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1、学校Logo电化学法在处理造纸废水中的应用指导老师：姓名：班级：学号：目录1电化学法11.1电凝聚气浮法11.2内电解法21.3电化学氧化法31.4膜辅助电解法42影响电化学法处理废水效果的因素42.1电极材料42.2电解质溶液52.3停留时间53展望6参考文献6电化学法在处理造纸废水中的应用造纸废水对环境所造成的污染问题日益突出[1,2]。常规的碱回收技术、生化技术等存在投资规模大、运行费用高、技术含量高等特点,只能在一些大型造纸厂中使用,而在大部分中小型造纸厂是不适用的。因此,寻找更适合中国国情的造纸废水处理技术一直是我国各研究机构重点攻关的研
2、究课题[3,4]。电化学技术迅速发展并为广大环保工作者所重视,作为一种对各种废水处理适应性强、高效、无二次污染的处理方法,已被广泛应用于工业废水和生活废水的处理当中。本文介绍了适用于处理造纸废水的电化学法,并对采用该法处理造纸废水的研究进展进行了概括。1电化学法1.1电凝聚气浮法在外电压作用下,利用可溶性阳极(铁或铝),产生Fe2+、Fe3+、Al3+等,通过絮凝生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等沉淀物,同时阴极上析出大量氢气微气泡与絮粒粘附在一起上浮,这种方法称为电凝聚电气浮。以铝电极为例,其电极反应如下:阳极:Al-3e-→A
3、l3+阴极:Ox+ne-→Re或2H++2e-→H2Al3++3OH-→Al(OH)3产生的金属离子在水中水解、聚合,生成一系列多核水解产物而起凝聚作用,同时通过液相和气相电极反应,新生态的氢气和氧气以微气泡的形式出现,可以选择性破坏氯苯、醌类等芳香族化合物的环状结构,使其分解为低分子的有机物,还有可能直接被氧化为CO2和H2O,不产生污泥,是一种很有前途的造纸废水净化方法。通电条件下表现出活性的木素化合物之类物质,大部分可用电凝聚法除去[5],而在通电条件下表现出非活性的糖类的物质,几乎不能被除去。处理前后,BOD/COD比值变化很大,电凝聚可提
4、高废水的可生化性。通过实验确定出电凝聚处理造纸废水的优化条件:pH值5.2～8.0,电流密度4.3mA/cm2,处理时间45min,NaCl投加质量浓度0.8g/L,电极间距1cm。在最佳处理条件下,造纸废水中的CODcr从1246mg/L降到了112mg/L,CODcr去除率达到91.7%[6]。色度去除率为90%～95%。谭蕾等[7]研究发现,电凝聚/空气氧化处理草浆蒸煮黑液,经酸沉析后滤液的处理效果比单纯的电凝聚处理效果好,处理的最佳条件为:槽电压3V,电流600mA,空气流量Q=18L/h。1.2内电解法内电解法又称微电解法,通常是以颗粒料
5、炭、煤矿渣或其他导电惰性物质为阴极,铁屑为阳极,废水中导电电解质起导电作用构成原电池。阳极反应为:Fe→Fe+2e-阴极反应为酸性条件下:2H++2e-→H2↑碱性条件下:O2+2H2O+4e-→4OH-电解质中反应为:Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+H++Fe(OH)2+1/2O2→Fe(OH)3↓Fe2+具有较强的还原作用,可使废水中的某些氧化性组分还原,同时Fe(OH)2及Fe(OH)3还具有絮凝和吸附作用。原电池的微电流也有直接氧化还原作用,还能刺激水体中微生物的代谢作用,促进微生物处理废水。此外,阳极生成的大量的Fe2+不断地进
6、入溶液,不但有效地克服了阳极极化反应,而且其还原作用使一些大分子降解为小分子,同时,生成的Fe2+作为絮体中心,絮凝吸附水中悬浮颗料,达到废水净化的目的。由于采用工业废铁屑,内电解法的优点是以废治废,不消耗能源,能去除多种污染成分,降低COD和脱色,还能提高难降解物的可生化性,利于后续处理。占地面积小,整个装置易于实现定型化及设备制造工业化,运行费用低,尤其适合中小型厂家废水治理。缺点是反应速度慢,处理废水量少,反应柱易堵塞,对高浓度废水处理比较困难,且反应操作弹性较差。内电解法处理亚硫酸盐浆中段废水具有较好的效果,最佳条件:曝气量0.4L/min
7、、铁炭质量比2∶1、pH值3、反应时间10min。使用铁屑/炭微电解法对废水净化,比单纯使用铁屑/炭在酸性水溶液中获得Fe2+或直接使用FeSO4的絮凝效果好。这表明在微电解反应过程中,废水有机物参与电极反应,新生Fe2+和Fe3+水解生成的氢氧化物具有较强的絮凝吸附能力[8]。1.3电化学氧化法用电解法处理清黑液的基本原理是利用直流电对清黑液进行电解,阳极上释放出新生态的氧和氯具有很强的氧化能力,能使清黑液中的有机物(如醇、醛、酚、脂肪族的酸和糖类等)发生强烈的氧化而分解,或使其转化为一些无害的物质,最终生成CO2和H2O。同时在电解过程中,通过
8、电解槽中的一些物理化学作用,将有机物从废水中分离出来,使废水得到净化。此外,黑液中的水溶性木素也会因酸性增强和结构上的变化
