，迁移阻力增大容易造成浓度差极化，电流用来克服阻力导致利用率低下，处理效果降低。极板间距越大，电压相应越高，电能消耗也增大。电极间距小，使得两极间电阻减小，电流强度变大，从而导致絮凝剂和氢氧根离子数量的增加，同时，在极板间距变小时，阴极区电解产生的气体形成的气泡使在阳极形成的铬铝复合物迅速上升导致电极反应加快，加速阳

37、极的铝进一步溶解，使金属离子取得较好的去除效果，。实际操作过程中电极间距不能太小，因为过小的电极间距容易使浮渣堵塞，在极板间造成短路而损伤设备电极间距过大，电解时间过长，就会因在阳极区形成的氧化铝复合物覆盖在阳极表面而易于形成钝化，阻止电解反应的进行。而在间距为2cm时去除率高又不至于间距太短而破坏设备。 综合考虑，电极间距取2cm 为宜。3.4初始pH值对铬去除率的影响控制电极的极板间距为2cm，电流强度为1.5A，通电时间为30min，将模拟废水的初始pH分别调到4.0,5.0，6.0，7.0，8.0进行试验，比较铬的去除率的变化，试验结果如图3.4：图3.4初始pH对铬的去除率的影响由图

38、3.4可见，在电流强度为1.5A、电解时间为30min、极板间距为2cm时，电絮凝法对六价铬的去除率随pH的增长而增长，当pH达到6时，若再继续升高pH，处理效果反而降低。当pH值为46时，铬的去除率可以达到60%以上，且基本趋于稳定，当pH为6.0时设备对六价铬的去除率达到最高，当pH值为78时，随pH的增大，铬的去除率缓慢减小。研究表明，电絮凝对六价铬的处理首先是将六价铬还原成三价铬。当阳极极板为铝时，在电场的作用下阳极溶解生产铝离子经过水解反应生成氢氧化铝及其多核胶体，从而絮凝捕获三价铬及其氢氧化物。pH值对多核胶体的形成影响较大，所以pH值对处理效果的影响比较大，尤其是在电絮凝过程中的

39、影响更加明显。除此之外，三价铬具有两性，既可以溶于酸又可以溶于碱，过高的pH值反而会使已经沉淀的铬重新溶出，使去除率降低，因此，pH宜控制在67之间。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 结 论4 结 论本实验研究对比了电流强度、电解时间、电极间距大小及溶液初始pH对铬去除率的直接影响，通过本次实验，结合能耗、实际操作及金属去除率等三方面因素，本次试验得出电絮凝法处理含铬废水的最佳工艺条件为：初始pH= 6.0，电流密度为50 mA/cm2， 电极间距为2 cm，处理时间为30min。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 参考文献参 考 文 献1 裴东波，卢志强，伉沛崧，等.还原沉淀法处理含铬废水J.城市

40、环境与城市生态，2006，19(2)：2526.2 叶锦韶，尹 华，彭 辉，等.高效生物吸附剂处理含铬废水 J.中国环境科学，2005，25（2)：245248.3 逯兆庆，寻知磊.活性炭处理含铬废水的方法J.电镀与涂饰，2002，21(5)：4244.4 范 力，张建强，程 新，等.离子交换法及吸附法处理含铬废水的研究进展J. 水处理技术，2009，35(1)：3033.5 武正簧.TiO2薄膜在光催化下处理含铬废水 J. 太原理工大学学报.1999，30(3)：2892906 马前，张小龙国内外重金属废水处理新技术的研究进展J环境工程学报，2007，1(7)：10147 Aoudjehan

41、eM，ChafouA，KellilA，eta1Treatment of cutting oil emulsion by electrocoagulation with iron electrodesJWater Quality Research Journal of Canada，2010，45(4)：4995088 un U T，Koparal A S，Ogutveren U BElectrocoagulation of vegetable oil refinery wastewaterusing aluminum electrodesJJournal Of Environmental Ma

42、nagement ，2009 90:4284339 甘莉，甘光奉电凝聚水处理技术的新进展J工业水处理，22（5）：5-710 E1一Ashtoukhy E S Z，Amin N KRemoval of acid green dye 50 from wastewater by anodic oxidation and electrocoagulation：a comparative studyJJournal of Hazardous Materials，2010，179(123)：11311911 Zaroual Z，Azzi M，Saib N，et a1Contribution to the

43、 study of electrocoagulation mechanism in basic textile effluentJJournal of Hazardous Materials，2006，131(123)：73-7812 Bayramoglu M，Eyvaz M，Kobya MTreatment of the textile wastewater by electrocoagulation：economical evaluationJChemicalEngineering Journal，2007，128(23)：15516113 张剑波，冯金敏离子吸附技术在废水处理中的应用和发

44、展J环境污染治理技术与设备，2000，1(1)：465114 Akbal F，Cam el SComparison of electrocoagulation and chemical coagulation for heavy metal removalJChemical EngineeringTechnology ，2010，33(10)：1655-1664.15 Kahdash I，Arslan T，01mezHancl T，et a1Complexing agent and heavy metal removals from metal plating effluent by elec

45、trocoagulation with stainless steel electrodesJJournal of Hazardous Materials，2009，165(123)：838-84516 HeidmannI，CalmanoWRemoval of Zn(II)，Cu(1I)，Ni()， Ag(I)and Cr(VI)present in aqueous solutions by aluminium electrocoagulationJJournal of Hazardous Materials，2008，152(3)：93494117 Jadhav S U，Kalme S D，Govindwar S PBiodegradation of methylred by Galactomyces geotrichum MTCC 1360JInternationalBiodeteriorationBiodegradation，2008，62(2)：13514218 Ozer A，Akkaya G，Turabik MBiosorption of a