电解-强化微电解耦合法处理含铜废水
摘要：通过电解−强化微电解耦合法处理模拟含铜废水，考察不同工艺条件对出水Cu 2+ 残留浓度的影响，借助电化学工作站和扫描电子显微镜分析铜离子的还原电沉积过程和结晶过程。结果表明：电解−强化微电解耦合法处理含铜废水的最佳工艺条件为电解电压12V，pH=4，铁炭质量比为3:1，还原反应后出水Cu 2+ 残留浓度仅为4 μg/L，出水水质远优于单独微电解法和单独电解法的，强化微电解反应施加的外电场能推动铜离子电沉积还原峰向正方向移动，降低反应过电位，促进还原反应快速进行，同时，外电场的存在使得活性炭表面电沉积的铜晶体显著细化。
关键词：重金属废水；铜离子；电解−强化微电解；电场
中图分类号：X703.1 文献标志码：A
随着我国经济的快速发展，重金属污染形势日趋严峻，如2010年，我国就发生了14 起重大重金属污染事件；2011年，又频繁发生诸如铜、铬、镉等重金属污染事件。重金属废水主要产生于冶金、矿山、电镀、化工、制革等行业[1] ，废水的直接排放一方面造成资源浪费，另一方面带来环境的持久性污染、危害性极大、严重影响饮用水安全[2−3] ，故对含重金属废水处理净化意义重大。含铜废水作为一种典型的含重金属废水，产生行业广泛，产量巨大，且铜回收价值较高[4] ，日益受到学者的关注，含铜废水的处理已成为一个新的研究热点。目前，含铜等重金属废水的处理技术主要有化学沉淀法、离子交换法、吸附法、电化学法等[5−6] ，而电化学法中的电解法和微电解法由于具有处理废水和回收资源双重功效备受学者关注[7] 。如TIAN等[8] 采用电解法研究Cu 2+ 离子在不锈钢电极上的还原特性，ZHANG等[9] 采用循环伏安法研究酸性环境中Cu 2+ 离子的电沉积动力学行为，陈昊等[10] 利用流化床电极处理低浓度硫酸铜废水，使出水达到了排放标准的要求，但电解法由于受金属电沉积还原电位和传质过程的影响，在处理含铜等重金属废水时，存在处理效率较低、处理时间较长、能耗较高等缺点，限制了其推广应用。微电解法自20世纪70 年代前苏联科学家提出处理印染废水以来，该技术得到了广泛应用，RUAN等[11] 采用微电解技术处理印染废水并研究其脱色机理，FAN等[12] 利用铁炭微电解−生物法组合工艺处理了难生物降解的制药废水。近年来...
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