[摘要]利用Fe/C微電解-光催化法對(duì)含有大量Cu2+和有機(jī)物的電鍍廢水預(yù)處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，預(yù)處理的適宜 參數(shù)為Fe/C微電解法以除Cu2+為指標(biāo)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，廢水初始pH=3，F(xiàn)e/C=1：1，鐵投加質(zhì)量濃度為60g/L，，反應(yīng)時(shí)間為60min;光催化法以除有機(jī)物為指標(biāo)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，采用納米TiO2溶膠為催化劑，pH=3,TiO2加入量為40mL/l，紫外光照時(shí)間60min。電鍍廢水經(jīng)預(yù)處理后再絮凝處理，出水Cu2+去除率為去除率99.98%，COD去除率>60%。

[關(guān)鍵詞]電鍍廢水;微電解;光催化

電子信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國第一大支柱產(chǎn)業(yè)， 作為電子元器件生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝，電子電鍍工業(yè)得 到了廣泛發(fā)展，但在電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量廢 水。這些廢水通常含有大量金屬離子和有機(jī)物，若未 經(jīng)妥善處理排放，進(jìn)入水體會(huì)引起富營養(yǎng)化，使受納 水體缺氧，水生物死亡，水體發(fā)黑發(fā)臭，導(dǎo)致水體失 去使用價(jià)值，甚至?xí)ㄟ^食物鏈危害人們的生活和 身體健康。

近年來，關(guān)于微電解V〕和光催化法單獨(dú)或 與其他工藝聯(lián)合處理廢水的文章屢見報(bào)道，但關(guān)于 兩者聯(lián)合處理廢水的研究還未見有相關(guān)報(bào)道。筆者 基于電鍍廢水高金屬含量、高有機(jī)物含量的特點(diǎn),采 用&/仁微電解-光催化聯(lián)合法預(yù)處理電鍍廢水，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了條件。

1材料與方法

I.1廢水水質(zhì)

電鍍廢水水樣由青島某電子有限公司提供，廢 水含有高0^和000，呈深藍(lán)色，其中卩II為10;3~

II.01，色度 2 000-2 500 倍，⑶!)為 27.8^28.8 ^，

^65642~70039 瓜^/乙。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

0〉微電解實(shí)驗(yàn)。采用正交實(shí)驗(yàn)法，將鐵屑依次 經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)10^的溶液和10^的訊：1溶液 各浸泡5 III丨II，去油、活化，用蒸餾水洗凈，烘干備用。 取廢水500 !1^于1 000燒杯中,將!^計(jì)放人廢水中，用濃901調(diào)節(jié)卩11;將處理好的鐵屑和活性炭 按比例混勻后加人廢水中,進(jìn)行攪拌反應(yīng)，注意微電 解反應(yīng)過程中保持!^的恒定，反應(yīng)后過濾，測定 …和000 0

(之)光催化實(shí)驗(yàn)。采用單因素實(shí)驗(yàn)，利用溶膠-凝膠法制備濃度為1.0 11101/1.的了;02溶膠⑽。根據(jù) 76兒微電解正交實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)條件,過濾100 011 經(jīng)過滅微電解處理后的廢水于燒杯中，調(diào)節(jié) 加人一定量納米汜02，在磁力攪拌下用20識(shí)的紫 外光照射一定時(shí)間之后，靜置，測其0)0。

^絮凝實(shí)驗(yàn)利用調(diào)節(jié)組合工藝處理 后的廢水卩II至8~9，攪拌反應(yīng)20⑷!!，靜置過濾,測 定匕2—和⑶!)。

1.3分析方法

采用上海精密科學(xué)儀器有限公司的!5113-2? 1)11計(jì)測定;000采用重鉻酸鉀法測定;含量 采用北京普析通用儀器有限責(zé)任公司的1^3-986 原子吸收分光光度計(jì)測定。

2結(jié)果與討論

2.1微電解實(shí)驗(yàn)

采用7^(3”正交表，以0^去除率為處理指標(biāo)， 因素包括初始卩只、鐵投加量、化/0、反應(yīng)時(shí)間，根據(jù) 單因素探索實(shí)驗(yàn)，確定各因素水平,得正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果 與分析見表1。

由表1極差分析可知，影響微電解工藝去 除率的各因素順序?yàn)椋撼跏艰F質(zhì)量濃度〉反應(yīng) 時(shí)間，即最優(yōu)組合為：初始!111=3，鐵質(zhì)量濃度 60#[，反應(yīng)時(shí)間6001丨0，?6冗：：1：1。廢水經(jīng)最優(yōu)微電 解條件處理后質(zhì)量濃度由664.71 01^降至 27.02 爪#[，去除率 95.94^。

