電化學(xué)法去除電鍍廢水中高濃度硝酸鹽的研究.pdf

1、電鍍過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害廢水，包括高濃度的硝酸鹽廢水。硝酸鹽由于其全球性與致癌性受到廣泛關(guān)注，但絕大多數(shù)學(xué)者對(duì)硝酸鹽的研究領(lǐng)域集中在地下水中低濃度的硝酸鹽污染，對(duì)廢水中高濃度的硝酸鹽污染研究極少。很多方法雖然對(duì)低濃度硝酸鹽的去除效果較好，但并不適用高濃度硝酸鹽廢水。電化學(xué)技術(shù)作為環(huán)境友好技術(shù)，能高效去除污染物且無二次污染，既可以單獨(dú)處理也可以結(jié)合其他工藝，是處理廢水的有效方法。零價(jià)鐵還原法具有毒性低、材料廉價(jià)易得、反應(yīng)速度快、易操

2、作等優(yōu)點(diǎn)，能有效去除廢水中的多種污染物而備受關(guān)注。
　　本文以高濃度硝酸鹽模擬廢水為研究對(duì)象，首先以銅為陰極，鈦為陽極組成的電化學(xué)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行去除，其次結(jié)合活潑金屬還原法，加入鐵粉做成電化學(xué)強(qiáng)化還原系統(tǒng),可以高效去除硝酸鹽且產(chǎn)生較少的副產(chǎn)物，更多地轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾群獨(dú)怏w從而使水中的總氮降低。主要的研究內(nèi)容如下：
　　探索單獨(dú)使用電化學(xué)技術(shù)對(duì)高濃度硝酸鹽模擬廢水（NO3--N1000mg/L）的去除效果，考察了pH、電流密度、電

3、壓強(qiáng)度、反應(yīng)時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、處理水量和氯離子濃度等因素對(duì)硝酸鹽的去除影響。實(shí)驗(yàn)表明，電流密度、電壓強(qiáng)度、反應(yīng)時(shí)間和處理水量對(duì)硝酸鹽的還原效果影響較大，一定的攪拌強(qiáng)度可以促進(jìn)傳質(zhì)過程，氯離子濃度是控制副產(chǎn)物氨氮生成的重要因素，pH在反應(yīng)系統(tǒng)中作用不大。
　　結(jié)合鐵還原法和電化學(xué)法去除模擬廢水中高濃度硝酸鹽，采用響應(yīng)面（RSM）的Box-Behnken功能進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。通過考察零價(jià)鐵質(zhì)量、電壓強(qiáng)度、pH和氯離

4、子濃度四因素分別在低、中、高三個(gè)水平上對(duì)硝酸鹽的去除效果進(jìn)行了中心復(fù)合設(shè)計(jì)，通過建立數(shù)學(xué)模型了解影響因素與去除效率之間的關(guān)系。結(jié)果表明設(shè)置電壓強(qiáng)度13V，pH為1，極板距離1.2cm，0.5g還原鐵粉，氯離子濃度3000mg/L，攪拌強(qiáng)度450rad/min，電解60min后，硝酸鹽的去除率達(dá)到84.04％，總氮去除率81.37%?？梢姳痉磻?yīng)系統(tǒng)可有效去除電鍍廢水中高濃度硝酸鹽。
　　這些研究結(jié)果表明，電化學(xué)法可以有效還原高濃度硝