Fe-C异质极板脉冲电场法去除高铬工业废水中Cr6+的应用研究

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铬(Cr)是人和动物生命过程中所必须的一种微量元素。Cr在水中的存在形态有三价铬(Cr3+)和六价铬(Cr6+)离子,微量的Cr3+对人体有益,但含Cr过高,对人和动物都是有害的。Cr6+毒性巨强,其毒性是Cr3+的100倍,若人和动物直接或间接摄入超过一定浓度的Cr6+,就会对人体和动物等造成损害,甚至产生致癌、致畸、致突变三致危害作用。Cr的污染主要由电解电镀、化工企业生产的废水产生,目前国内外常用的废水除铬方法,按其作用原理分类,主要有:化学还原沉淀法、吸附法、电解法、膜虑法、光催化法以及多学科原理及技术应用的方法,但上述方法均存在成本较高、治理周期长等缺点。在本课题组在对砷、磷废水处理的工作的基础上,应用脉冲电场对高铬工业废水中的Cr6+去除展开研究。本论文研究内容:应用Fe-C异质极板脉冲电场法探索去除高铬工业废水中Cr6+的机理、规律及效率。创新地提出脉冲电场-共沉淀法(Fe-C异质极板脉冲电场法与还原沉淀法联合)去除高铬工业废水中Cr6+的规律及效率。应用纯还原沉淀法去除高铬工业废水中Cr6+的规律及效率。并将纯还原沉淀法除Cr6+与脉冲电场-共沉淀法进行比较研究,以探索出一种除Cr6十效率高、减少二次污染、操作工艺简单、治理成本低廉的新思路和新方法。论文对Fe-C异质极板脉冲电场法去除高工业废水中Cr6+的机理概括为“三效应四过程”。三效应:富集效应、沉淀析出效应、吸附析出效应。四过程:离子定向移动过程、氧化还原过程、共沉淀析出过程、吸附析出过程。研究结果表明:1.在脉冲电场作用下,当脉冲峰值电压为300V,作用时间为40min,极板间距为20cm, Cr6+去除率最高达到31.2%。2.脉冲电场-共沉淀法去除高铬工业废水中的Cr6+,当脉冲峰值电压80V,作用时间10min,极板间距为10cm,废水中Cr6+含量已经在检出限以下,效果显著。3.还原沉淀法与脉冲电场-共沉淀法的比较表明:在除Cr6+都达到检出限下,脉冲电场-共沉淀法所需的FeSO4·7H2O只是还原沉淀法的一半以下,脉冲电场-共沉淀法较之还原沉淀法除Cr工艺简单,不需添加NaOH溶液。研究表明,脉冲电场-共沉淀法去除高铬工业废水中Cr6+具有去除效率高、绿色环保、环境友好、工艺简便、便于实际推广应用等特点。在相同条件下优于其它两种方法。
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