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Fe/C微电解-光催化联合预处理电镀废水

    慧聪表面处理网:利用Fe/C微电解-光催化法对含有大量Cu2+和有机物的电镀废水预处理。实验结果表明,预处理的适宜参数为Fe/C微电解法以除Cu2+为指标进行正交实验,废水初始pH=3,Fe/C=1:1,铁投加质量浓度为60g/L,,反应时间为60min;光催化法以除有机物为指标进行单因素实验,采用纳米TiO2溶胶为催化剂,pH=3,TiO2加入量为40mL/l,紫外光照时间60min。电镀废水经预处理后再絮凝处理,出水Cu2+去除率为去除率99.98%,COD去除率>60%。

    电子信息产业已经成为我国第一大支柱产业,作为电子元器件生产的基础工艺,电子电镀工业得到了广泛发展,但在电镀生产过程中产生了大量废水。这些废水通常含有大量金属离子和有机物,若未经妥善处理排放,进入水体会引起富营养化,使受纳水体缺氧,水生物死亡,水体发黑发臭,导致水体失去使用价值,甚至会通过食物链危害人们的生活和身体健康。

    近年来,关于微电解V〕和光催化法单独或与其他工艺联合处理废水的文章屡见报道,但关于两者联合处理废水的研究还未见有相关报道。笔者基于电镀废水高金属含量、高有机物含量的特点,采用&/仁微电解-光催化联合法预处理电镀废水,为后续生化处理创造了条件。

    1材料与方法

    I.1废水水质

    电镀废水水样由青岛某电子有限公司提供,废水含有高0^和000,呈深蓝色,其中卩II为10;3~

    II.01,色度2000-2500倍,⑶!)为27.8^28.8^,

    ^65642~70039瓜^/乙。

    1.2实验方法

    0〉微电解实验。采用正交实验法,将铁屑依次经质量分数10^的溶液和10^的讯:1溶液各浸泡5III丨II,去油、活化,用蒸馏水洗净,烘干备用。取废水500!1^于1000烧杯中,将!^计放人废水中,用浓901调节卩11;将处理好的铁屑和活性炭按比例混匀后加人废水中,进行搅拌反应,注意微电解反应过程中保持!^的恒定,反应后过滤,测定…和0000

    (之)光催化实验。采用单因素实验,利用溶胶-凝胶法制备浓度为1.011101/1.的了;02溶胶⑽。根据76儿微电解正交实验得到的最优条件,过滤100011经过?微电解处理后的废水于烧杯中,调节加人一定量纳米汜02,在磁力搅拌下用20识的紫外光照射一定时间之后,静置,测其0)0。

    ^絮凝实验利用调节组合工艺处理后的废水卩II至8~9,搅拌反应20⑷!!,静置过滤,测定匕2―和⑶!)。

    1.3分析方法

    采用上海精密科学仪器有限公司的!5113-2?1)11计测定;000采用重铬酸钾法测定;含量采用北京普析通用仪器有限责任公司的1^3-986原子吸收分光光度计测定。

    2结果与讨论

    2.1微电解实验

    采用7^(3”正交表,以0^去除率为处理指标,因素包括初始卩只、铁投加量、化/0、反应时间,根据单因素探索实验,确定各因素水平,得正交实验结果与分析见表1。

    由表1极差分析可知,影响微电解工艺去除率的各因素顺序为:初始铁质量浓度〉反应时间,即最优组合为:初始!111=3,铁质量浓度60#[,反应时间6001丨0,?6冗::1:1。废水经最优微电解条件处理后质量浓度由664.7101^降至27.02爪#[,去除率95.94^。

    2.2光催化实验

    2.2.1光源类型与紫外光照时间的影响

    取微电解处理后的水样,调节卩1^5,102加人量4010171^分别于紫外光、日光和无光条件下,考察000去除率随时间的变化,结果见图1。

    由图1可知,光源类型和光照时间对0)0的去除率有显著影响,在其他条件相同情况下,紫外光照射下000去除率最高,其次为日光,最低为无光。这是由于7丨02价带与导带的禁带宽度为3.2,只有波长在387.5的人射光才能使其激发产生具有活性的^和而紫外灯波长仅为253.7故处理效果最好⑻。紫外光照条件下,^:00去除率与照射时间成正相关,反应初始阶段,匕先与011-或氏0发生作用生成.011进而氧化有机物,这使得前20111111内000去除率增长较缓慢;20^10后,反应底物充足,去除率急剧增长。随着反应的进行,纳米102表面光催化还原反应生成单质&1量增加,对紫外光产生屏蔽作用,降低了光催化效率。综合考虑,实验选取紫外光照条件下,处理水样60“!!。

    2.2.2了丨02加入量的影响

    调节011=5,分别加入20、40、6011117[胶体7102,1^光照射,每隔20曲!!取样1次,考察000去除率随时间的变化,结果见图2。

    由图2可知,102加人40爪?时000去除率最高。这是因为增加了102加人量,相当于增加了了;02有效接触面积,促进了氧化还原反应的进行,但由于纳米级的102颗粒表面活性高,继续增加加人量,使其碰撞几率增加,易团聚长大,反而导致有效表面积减少,同时遮蔽了人射光线,阻碍紫外光到达乃02颗粒表面,降低了催化效率,因此I'丨02的加入量要适宜,本实验的适宜了102加人量为4001171。

    2.2.3011的影响

    用盐酸氢氧化钠溶液调节进水水样卩11,加人401111^了102,考察在不同!^只条件下,000去除率随时间的变化,结果见图3。

    由图3可以看出,卩11是影响光催化效率的重要因素,低!^有利于光催化反应,由于废水含有当!^奋5时,会形成氢氧化物沉淀沉降在丁;02光催化剂的表面,阻碍光氧化反应的进行。实验结果表明:151^3时,000去除率最高。

    2.3絮凝实验

    在适宜条件下,即化疋微电解1:1,铁投加质量浓度为608/1^反应时间为60011x1;纳米7;02光催化法讲:3,了;02加入量为40瓜!儿,紫外光照时间60111111,对电镀废水预处理,再经絮凝处理后,出水0^去除率达到去除率到609^以上。

    3结论

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