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聚丙烯酰胺重金属污水絮凝

来源:艾尔蓝环保 发布日期:2018-10-30 作者:Admin 浏览:

重金属作为一类毒性强、难降解、迁移范围广的污染物,对水体造成的污染已经严重威胁到人体和生态健康。铬作为一种常见的重金属,广泛应用于皮革、纺织、电镀、木材防腐等行业,在生产过程中会产生大量含铬废水,主要以Cr(Ⅵ)形态为主,也存在部分Cr(Ⅲ)形态。Cr(Ⅵ)在富氧情况下,在水中能够稳定存在,具有较强的毒性和致癌作用,Cr(Ⅲ)毒性较Cr(Ⅵ)低很多。在水处理中,通常需要将Cr(Ⅵ)转化为毒性较低的Cr(Ⅲ)再通过水解沉淀去除。传统Cr(Ⅵ)废水处理方法包括吸附、离子交换、膜过滤、电絮凝等方法。电絮凝处理含铬废水具有絮凝效率高、不需另加药剂、操作简单、产泥量少等优点,已在废水处理工程中广泛应用。电絮凝过程中产生的Fe2+还原Cr6+为Cr3+,Fe2+转化为Fe3+后絮凝去除水中Cr3+。   随着污染形势不断加剧,废水排放标准日趋严格,电絮凝技术往往需要组合其他技术才能满足处理要求。其中膜分离技术对悬浮颗粒、有机污染物、重金属等有很好的处理效果,但膜污染制约了它的推广应用。将电絮凝和膜分离技术进行组合,电絮凝作为膜分离前预处理单元可以有效减缓膜污染,提高出水水质。电场和气浮也是抑制膜污染的重要手段,这些作用都存在于电絮凝过程中,但以往研究中电絮凝和超滤作为2个独立的单元串联运行,不能利用电絮凝中的电场和气浮作用控制膜污染。如果将膜组件置于极板之间作为一体式电絮凝-膜分离反应器,不但能够利用电絮凝中的电场和气浮作用,进一步减缓膜污染,而且可以使装置系统更加紧凑,节省占地空间。   本研究中,我们建立了一体式的电絮凝-膜分离反应器(ECMR),将膜组件置于极板之间,充分利用电气浮和极板之间存在的电场作用,减缓膜污染,提高Cr6+的去除率。考察了电流密度、初始pH、初始浓度、水力停留时间对除铬和膜通量的影响,分析了电絮凝膜反应器除铬原理,并探讨了膜污染控制机制。   1 材料与方法   1.1 实验材料   极板与膜材料:实验中阴阳两极均采用铁板,极板尺寸为115 mm×65 mm×2 mm(有效面积68 cm2)。中空纤维式超滤膜组件由天津膜天膜集团公司提供。超滤膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF),膜孔径0.03 μm。   模拟实验废水:向去离子水中加入K2Cr2O7,使Cr6+初始浓度保持在C(Cr6+)=40 mg·L-1,溶液pH用1 mol·L-1的NaOH和HCl进行调节。向溶液中加入0.5 mmol·L-1的NaHCO3作为缓冲物质,并用NaCl调节至电导率为2 mS·cm-1。实验所用药品均为分析纯。EC出水通过注射器从ECMR中抽水之后过0.45 μm滤膜。   1.2 实验装置   ECMR实验装置如图 1(a)所示。本实验采用自制有机玻璃槽120 mm×50 mm×140 mm(有效容积为750 mL)作为反应器,极板间距20 mm。实验中采用DH1765-1型程控直流稳压稳流电源(35 V, 3 A);采用磁力搅拌器对溶液进行搅拌,以使电解液在反应器内分散均匀。实验模拟废水经泵进入电絮凝膜反应器,之后一部分水经膜分离流出,另一部分因膜通量下降而逐渐滞留在膜分离池中的水经泵回流至原水。图 1(b)为EC-UF实验装置流程图,电絮凝和超滤装置为分体式连接,实验模拟废水经泵进入电絮凝池然后再进入膜分离池,一部分水经膜分离流出,另一部分因膜通量下降而逐渐滞留在膜分离池中的水经泵回流至原水池。图 1(c)为UF装置,流入反应器内的含铬废水,一部分经膜分离流出,剩余部分经泵流至原水池。
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