电解法处理模拟含铬电镀废水

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1、目录摘要2Abstract 31 前言41.1电镀废水的危害41.2铭对人体的作用51.3含铭电镀废水的处理发展和现状51.4实验原理61.5本论文研究的意义72 实验过程72.1药品与仪器72.2溶液配制82.3实验内容82.3.1标准曲线绘制92.3.2单因素试验92.3.3正交试验 103结果与分析103.1绘制标准曲线103.2单因素数据分析113.2.1处理时间与去除率的关系113.2.2溶液温度与去除率的关系 123.2.3电解电压与去除率的关系133.2.4加入硫酸钾的的量与去除率的关系144结论16参考文献16致谢错误!未定义书签。电解法处理模拟含铬电镀废水摘 要：本文简述电镀

2、污水以及Cr （丑）的危害，通过电解的方法处理模拟含 铭的电镀污水。先以单因素实验来观察不同条件下Cr （丑）的去除率，再通过 正交试验优化参数。实验结果表明：处理时间为1.25h,加入硫酸钾的量为0.8g, 电解电压为15v,溶液温度为50C时，可以把Cr（丑）的浓度处理到小于0.5mg/l, 达到国家排放标准（W0.2mg/l）。关键词：含铭废水；电解法；正交试验Electrolysis treatment of simulated chromium electroplatingwastewaterAbstract: This paper describes the electroplat

3、ing wastewater , as well as the hazards of Cr (H) , chromium plating wastewater treatment simulation through electrolysis . First single factor experiment to observe the removal rate of Cr ( H) under different conditions , and optimize the parameters by orthogonal experiment . The experimental resul

4、ts show that : the processing time of 1.25h, adding potassium sulfate 0.8 g the electrolysis voltage to 15v , the solution temperature is 50C , the concentration ofCr ( VI ) of the processing to less than 0.5 mg / l , up to the national emission standards ( W 0.2 mg / l ).Keywords: Wastewater contai

5、ning Cr(H);Electrolysis;Orthogonal test1 前言铭及其化合物在工业生产中被广泛应用，冶炼、电镀、制革、颜料等行业会 产生大量含铭废水。Cr(丑)毒性很大，对机体有致毒和致癌作用，处理含铭废水 和回收金属铭一直是环保研究的重要内容之一铭盐的生产及其产品应用的各 个环节都可能产生含Cr (VI)废水。由Br (VI)具有致癌性、致突变性、对动 植物及人体具有很强的毒性，被列为国际公认的3种致癌金属物之一，同时也是 美国EPA公认的129种重点污染物之一。目前还没有明确的体内实验表明三价 铭具有致癌性和诱发基因突变的作用。但是在体外高浓度三价铭存在的条件下， 三

6、价铭的化合物也能诱导产生游离基，与DNA发生作用。电镀会产生大量的废水，镀铭是电镀中常用的方法。电镀废水成分复杂，含 有多种金属离子和有机溶剂，伴有强酸或强碱，污染严重，同时废水又具有回收 价值。1.1电镀废水的危害电镀的种类繁多，溶液的成分可分为含重金属离子废水、酸碱废水及含油脂 类废水等，但废水的成份常常是同时含有多种污染物。其中有毒有害的物质有镉、 铭、镍、铅、氤化物、氟化物、铜、锌、锰、碱、酸、石油类物质、含氮化合物、 表面活性剂及磷酸盐(以P计)等。废水进入水体，会危及水生动植物生长，影响水产养殖，造理成大幅度减产 甚至鱼虾绝迹；或是破坏农田土壤，毁坏庄稼，并通过食物链危害人类健康；

