電鍍廢水是造成生態(tài)環(huán)境污染的重要工業(yè)污染源之一，其中含有Cu、Ni、Cr、Zn、Pb、Cd等多種重金屬離子，對(duì)環(huán)境有較大的破壞作用。目前處理電鍍廢水的方法主要有混凝法、鐵氧體法、化學(xué)法、微生物法，但這些方法存在處理重金屬種類單一、工藝繁瑣、二次污染、污泥量大、處理費(fèi)用高等一系列問(wèn)題。

在重金屬?gòu)U水處理技術(shù)中，鐵炭微電解技術(shù)正日益受到重視并已在工程實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用〔6〕。此法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉及操作維護(hù)方便等特點(diǎn)，且使用的鐵屑多來(lái)自切削工業(yè)的廢渣，也不需要消耗有限的電力資源，具有“以廢治廢”的意義。然而，傳統(tǒng)的鐵炭微電解法處理廢水通常是在酸性條件下進(jìn)行，溶出的鐵量大，中和時(shí)產(chǎn)生的沉淀物多，增加了污泥脫水階段的負(fù)擔(dān)，因此，尋求有效的改進(jìn)方法，解決存在的問(wèn)題成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)之一。本研究使用鋁炭微電解代替鐵炭微電解對(duì)電鍍廢水進(jìn)行了處理，結(jié)果表明，鋁炭微電解法不僅克服了鐵炭微電解法的缺點(diǎn)，而且在反應(yīng)速率和處理效果上較鐵炭微電解均有較大的提高。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1廢水來(lái)源與水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)所用電鍍廢水為常州市某電鍍廠酸洗后鍍銅、鍍鎳的混合清洗廢水，含有Cu、Ni、Zn、Fe、Ca等多種重金屬離子，其中Cu2+27.35mg/L，Ni2+47.51mg/L，pH為3。

1.2實(shí)驗(yàn)材料

自制微電解柱(高800mm，內(nèi)徑60mm的玻璃柱，內(nèi)裝填充料);鐵屑(粒徑1～5mm)、鋁屑(粒徑1～5mm)，取自某鑄鐵廠廢屑;顆?；钚蕴?粒徑1～5mm)。

1.3實(shí)驗(yàn)儀器與藥品

儀器：721分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;PXS2270雷磁離子計(jì)，上海格瑞恩儀器有限公司;JA1203型精密電子天平，上海恒平科學(xué)儀器有限公司。

藥品：氨水、甲酚紅、氫氧化鈉、檸檬酸銨、丁二酮肟、乙二胺四乙酸二鈉、碘和碘化鉀等，均為分析純?cè)噭瑖?guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.4實(shí)驗(yàn)過(guò)程

去污活化：將鐵屑和鋁屑在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液中洗10min，除掉鐵屑、鋁屑表面的油分，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的稀HCl浸泡10min，除掉表面的氧化物，用蒸餾水沖洗干凈。

吸附飽和：先用自來(lái)水對(duì)顆粒活性炭進(jìn)行沖洗，再將其在實(shí)驗(yàn)廢水中充分浸泡36h，使其對(duì)污染物達(dá)到吸附飽和。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用pH儀精確控制廢水的pH，將廢水在裝有預(yù)處理過(guò)的鋁屑(鐵屑)和顆?；钚蕴康奈㈦娊庵鶅?nèi)反應(yīng)一段時(shí)間，測(cè)其出水的銅、鎳含量。

1.5分析方法

銅離子的測(cè)定采用乙二胺基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法;鎳離子測(cè)定采用丁二酮肟分光光度法。

2結(jié)果與討論

2.1鋁炭比和鐵炭比對(duì)微電解處理效果的影響

在廢水pH為3，反應(yīng)時(shí)間為90min的條件下，分別考察了不同鋁炭比(體積比)和鐵炭比(體積比)對(duì)微電解處理效果的影響，結(jié)果如圖1、圖2所示。

由圖1、圖2可知，鋁(鐵)炭比對(duì)Cu2+、Ni2+的去除率均有一定的影響。對(duì)于2種微電解法，隨著活性炭投加量的增加，微電解中的原電池?cái)?shù)量增多，從而增加了對(duì)重金屬的去除效果。但當(dāng)活性炭投加量過(guò)大時(shí)，會(huì)抑制微電解的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳鋁炭比為1∶1.5，最佳鐵炭比為1∶2。

2.2反應(yīng)時(shí)間對(duì)微電解處理效果的影響

在廢水pH為3，鋁炭比為1∶1.5，鐵炭比為1∶2的條件下，分別考察了2種微電解體系中反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響，結(jié)果如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，2種微電解體系的Cu2+、Ni2+的去除率均增加。在鐵炭微電解中，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間>30min時(shí)，Cu2+、Ni2+去除率的增長(zhǎng)趨于穩(wěn)定。在鋁炭微電解中，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間>15min時(shí)，Cu2+、Ni2+去除率的增長(zhǎng)趨于穩(wěn)定。因此，在鋁炭微電解中，最佳反應(yīng)時(shí)間為15min，較鐵炭微電解的反應(yīng)時(shí)間有了較大的縮短。

2.3進(jìn)水pH對(duì)微電解處理效果的影響

在鋁炭比為1∶1.5，鐵炭比為1∶2，反應(yīng)時(shí)間為90min的條件下，分別考察了2種微電解體系中進(jìn)水pH對(duì)處理效果的影響，結(jié)果如圖5、圖6所示。

由圖5、圖6可知，在鐵炭微電解中，隨著pH的增高，Cu2+、Ni2+的去除率逐漸降低。而在鋁炭微電解中，最佳去除率相對(duì)鐵炭微電解有明顯的提高。在鋁炭微電解中隨著進(jìn)水pH的增高，Cu2+及Ni2+的去除率先降低后增加。當(dāng)pH為3時(shí)，Cu2+及Ni2+的去除率比較高。因?yàn)樵趐H為2～4的條件下，陰極會(huì)產(chǎn)生大量的OH-，使得金屬離子Cu2+、Ni2+產(chǎn)生了相應(yīng)的氫氧化物沉淀，所以鋁炭微電解在酸性條件下去除率很高。而當(dāng)pH為8～9時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生的所有A13+會(huì)形成聚合物〔如Al13O4(OH)247+和Al(OH)3〕沉淀，這些Al的氫氧化物可以通過(guò)吸附、網(wǎng)捕作用去除廢水中的重金屬，使重金屬得到有效處理，一部分Cu2+、Ni2+以單質(zhì)的形式析出，另一部分在陰極形成相應(yīng)的氫氧化物沉淀，這些沉淀物之間發(fā)生吸附共同沉淀，使得鋁炭微電解在堿性條件下對(duì)銅和鎳的去除率仍然很高。但是因?yàn)殡婂儚U水為酸性，酸性條件下反應(yīng)成本較低，因此在鋁炭微電解中最佳進(jìn)水pH為3。

3結(jié)論

(1)采用鋁炭微電解法處理電鍍廢水，處理效果良好。其最佳工藝條件為：鋁炭比為1∶1.5，反應(yīng)時(shí)間為15min，pH為3。在此條件下，Cu2+去除率可達(dá)98%以上，Ni2+去除率可達(dá)97%以上。

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，較鐵炭微電解法，在采用鋁炭微電解法處理電鍍廢水時(shí)，其在反應(yīng)時(shí)間和處理效果上均有較大的提高。

(3)鋁炭微電解法不需投加化學(xué)藥劑，運(yùn)行費(fèi)用低，污泥量少，鋁屑系工業(yè)廢料制成，原料易得，符合“以廢治廢”的理念。