2.2光催化實(shí)驗(yàn)

2.2.1 光源類型與紫外光照時(shí)間的影響

取微電解處理后的水樣，調(diào)節(jié)卩1^5，102加人 量40 10171^分別于紫外光、日光和無光條件下，考 察000去除率隨時(shí)間的變化，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，光源類型和光照時(shí)間對(duì)0)0的去 除率有顯著影響，在其他條件相同情況下，紫外光照 射下000去除率最高，其次為日光，最低為無光。這 是由于7丨02價(jià)帶與導(dǎo)帶的禁帶寬度為3.2 ，只有 波長在387.5 的人射光才能使其激發(fā)產(chǎn)生具有活 性的^和而紫外燈波長僅為253.7 故處理效 果最好⑻。紫外光照條件下，^：00去除率與照射時(shí) 間成正相關(guān)，反應(yīng)初始階段，匕先與011-或氏0發(fā)生 作用生成.011進(jìn)而氧化有機(jī)物，這使得前20111111內(nèi) 000去除率增長較緩慢;20 ^10后，反應(yīng)底物充足， 去除率急劇增長。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，納米102表面 光催化還原反應(yīng)生成單質(zhì)&1量增加，對(duì)紫外光產(chǎn) 生屏蔽作用，降低了光催化效率。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)選 取紫外光照條件下，處理水樣60 “!!。

2.2.2 了丨02加入量的影響

調(diào)節(jié)011=5，分別加入20、40、60 11117[膠體 7102，1^光照射，每隔20曲!!取樣1次，考察000 去除率隨時(shí)間的變化，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，102加人40爪仏時(shí)000去除率 最高。這是因?yàn)樵黾恿?02加人量，相當(dāng)于增加了 了;02有效接觸面積，促進(jìn)了氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行，但 由于納米級(jí)的102顆粒表面活性高，繼續(xù)增加加人 量，使其碰撞幾率增加，易團(tuán)聚長大，反而導(dǎo)致有效 表面積減少，同時(shí)遮蔽了人射光線，阻礙紫外光到達(dá) 乃02顆粒表面，降低了催化效率，因此I'丨02的加入 量要適宜,本實(shí)驗(yàn)的適宜了102加人量為40 01171。

2.2.3 011的影響

用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)進(jìn)水水樣卩11，加人 401111^了102，考察在不同!^只條件下，000去除率 隨時(shí)間的變化，結(jié)果見圖3。

由圖3可以看出，卩11是影響光催化效率的重要 因素，低!^有利于光催化反應(yīng)，由于廢水含有 當(dāng)!^奮5時(shí)，會(huì)形成氫氧化物沉淀沉降在 丁;02光催化劑的表面，阻礙光氧化反應(yīng)的進(jìn)行。實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明：151^3時(shí)，000去除率最高。

2.3絮凝實(shí)驗(yàn)

在適宜條件下，即化疋微電解 1:1，鐵投加質(zhì)量濃度為60 8/1^反應(yīng)時(shí)間為60 011x1; 納米7;02光催化法講：3，了;02加入量為40瓜!兒， 紫外光照時(shí)間60 111111，對(duì)電鍍廢水預(yù)處理，再經(jīng)絮凝 處理后，出水0^去除率達(dá)到去除率 到609^以上。

3結(jié)論

(丄)微電解法可以有效去除電鍍廢水中的在影響微電解法效果的諸多因子中，初始對(duì) 去除率影響最大，然后依次是鐵投加量、反應(yīng)時(shí)間、 1^6/0;即微電解法預(yù)處理電鍍廢水中的最佳工 藝條件是!511：3、1^兒：1：1、鐵投加質(zhì)量濃度60 2/1;、反應(yīng)時(shí)間60 111丨0。在此條件下廢水的去除 率可達(dá)95.9470。

(之)通過實(shí)驗(yàn)證得，納米了;02光催化法預(yù)處理 電鍍廢水中的有機(jī)物在技術(shù)上可行，并得到處理廢 水的最佳條件:廢水加入量40111171^1^ 光照時(shí)間60 乂!!。在此條件下，000平均去除率可 達(dá)到569^。

〈3^電鍍廢水經(jīng)化忙微電解-光催化法組合工 藝的預(yù)處理后，再經(jīng)絮凝處理去除率達(dá)到 99.98^,000去除率到60^以上。