7、或 是进入饮用水源，在人体内富集，轻者引起慢性中毒，重者导致死亡。其中镉、 铭、铅、镍是国家规定的一类有害物质，其最高允许排放浓度分别为0.1mg/L、 0.5mg / L、1.0mg / L、1.0mg / L，并严格控制在车间或车间处理设施排放口取样。 含铜、锌、氟废水是国家规定的二类有害物质，对其取样测定可在单位废水排放 口。氤化物是剧毒物质，最高允许排放浓度为0.5mg/L。其中某些物质如氨氮、 磷酸盐等虽然不是毒物，但它们进入水体可使水体富营养化，造成水质污染。1.2铬对人体的作用铭是人体内必需的微量元素之一，它在维持人体健康方面起关键作用。铭对 人体十分有利的微量元素，不应该被忽视

8、，它是正常生长发育和调节血糖的重要 元素。铭在人体内的含量约为7毫克，主要分布于骨骼、皮肤、肾上腺、大脑和 肌肉之中。铭是唯一随着年龄增长而降低的元素，无机铭的生物活性作用很小， 而且难以吸收，铭与有机物质结合后，才具有较大的生物学活性。铭是人体必须的微量元素之一，具有调节人体内糖和胆固醇的代谢作用。铭 含量太少时，会引起人体血管内壁脂肪的沉积，使本来具有弹性的正常血管逐 渐硬化。所以，这是导致动脉硬化的一个重要因素。铭在胰岛素代谢中起着重要 作用，糖尿病的发生率与铭含量下降有关系。在生产环境中，六价铭对人主要是 慢性危害（6）（7）。铭的毒性与其存在的状态有极大的关系，对人体，通常认为六价铭

9、的毒性比 三价铭高100倍。因为六价铭更易被人体吸收而且在人体蓄积，即使是六价铭， 不同的化合物其毒性也不同。（7）六价铭具有强烈的毒性，是已确认的致癌物之 一。由于铭的累积性和生物链浓缩的特点，使散布在大气、水体和土壤中的铭以 离子状态随水循环，被动植物吸收向生物体转移，并积存到生物体内。农作物从 被污染的水中和土壤中吸取大量的铭，如用含铭废水灌溉的土地和河水灌溉相 比，作物的含铭量胡萝卜高10倍，白菜高4倍。水生生物对铭的富集倍数更高， 各类无脊椎动物29000倍，海藻60120000倍，鱼为2000倍（均指对水体 中含铭而言）。1.3含铬电镀废水的处理发展和现状电镀、石化、制药是当今全球

10、三大污染工业。就我国电镀废水而言，全国电 镀厂、点约有一万家，每年排放出的废水达40亿m3。含Cr（H）废水是电镀行 业的主要废水来源之一。在60年代，国内电镀厂用硫酸亚铁一一石灰法，BaCrO4沉淀法，铁氧体法 及铭黄法等处理镀铭废水，但都有其难以克服的缺点，放弃使用。在70年代初 期，有人使用了活性炭吸附、电解还原，活性炭吸附法或以活性洗涤剂脱附等方 法处理含铭废水。还有在槽边电解回收法，虽有回收意义，但实效不大而且耗电 量大，也不理想。1973年，我国第一次环境保护工作会议召开，制订并颁布了试行的工业废 水排放标准，让含铭废水的处理技术有了认真研究、开发和推广应用。当时借鉴 国外的处理技

11、术，同时又有60年代的经验，在处理上有了一些技术，尤其着重 研究既能回收化工原料又能使水循环利用的闭路循环治理技术。1974年，离子 交换树脂处理镀铭废水方法研究成功，1976年后在工业上大量推广应用。70年 代末期研究成功钛质薄膜蒸发器，用以浓缩回收镀铭等电镀废液。80年代初， 又发展了形形式式的逆流漂洗技术。但是其经济性不合理，回收和处理费用支出 不合理。当然，离子交换法的治理作用是不能完全否定的，在回收富集贵金属废 水方面，它仍然是最经济的方法。（10）现在对于含Cr （丑）电镀废水的处理主要 采用化学还原法、电解法、吸附法、微生物法、萃取法等。根据中华人民共和国国家标准（GB21900

