摘要:以实际电镀厂废水为研究对象,采用铁电极板电絮凝技术,考察比电流、溶液初始pH值、占空比和曝气强度等参数对废水中镍和铬去除效果的影响,并利用响应面法优化了电絮凝工艺。结果表明,当比电流为122 A/m³、占空比为48%、初始pH值为7. 1、曝气强度为2.4 L/L时,电解30 min后,对Ni2\Cr6+和总珞的去除率分别为99. 65%、100%、100% ,比能耗为0. 757kW - h/m³,与传统的单因素试验相比,降低了 11.87%。实际工程废水的处理规模为30 m³/h,400多天的运行效果表明,经响应面优化的电絮凝工艺运行稳定,出水水质达标。
关键词:脉冲电絮凝;电镀废水;重金属;响应面法
电镀工业排放的废水富含铜、锌、镰、锯和镉等重金属离子,属一类典型的重金属废水,具有毒性大、不易降解、易被生物富集和放大等特点,对生态环境及人类健康危害严重。电絮凝是处理该类重金属废水的一种环境友好型技术,具有去除效率高、设备简单、占地面积小等特点UT。能耗是电絮凝技术处理废水的重要成本指标,脉冲电絮凝利用脉冲电源“充电-放电-充电”的间歇性方式运行,达到了节省能耗、减缓电极钝化的效果。 Xu等研究了铝铁为正负极的双向脉冲电絮凝技术, 考察其同步去除实际冶炼废水中Zn2+和Mn2+的机理,在脉冲电源频率为5 000 Hz、占空比为40%、初始pH值为7.0、电流密度为8 mA/c㎡,正负极逆转时间为25 s : 5 s(Fe : A1)时,电解3 h后,对Zn"和Mn2+的去除率分别达到99. 16%和70. 37% ,电耗为 18.3 kW • h/m³。
对传统的电絮凝工艺参数进行优化,可采用单因素法,尽管该方法简单,但无法体现各因素间的交互作用。响应面法(RSM)综合了数学和统计学的方法,通过开发参数间的交互效应模型,形象地显示各种因子与响应值之间的关系,实现了过程优化并可获得最佳操作条件小。响应面法基于试验设计,显著减少试验次数、提高工作效率。目前,鲜见采用响应面法优化电絮凝工艺参数的研究报道。
笔者以实际电镀废水为研究对象,通过铁电极板脉冲电絮凝技术,分析比电流、溶液初始pH值、 占空比和曝气强度等参数对去除重金属离子的影响,通过响应面法优化评估影响因子对处理效率的相互作用,探寻最佳工况条件、降低运行成本。同时,将响应面法优化获得的工艺参数运用到实际工程项目中,评估运行性能。