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新疆水处理设备公司浅析含铜废水处理技术

发布于:2017年10月31日 来源:www.fuhai360.com
[摘要]新疆水处理设备公司浅析含铜废水处理技术 铜是工业废水中非常常见的重金属若不经适当的处理直接排入环境中会严重威胁水生态系统健康并通过食物链危害人体健康。

浅析含铜废水处理技术

铜是工业废水中非常常见的重金属若不经适当的处理直接排入环境中会严重威胁水生态系统健康并通过食物链危害人体健康。目前处理含铜废水的方法主要有化学絮凝、离子交换、吸附法以及电絮凝等。电絮凝作为一种高效的水处理技术具有:操作简单、产泥量小、避免使用化学药品、易实现自动化和设备化控制等优点 。但随着污染形势不断加剧和水质标准中重金属的限值日趋严格电絮凝技术往往需要组合其他技术才能满足水质排放标准。膜过滤技术对悬浮颗粒、有机化合物、无机污染物如重金属有很好的处理效果但膜污染制约了它的推广应用电絮凝作为膜分离的预处理单元可以有效的减缓膜污染。所以将电絮凝与膜分离技术进行组合不但能够缩短水处理工艺流程提高污染物的分离效率而且能够有效减缓膜污染提高膜通量具有良好的协同效应。pH 测定采用pH 测定仪(720Thermo OrionUSA)总铜、总铁浓度的测定采用电感耦合等离子-原子发射光谱(ICP-OES OPTIMA-2000PerkinElmerUSA)电导率的测定采用电导率仪(METTLER TOLEDOS230)实验以相对通量J / J0 表征膜污染程度TMP 和电子秤的读数采用相关传感器与相应的数据采集软件来记录。为防止电场对pH 计测量产生误差通过测量膜分离池的pH 来间接反映电絮凝池内溶液pH的变化膜分离池内溶液的pH 实时监测由于溶液是先经过电絮凝池才进入膜分离池所以膜分离池溶液的初始pH 要高于原水的初始pH。

对比研究了EC-UF 和EC 的除铜效果结果如 所示。从(a)中可以看出EC-UF 除铜的效率在过滤5 min 后便可达到85% 左右随着电解的进行在20 min 后铜的去除率可达到99. 6% 且出水水质稳定滤液余铁浓度低于10 mg·L - 1 可以达到污水排入城市下水道水质标准。EC 对铜的去除率在30 min 时才能达到92. 9% 而且从(a)中可以看出EC 工艺出水的铁浓度到达26 mg·L - 1 已超出污水排入城市下水道水质标准。超滤膜有效提升了电絮凝除铜的效能EC-UF 工艺在铜的去除率和出水质量方面上都明显优于EC 工艺。分别选取电流密度为10、30、50 和75 A·m - 2 考察电流密度对除铜的影响结果如 所示。从(a)中可以看出电流密度越大铜的去除速率也越快。这可以解释为根据Faraday 定律电流密度越大阳极电解出铁离子就越多相当于单位时间内加大了絮凝剂的投加量。由(b)可知膜分离池溶液的pH随着电流密度的增加增长幅度越大表明电流密度增大使得阴极也产生了更多的氢氧根。所以电流密度的增大一是促进氢氧化铁和其他羟基铁络合物的生成从而发挥吸附架桥和网捕巻扫作用对铜进行去除;二是铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜到达去除铜的目的。由(c)可知电絮凝作为膜过滤的预处理可以很好的减缓膜污染。膜通量的衰减随着电流密度的增大而减小在30 min 的反应时间内当电流密度大于30 A·m - 2 时膜的通量几乎没有衰减。这是因为反应器内阳极电解出的铁离子随电流密度的增大而增多而且EC-UF 工艺是串联形式的连续流为絮体的增长提供了一定的时间这就使得在膜过滤反应器内的絮体粒径比较大在膜表面形成比较疏松的滤饼层从而减缓膜污染。虽然电流密度越大铜的处理率越高膜通量的衰减率越低但是考虑到能耗问题最佳电流密度选择J = 50 A·m - 2 。

分别选取初始pH 为2、4、6 和8考察初始pH 对除铜的影响结果如。由(a)可知随着初始pH 的增大铜的去除率也在增加。因为在酸性条件下二价铁氧化成三价铁的这一过程将被减弱而且在pH 较低的情况下羟基铁络合物很难生成溶解态铁盐难以有效发挥作用所以铜的去除率减弱。在碱性条件下二价铁更易氧化成三价铁生成氢氧化铁以及更复杂的聚合物而且铜离子也很容易与氢氧根结合生成氢氧化铜所以可以达到很好的去除效果。从(b)可知在初始pH = 2 的条件下由于原水中存在大量的氢离子所以随着反应时间膜分离池溶液的pH 变化幅度比较小。酸性条件下羟基铁络合物和氢氧化铜很难生成因此Cu2 + 在铁板上发生了氧化还原反应生成了一层红铜色物质铜的去除完全靠电沉积作用所以去除率不是很高。由(c)可知膜通量在初始pH 为2、4、6 和8 的条件下几乎不衰减。在初始pH = 2 条件下由于没有大量的絮体生成而超滤膜对离子形态的粒子没有截留作用所以膜通量没有衰减。而在初始pH 为4、6 和8 的条件下由于絮体的粒径比较大在膜上面形成比较疏松的滤饼层从而减缓膜污染。

分别选取初始C(Cu2 + ) = 5、20、40 和60 mg·L - 1 考察初始C(Cu2 + )对除铜的影响结果如。由(a)可知当初始铜浓度为60 mg·L - 1 时30 min 时处理效率到达93. 4% 。而当初始铜浓度小于等于40 mg·L - 1 时铜的处理率在20 min 时几乎达到百分之百。从(b)可知在不改变电流密度的条件下随着初始铜浓度的增大膜分离池溶液的pH 增加缓慢表明在EC-UF 工艺中Cu2 + 在阴极与氢氧根生成氢氧化铜也是去除铜的一种方式。由(c)可知在反应时间30 min 内由于膜表面滤饼层的作用初始铜浓度的大小对膜通量基本没有影响。综上可知当初始C(Cu2 + )≤40 mg·L - 1 时EC-UF 工艺运行20 min几乎可以将废水中的铜全部去除并有效的减缓了膜污染。

1)EC-UF 是去除废水中铜离子的有效技术其除铜效率较EC 高15% 左右同时膜污染被有效缓解。

2)增加电流密度和溶液初始pH 能够提高铜离子的去除率适当的增加溶液初始电导率不但不影响实验结果而且还有效地减少了电能的消耗。

3)在工艺条件为:J = 50 A·m - 2 、初始pH = 4 ~ 8、初始C (Cu2 + ) ≤40 mg·L - 1 、初始σ = 2 mS·cm - 1 、电解20 min剩余铜离子浓度为0. 14 mg·L - 1 去除率达到99. 6% 达到污水排入城市下水道水质标准而且膜通量在20 min 内仍然维持在最初的水平几乎没有下降。好了的详细介绍就为您介绍到这里了,感谢您的阅读,如需进一步了解它的特点,还有很多的相关信息还请您继续关注本公司的新闻动态。