12、2008）电镀行业污染物排 放标准中电镀废水中六价铭的总排放出口含量W0.2mg/l，标准测定方式是二 苯碳酰二肼分光光度法（GB7467）。1.4实验原理通过电解的方法处理含铭废水，本实验是通过模拟实验，其中废水是由 K2Cr2O7配制。一般电镀废水中含六价铭浓度在200mg/L以下，废水的pH值低虽 对电解有利，但对氢氧化物的沉淀不利。含铭废水的PH值为26（11），电解后为 68.电解法处理含铭废水一般不需调整废水的pH值。实验配制的Cr （丑）浓度为80mg/l，ph=3.27的溶液，加入K2SO4，在通以直 流电，阳极为铁丝，阴极为石墨电解，其反应原理：阴极反应：Cr2072- +1

13、4H+ +6e- 2Cr3+7H202H +十2e- H2 t阳极反应：4OH 一- 02 t +2H20+4e电解后，ph值上升，Fe3+,Cr3+形成沉淀，溶液为黄褐色以及黑色是。静置一 段时间，溶液分层，下层为Fe（OH）3，Cr（OH）3 .沉淀为黄褐色或黑色，上层为黄色 或无色溶液。实验通过分光光度计测定Cr6+的吸光度，原理为：在酸性溶液中，六价铭离 子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色络合物。NH8H0=C二苯破酰二脂心0=厂苯胴轻基偶氮苯-N=NClHj通过光谱扫描如图1-1,在波长为540nm最大吸收，吸光度与浓度的关系符合 比尔定律。图1-1光谱扫描1.5本论文研究的意义本实验

14、主要是从电解处理含铭的电镀废水的工艺条件出发，电解法是一种比 较成熟的电镀废水处理技术，具有去除率高、无二次污染、能回收利用所沉淀重 金属的优点。电解法耗电较多，铁极板消耗量也很大。但该法缺点是不适用于处 理含较低浓度的金属废水，并且电耗大、成本高。通过电解模拟含铭理溶液，研 究电解时间，电压，温度，和导电能力对电解的影响，减少耗电，加快电解速度 和电解效率。在单因素实验，先分析在单因素条件下，溶液中 （丑）的去除率与其的关 系，为正交实验做参考，选取参数。在工艺研究中，选取参数，通过正交实验， 选择最优条件。通过正交实验得到结果，为处理含格的电解废水提供参考。2实验过程2.1药品与仪器表2-

15、1实验药品厂家试剂度重铭酸钾AR二苯碳酰二肼AR浓硫酸AR丙酮硫酸钾AR表2-2实验仪器仪器型号厂家分析天平分光光度计电动搅拌器Ph计本实验用水均为蒸馏水。2.2溶液配制1、用电子天平取5.6577g的重铭酸钾配制500ml Cr6+离子浓度为4g/l溶液 于500ml容量瓶中，再用移液管取10ml溶液于500ml容量瓶中，加入水至刻度 线，即为Cr6+离子浓度为80mg/l。2、铭标准储备溶液：称取0.2830g在110C经2h干燥过的分析纯重铭酸钾 溶于蒸馏水中，稀释至1000ml。此液1.0ml=0.1mgCr6+。3、铭标准使用溶液：A液：取10ml储备溶液，用蒸馏水稀释至100ml。此 液 1.0ml=0.01mgCr6+。B液：取10ml A溶液，用蒸馏水稀释至100ml即1.0ml=0.001mgCr6+。临 用时配制。4、二苯偕肼溶液：称取0.2g二苯偕肼，加入50mL丙酮中，加水稀释至 100mL，摇匀，贮于棕色瓶中，置于冰箱中保存。颜色变深后不能再用。5、(1+1)硫酸：将硫酸(P=1.84g/ml)缓缓加入到同体积的水中，混匀。6、(1+1)磷酸：将磷酸(P=1.69g/ml)与水等体积混合。2.3实验内容2.3.1标准曲线绘制标准