铁碳微电解法处理含铬废水，助力解决水资源污染难题

铁碳微电解法处理含铬废水，助力解决水资源污染难题

【摘要】本文采用铁碳微电解法处理含铬废水，试验表明，该方法能有效将六价铬离子浓度由100mg/l降低至0.2mg/l，满足《电镀污染物排放标准》（-2008）中表2的排放要求。

【关键词】铁碳微电解；废水处理；含铬废水；实验研究

水资源虽然是一种自然资源，但并不是取之不尽，用之不竭的。随着我国经济的发展，工业化进程的不断加快，大量的工业用水被肆意排放，而工业废水中含有大量对人体有害的物质，使得人们日常生产生活中赖以生存的水资源面临严重的污染和短缺问题。现在水资源污染已经成为一个世界性的技术难题。目前我国也是一个缺水国家，但是我国的水资源已经受到了严重的污染，使得人们的生活用水变得困难，其中工业废水是对水资源污染最为严重的。因此废水的处理和回用在我国十分重要。本文主要介绍铁碳微电解法处理废水。 希望通过本文的介绍，使人们全面了解新型铁碳微电解法处理废水的原理和实验过程，也希望工厂能将此技术应用到废水的处理中，为人类水资源的保护做出自己的贡献。

1. 铁碳微电解简介

当铁屑浸泡在水溶液中时，它们与水中的离子形成微型闭合电路，从而形成内部电解反应。但是，当在铁屑中加入碳时，铁屑与碳的接触形成大的原电池。这就是铁碳微电解法。

利用铁碳微电解处理废水主要是利用铁屑的还原性、电化学性质以及对铁离子的絮凝吸附等性质来处理污水。铁碳微电解法是将铁屑和碳同时浸入水中，使它们发生内电解和外电解反应。内电解反应利用纯铁和碳化铁在水中氧化性质的不同，形成还原电位差，形成一个小的微电池。电池的阳极为纯铁端，阴极为碳化铁端。这样，它们在酸性电解质溶液中发生化学反应，使溶液中含有二价铁离子。同时，铁屑与周围的碳发生外电解反应，形成一个巨大的原电池。在内外电解反应的共同作用下，溶液中很快就含有大量的铁离子。

反应方程式为：

阳极：

阴极：。

通过上述反应，水中仍然存在大量的离子和原子，它们都具有较强的还原性，从而增强了废水处理效果。

经过铁碳微电解技术处理废水后，水的pH值会升高，同时水的颜色也会发生变化。这主要是因为水中的氢离子在电池阴极发生反应，生成氢原子，使水中氢氧离子数量增多，从而使水的pH值升高。但水中的二价铁离子逐渐被氧化为三价铁离子，使水的颜色发生了变化。同时三价铁离子与氢氧离子结合形成氢氧化铁胶体絮体，可以很好地吸附水中的悬浮物和重金属离子，增加了本工艺的净水效果。

2.实验

通过上面的介绍，大家对铁碳微电解法的工作原理和技术支持有了很好的了解，接下来我们将通过实验的方法，介绍一下铁碳微电解法处理含铬废水的情况。

2.1 材料与设备

铁碳微电解处理含铬废水所用的原料主要是铁屑、惰性炭和少量的酸，该工艺处理含铬废水所用材料比较简单，成本也比较低廉。

铁碳微电解处理含铬废水的工作流程如下：

图1 铁碳微电解处理含铬废水工艺流程

这是采用铁碳微电解法处理含铬废水的主要工作流程。此过程不需要任何特殊设备，只需过滤器、废水收集池等。

2.2 废水水质

关注含铬废水的水质非常重要，只有在了解含铬废水水质的基础上，才能具体操作铁碳微电解法，也能确定废水的污染程度，废水中各种污染物的含量。含铬废水主要在电镀过程中产生，第一是清洗过程中产生的废水，电镀过程中为了防止污染下一道溶液或在成品上产生难以去除的杂质，一般要进行清洗。第二是在电镀所用溶液的更换过程中也会产生废水，这种废水中还含有其它金属离子，这种废水如果不经处理直接排放，对农田里的作物、河水中的鱼类会造成很大的危害，还会影响畜禽、奶制品的质量，人类使用后会危害人体健康。所以含铬废水必须经过处理达标后才能排放。

2.3 金属离子含量的测定

前面介绍了含铬废水的水质，我们也从中了解到废水中含有多种金属离子的杂质，因此必须测定废水中铬金属离子的含量。重金属离子的去除是通过微电解中的氧化还原反应以及胶体絮凝体、吸附或铁氧体络合物沉淀的作用。根据实验我们得出，在pH值和水环境适宜的条件下，利用铁碳微电解技术可以综合处理含有铬、镍等多种重金属的废水，使最终的处理结果达到标准要求。同时，该工艺还可以处理含有一定浓度内的二价铜离子、锌离子、镍离子和铬离子的混合溶液。最后利用各金属的不同性质来确定含量。

3。结果与讨论

将含有六价铬离子浓度为100mg/l的废水100kg排入废水池，按照上述装置及实验步骤对废水进行处理，处理后的废水经测定六价铬离子浓度达标0.2mg/l后排放。

上一节我们通过实验介绍了铁碳微电解法处理含铬废水，现在我们结合实验条件对实验结果进行讨论和分析。

3.1铁碳微电解对Cr(VI)去除效果分析

采用铁碳微电解法处理含铬废水，对六价铬离子有很好的处理效果，废水中铬离子浓度为100mg/L时，处理后铬离子浓度在0.2mg/L以下，此处理完全达到排放标准，且处理过程中不产生二次污染，处理后的有害物质可以以沉淀形式过滤出来。

3.2 铁碳微电解对其他金属离子去除效果分析

铁碳微电解对其他重金属离子如锌离子、铜离子、镍离子的处理效果也很好。这些重金属离子化学性质不活泼，容易沉淀，在过滤过程中被去除。当废水中锌离子含量为2.9mg/L、铅离子含量为1.5mg/L时，当温度在35-45度之间时，该工艺对锌和铅的去除率分别可达99.9%和99.3%。由此可见，该工艺对其他金属离子的去除效果也很好。

3.3 进出水总铁含量变化分析

进出水中铁的总量差别很大，为了去除各种金属离子，进水中溶液含有大量的铁离子，而出水中的铁离子会与溶液中的各种物质发生反应，最后以沉淀的形式析出，导致出水中铁离子含量相对较低。

4。结论

通过试验研究发现，铁碳微电解法能有效去除含铬废水中的铬金属离子，出水中六价铬低于0.2mg/l，优于传统处理工艺。同时，铁碳微电解法还能去除废水中的其他金属离子，操作维护方便，适用于含铬废水的处理。

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