電化學法去除電鍍廢水中高濃度硝酸鹽的研究.pdf

1、電鍍過程中會產(chǎn)生大量的有毒有害廢水，包括高濃度的硝酸鹽廢水。硝酸鹽由于其全球性與致癌性受到廣泛關(guān)注，但絕大多數(shù)學者對硝酸鹽的研究領(lǐng)域集中在地下水中低濃度的硝酸鹽污染，對廢水中高濃度的硝酸鹽污染研究極少。很多方法雖然對低濃度硝酸鹽的去除效果較好，但并不適用高濃度硝酸鹽廢水。電化學技術(shù)作為環(huán)境友好技術(shù)，能高效去除污染物且無二次污染，既可以單獨處理也可以結(jié)合其他工藝，是處理廢水的有效方法。零價鐵還原法具有毒性低、材料廉價易得、反應(yīng)速度快、易操

2、作等優(yōu)點，能有效去除廢水中的多種污染物而備受關(guān)注。
　　本文以高濃度硝酸鹽模擬廢水為研究對象，首先以銅為陰極，鈦為陽極組成的電化學系統(tǒng)對其進行去除，其次結(jié)合活潑金屬還原法，加入鐵粉做成電化學強化還原系統(tǒng),可以高效去除硝酸鹽且產(chǎn)生較少的副產(chǎn)物，更多地轉(zhuǎn)化為氮氣等含氮氣體從而使水中的總氮降低。主要的研究內(nèi)容如下：
　　探索單獨使用電化學技術(shù)對高濃度硝酸鹽模擬廢水（NO3--N1000mg/L）的去除效果，考察了pH、電流密度、電

3、壓強度、反應(yīng)時間、攪拌強度、處理水量和氯離子濃度等因素對硝酸鹽的去除影響。實驗表明，電流密度、電壓強度、反應(yīng)時間和處理水量對硝酸鹽的還原效果影響較大，一定的攪拌強度可以促進傳質(zhì)過程，氯離子濃度是控制副產(chǎn)物氨氮生成的重要因素，pH在反應(yīng)系統(tǒng)中作用不大。
　　結(jié)合鐵還原法和電化學法去除模擬廢水中高濃度硝酸鹽，采用響應(yīng)面（RSM）的Box-Behnken功能進行優(yōu)化實驗設(shè)計，并對結(jié)果進行數(shù)學建模。通過考察零價鐵質(zhì)量、電壓強度、pH和氯離

4、子濃度四因素分別在低、中、高三個水平上對硝酸鹽的去除效果進行了中心復合設(shè)計，通過建立數(shù)學模型了解影響因素與去除效率之間的關(guān)系。結(jié)果表明設(shè)置電壓強度13V，pH為1，極板距離1.2cm，0.5g還原鐵粉，氯離子濃度3000mg/L，攪拌強度450rad/min，電解60min后，硝酸鹽的去除率達到84.04％，總氮去除率81.37%?？梢姳痉磻?yīng)系統(tǒng)可有效去除電鍍廢水中高濃度硝酸鹽。
　　這些研究結(jié)果表明，電化學法可以有效還原高濃度硝