电化学法处理含重金属电镀废水研究

电化学法处理含重金属电镀废水研究
电化学法常用于电镀行业产生的重金属废水以回收重金属，减少资源浪费。主要阐述了含重金属电镀废水的来源和分类，从电化学法的角度分析了不同重金属电镀废水处理的研究进展，并指出了电化学法处理重金属电镀废水存在的问题及实际应用情况，展望了电化学法在处理重金属废水处理方面的未来发展方向。
电镀行业排放的生产废水是造成环境污染的重要工业污染源之一，在2000年国内就成立了上万家电镀厂点，年电镀废水的排放量就已达到40亿m3以上，如果不经处理或处理效果不好，将造成资源浪费，并严重危害环境。电镀废水主要包括酸碱废水、部分有机废水和重金属废水，其中重金属废水又是电镀废水治理的重点。
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目前，常规的重金属废水处理方法有化学沉淀法、吸附法、生物法等，其主要原理是将重金属转化成沉淀或其他形式，这易对环境造成二次污染。如部分工程项目采用Fenton试剂处理电镀废水，处理效果较好，但成本偏高。
近年来，电化学法作为重金属废水处理技术之一备受关注，其具有电解、絮凝、气浮、氧化还原和微电解等作用，这些作用在废水处理中常常同时进行。电解反应原理主要包括电凝聚、电氧化还原、电气浮。
其中，电氧化和电气浮分别用于处理有机废水和含固态小颗粒、油污废水;电还原是通过得电子还原高价态金属离子为低价态金属离子或金属沉淀，故该作用在重金属废水处理领域中广泛应用;而电絮凝原理是可溶性的铁、铝等阳极，在通直流电的情况下会失去电子形成金属阳离子Fe2+和A13+，与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，不仅可以有效去除电镀废水中的重金属离子，同时还可以使废水中的含盐量降低。
1含重金属电镀废水的来源和分类
含重金属电镀废水主要产生于电镀处理过程中多余的或不规范操作造成废液以及清洗镀件或设备产生的废液，水质成分复杂，不易控制，其中除含有铬、镍、铜、锌等重金属离子外，还有氰化物、有机物等污染物的存在。根据目前电镀行业的发展，含重金属电镀废水按所含主要重金属物质进行如下分类。
(1)含铬废水：铬系废水主要含有铬(Ⅵ)、少量其他重金属离子;
(2)含镍废水：主要污染物为镍离子、悬浮物等物质;
(3)含铜废水：主要含有铜离子或络合铜离子;
(4)重金属混合废水：主要含有铬及其他重金属离子、氰及悬浮物。
2电化学法处理含重金属电镀废水
2.1电化学法处理含铬电镀废水
电镀废水中存在大量铬，且主要以高价态存在，如Cr2O72-和CrO42-。许多研究[4-6]采用铁-碳微电解或铁屑内电解处理含铬电镀废水，在pH值和停留时间*佳时，Cr6+去除率高达99%以上，出水能达标排放。刘峥等采用钛-铁双阳极电絮凝技术去除电镀废水中铬(Ⅵ)，铬(Ⅵ)的去除率可达96.57%。
当使用电化学与生物法组合处理时，Cr6+的去除率更好，还能同时去除废水中的有机污染物。如采用微电解/电解-生物法组合工艺处理时，微电解/电解法相当于废水的预处理，铬(Ⅵ)的去除率可达90%以上，随后进入后续生化工艺处理后，Cr6+的去除率高达99.9%，去除效果明显。
单一的电化学法对含铬电镀废水处理效果明显，而与生物法联用后处理效果更佳，并可有效降低运行成本，具有进一步的推广价值。
2.2电化学法处理含镍电镀废水
在电镀工业上，电镀镍因其具有抗蚀性、耐磨性、可焊性等特点已广泛被使用，故其工业量仅次于表面镀锌排列第二。
含镍电镀废水如不处理直接排放，不仅对环境造成严重污染，并危害人体健康，而且还会造成资源浪费。目前，含镍电镀废水的处理方法和大部分工业废水处理方法一样，大致分为物化法、化学法、生物法或各方法的组合工艺。杨剑[11]通过实验探讨了微电解法处理高浓度含镍电镀废水的效果，镍的去除率可达64.09%，有利于后续处理。
采用絮凝和电解组合工艺对宝鸡长岭集团的电镀车间含镍废水进行了研究，通过处理后出水中镍离子浓度降至0.365mg/L，出水低于0.5mg/L的国家标准。故将传统絮凝工艺与电化学法联用处理含镍电镀废水，可使废水直接达标的同时，还降低运行成本。