電鍍、石化和制藥是當(dāng)今全球三大污染工業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國電鍍廠點約1 萬家，每年排出的電鍍廢水約40 億m3，約占廢水總排放量的10%。電鍍廢水的水質(zhì)復(fù)雜， 成分不易操控， 其間含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等，有些歸于致癌、致畸、致驟變的劇毒物質(zhì)〔1〕。因此，對電鍍廢水的管理向來遭到各國政府的注重，對電鍍廢水各種管理辦法和工藝的研討也許多，首要有物理化學(xué)法、電解法、離子交換法和膜處理法等。但這些辦法都不同程度地存在操作困難、運轉(zhuǎn)費用高和易形成二次污染嚴(yán)峻等問題〔2-4〕。    

 用電吸附法去除水中各種帶電粒子的研討己經(jīng)得到了人們的廣泛注重，電吸附可用于對水中各類鹽分的去除，對銅、鎳等金屬離子和部分極性較大的有機物也有較好的去除作用〔5-10〕。使用電吸附法處理重金屬離子廢水， 不光能夠減輕環(huán)境污染，更能收回其間的重金屬物質(zhì)，具有很好的發(fā)展前景。    

 本試驗規(guī)劃了活性炭纖維電極電吸附設(shè)備，用來研討復(fù)合電極電吸附法對電鍍含Ni2+廢水的吸附作用， 評論了施加電極電位、電極板距離、活性炭纖維外表積、初始濃度對吸附作用的影響，并剖析了電場作用下Ni2+的電吸附動力學(xué)，為工業(yè)上含Ni2+廢水的處理供給了參閱。     

1· 試驗部分     

1.1 試驗試劑     

六水合氯化鎳、檸檬酸銨、碘片、碘化鉀、丁二酮肟均為剖析純， 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硝酸、氨水為剖析純，江蘇彤晟化學(xué)試劑有限公司；活性炭纖維，含碳量30%~45%，苯吸附8%~40%，江蘇蘇通碳纖維有限公司。   

1.2 首要儀器     

PS-1501A 直流穩(wěn)壓電源，上海穩(wěn)壓器廠；T6 紫外可見分光光度計， 北京普析通用儀器有限公司；WHY-2 數(shù)顯恒溫振蕩器， 南京雷炯儀器設(shè)備有限公司；反響器，尺度300 mm×160 mm×120 mm，克己；正負(fù)電極板， 尺度200 mm×100 mm×5 mm， 克己；AL104 型電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；pHS-3C 型pH 計，上海精細(xì)科學(xué)儀器有限公司。     

1.3 電吸附試驗設(shè)備     

反響器由有機玻璃板制作，并隔成距離別離為30、40、50 mm 的3 個隔室； 將活性炭纖維覆蓋于石墨電極外表，作為電吸附的復(fù)合電極，正負(fù)極上所施加的電極電位經(jīng)過直流電源來操控。吸附在恒溫磁力拌和器的拌和作用下進(jìn)行。試驗選用靜態(tài)吸附辦法，試驗設(shè)備如圖1 所示。          

2· 試驗辦法與步驟     

為有用削減其他離子對鎳離子去除的攪擾，選用模仿電鍍廢水作為試驗用水， 即用蒸餾水與剖析純級氯化鎳按份額制造到所需濃度。     

2.1 電吸附試驗     

取兩份等面積（5 mm ×10 mm）活性炭纖維（活性炭纖維經(jīng)過酒精浸泡5 h 取出后，用蒸餾水煮沸1h，再置于干燥箱中于105 ℃下烘干備用）別離作為復(fù)合電極正負(fù)極的電吸附劑， 制造不同濃度的氯化鎳溶液作為原水模仿含鎳廢水， 將正負(fù)電極置于反響器中， 在正負(fù)電極上別離施加設(shè)定的直流電極電位，運用恒溫磁力拌和器勻速緩慢拌和模仿溶液，整個試驗進(jìn)程溶液都在恒溫（25±0.5） ℃下進(jìn)行。每隔5 min 取水樣測定鎳離子的濃度。     

2.2 剖析測驗辦法     

測驗辦法：鎳離子濃度的測定選用丁二酮肟（二甲基乙二醛肟）光度法〔11-12〕。    剖析辦法：依據(jù)Ni2+規(guī)范曲線辦法，將不同條件下測得的Ni2+吸光度折算成濃度，再核算Ni2+的吸附量及其去除率。     

3· 試驗成果與評論     

3.1 吸附平衡時刻的斷定     

在施加電極電位為1.0 V， 活性炭纖維外表積為50 cm2，電極板距離120 mm，Ni2+初始質(zhì)量濃度為50 mg/L 的條件下，研討吸附時刻對Ni2+電吸附作用的影響。成果表明，在前50 min 內(nèi)，Ni2+的去除率急劇上升，50~100 min 內(nèi)上升趨于陡峭，之后Ni2+去除率趨于平穩(wěn)。表明晰活性炭纖維對含Ni2+廢水的電吸附進(jìn)程由快至慢， 最總算120 min 后到達(dá)平衡狀況。     

3.2 活性炭纖維外表積對電吸附作用的影響     

在施加電極電位1.0 V，Ni2+初始質(zhì)量濃度為50mg/L，電極板距離為120 mm 條件下，研討不同電極面積， 即活性炭纖維外表積對Ni2+電吸附作用的影響，成果見圖2。     

