离子膜电解法处理模拟含铬废水的工艺参数优化及应用

离子膜电解法处理模拟含铬废水的工艺参数优化及应用

摘要：通过正交试验优化工艺参数，采用离子膜电解处理模拟含铬废水，实验结果表明：当处理时间为6 h、槽电压为2.5 V、Cr(Ö)初始浓度为50 mg/L、pH值为7时，Cr(Ö)浓度可处理至0.5 mg/L以下，达到国家排放标准（0.5 mg/L）。

关键词：含铬废水；离子膜电解；正交试验

铬及其化合物在工业生产中应用十分广泛，冶炼、电镀、制革、颜料等行业都会产生大量的含铬废水。Cr(Ö)有剧毒，对身体有毒性和致癌作用。含铬废水的处理和金属铬的回收一直是环境保护研究的重要内容之一[1]。处理含铬废水的方法很多，包括吸附法、化学还原法、电解法、微生物法、萃取法等。目前常用的是化学还原法和电解法，即利用化学能或电能将Cr(Ö)还原为Cr(Ó)，然后再回收Cr(Ó)。化学还原法一次性投资小，运行费用低，处理效果好，操作管理简单，但会产生大量污泥，且仍存在二次污染。电解法又可分为直接电解法和间接电解法。 间接电解法耗电、耗钢多，产生的泥沙多，不适宜处理Cr(Ö)浓度较高的废水。另外，为了降低电耗，常在废水中加入食盐（1g/L左右）以提高电导率，但也增加了水中的含盐量，使废水无法回收利用。直接电解还原法有一个突出的优点：不消耗铁，还原产物比较单纯[Cr(OH)3]，污泥易于回收利用。但由于该过程是阴极负离子的还原，受对流扩散控制，所以不易将废水中的Cr(Ö)浓度处理到0.5mg/L以下，电耗也比较大。

离子膜电解是将电渗析和电解结合起来具有综合功能特性的技术。它的原理是在直流电场作用下，离子通过选择性离子交换膜迁移，从而使电解质离子从溶液中部分分离出来，同时电解质离子在电极上发生氧化或还原反应。该方法利用电位差或浓度差作为推动力，可在较低温度和常压下操作，还可以避免受热组分的降解和杂质的混入。因此，工艺简单，无二次污染。近年来，该技术在污染物处理中逐渐兴起。本文采用双膜三极管室，探讨离子膜电解处理模拟含铬废水的可行性。

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