由圖2 能夠看出，當(dāng)電吸附試驗到達(dá)平衡時，跟著活性炭纖維外表積的增大， 對Ni2+的去除作用最佳。到達(dá)吸附平衡狀況時，30 cm2 的活性炭纖維對應(yīng)的去除率終究可到達(dá)16.23%，40 cm2 活性炭纖維到達(dá)18.03%，活性炭纖維外表積為50 cm2 時對重金屬離子的電吸附作用最好， 對應(yīng)的去除率可達(dá)27.03%。因此，活性炭纖維對Ni2+的吸附量和吸附率均隨其外表積的添加而進(jìn)步?；钚蕴坷w維外表積的添加，能夠使電場的范圍增大，有利于Ni2+的定向移動，進(jìn)步電吸附率。     

3.3 溶液初始濃度對電吸附作用的影響     

在施加電極電位為1.0 V，活性炭纖維外表積為50 cm2，電極板距離為30 mm 條件下，研討Ni2+初始質(zhì)量濃度別離為20、30、40、50 mg/L 時對應(yīng)的電吸附率，成果見圖3。   

由圖3 能夠看出，關(guān)于不同初始濃度的Ni2+溶液，電吸附到達(dá)平衡時，濃度低的溶液吸附率較高。當(dāng)溶液的初始質(zhì)量濃度從50 mg/L 改變到20 mg/L時，吸附平衡時的吸附率從37.74%提升至88.15%，相應(yīng)的平衡質(zhì)量濃度別離為31.13、2.37 mg/L。由此可見，本設(shè)備對低濃度的Ni2+溶液有較好的電吸附作用， 可能是遭到電吸附設(shè)備所供給的電場和電吸附活性電極電位不行所造成的?？芍?，當(dāng)溶液的初始質(zhì)量濃度為20 mg/L 時， 對Ni2 +的吸附作用最佳。     

3.4 電極電位對電吸附作用的影響     

在活性炭纖維外表積為50 cm2， 電極板距離為120 mm，Ni2+初始質(zhì)量濃度為50 mg/L 條件下， 調(diào)理電極電位別離為0.5、1.0、1.5 V， 研討不同電極電位對Ni2+電吸附作用的影響，成果見圖4。          

由圖4 能夠看出，跟著施加電極電位的升高，對Ni2+的吸附率增大。但當(dāng)施加電極電位為1.5 V 時，去除率卻有所下降。依據(jù)Ni2+的規(guī)范電勢電極電位（-0.257 V）和水的規(guī)范電勢電極電位（-0.827 7 V）可知，由于施加電場電極電位過高，會使得水溶液發(fā)作電解（在試驗中顯著能夠看到有很多氣泡逸出，可證實這一點），因此吸附率反而下降。故能夠得出，當(dāng)所施加的電極電位為1.0 V 時，對Ni2+的去除作用最佳。     

3.5 板距離對電吸附作用的影響     

在施加電極電位為1.0 V， 活性炭纖維外表積50 cm2，Ni2+初始質(zhì)量濃度為50 mg/L 條件下，電極板距離別離為30、60、90、120 mm， 研討不同板距離對電吸附作用的影響。成果見圖5。

由圖5 能夠看出， 跟著電極板距離的減小，對Ni2+的電吸附作用越好。依據(jù)雙電層理論

〔8〕，電極距離比較小時， 在相同的電極電位下發(fā)生的雙電層比較厚，吸附容量因此得以進(jìn)步。本試驗中，當(dāng)電極板距離為30 mm 時，對Ni2+電吸附作用最佳，吸附率到達(dá)46.05%。    

 4· 動力學(xué)剖析     

為調(diào)查Ni2+在ACF 電極上的吸附動力學(xué)行為，將初始質(zhì)量濃度為40 mg/L 的模仿廢水在電極電位為0.5、1.0、1.5 V 正電極化下的電吸附數(shù)據(jù)別離進(jìn)行準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級動力學(xué)擬合，成果見表1。    

由表1 可知，ACF 電吸附Ni2+進(jìn)程經(jīng)準(zhǔn)二級擬合后線性程度最好，闡明ACF 電吸附Ni2+進(jìn)程遵從擬二級反響動力學(xué)規(guī)則。     

5 ·定論     

（1）在施加電極電位為1.0 V，活性炭纖維外表積為50 cm2，電極板距離為30 mm，溶液初始質(zhì)量濃度為20 mg/L 條件下， 到達(dá)平衡后，Ni2+的去除率可達(dá)88.15%。     

（2）試驗研討了活性炭纖維外表積、電極電位、電極板距離、溶液初始濃度的改變對含模仿電鍍廢水中Ni2+的吸附作用影響。經(jīng)過剖析得出：電吸附設(shè)備對低濃度Ni2+有較好的吸附作用； 復(fù)合電極有用面積的添加不光能夠添加電極對Ni2+的電吸附量，還能夠添加電吸附的功率；電極板距離越小，電吸附作用越好；電極電位的進(jìn)步能夠有助于電吸附進(jìn)程，但過高的電極電位（1.5 V 以上）將導(dǎo)致電解反響，發(fā)生很多氣泡，影響吸附作用，添加能耗。經(jīng)過動力學(xué)模仿，ACF 電吸附Ni2+進(jìn)程遵從擬二級反響動力學(xué)規(guī)則。     

（3）開發(fā)和使用電吸附對電鍍廢水的處理、收回其間重金屬， 還需要對多種重金屬一起存在時的電吸附進(jìn)程進(jìn)行研討；使用進(jìn)程中，應(yīng)操控電吸附電極電位，一起研宣布電極板面積較大、距離較小的高效電吸附設(shè)備，將有用推進(jìn)該項技能的使用和發(fā)展。

中圖分類號］ X703.1 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1005-829X（2014）11-0036-04 

文章摘自網(wǎng)絡(luò)，如涉及侵權(quán)，請及時通知我們刪除