关于铁碳微电解处理含铬废水的试验研究

【摘 要】本文通过试验，用铁碳微电解法处理含铬废水。试验表明，该方法可有效地将6价铬离子浓度由100mg/l降至0.2mg/l，达到《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中的表2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，但是也不是取之不尽，用之不竭的。随着我国经济的发展和工业化进程的不断加快，工业用水的大量肆意的排放，而且工业废水中含有大量的对人体有害的物质，使得人们在日常生产和生活中赖以生存的水资源面临着严重的污染和短缺的问题。现在水资源的污染问题已经变成了全球性的技术难题了。目前我国也是一个缺水大国，但是我国的水资源却遭到了严重的污染，使人们的生活用水都面临着困难，其中工业废水对于水资源的污染最为严重。所以对于废水的处理和重新利用在我国就显得十分的重要了。本为主要介绍铁碳微电解法对于废水的处理，希望通过本文的介绍使人们对于新型的铁碳微电解法处理废水的原理和实验流程有一个全面的了解，并希望工厂能够将这项技术运用到废水的处理中，为人类的水资源的保护做出自己的贡献。

1.铁碳微电解法介绍

当铁屑浸泡在水溶液中之后，它就和水中的离子构成了一个微型的闭合回路，进而形成一种内部的电解反应，但是当在铁屑中加入碳以后，铁屑和碳接触就形成了大的原电池，这就是铁碳微电解法。

利用铁碳微电解法对废水进行处理主要是利用了铁的还原性、电化学性以及铁离子的絮凝吸附性等铁屑的性质来进行污水处理的。铁碳微电解法是利用铁屑和碳同时浸泡在水中，使他们发生内部电解反应和外部电解反应。其中内部电解反应是利用纯铁和碳化铁在水中的氧化性不同，形成还原电势差而形成了小型的微电池，电池的阳极就是纯铁的那一端，而阴极就是碳化铁的那一端。这样他们在酸性的电解质溶液中发生化学反应使溶液之中含有了二价铁离子。同时，铁屑又和周围的碳发生了外部电解反应，形成了一个巨大的原电池，这样在内部电解反应和外部电解反应的共同作用下，使得溶液中很快含有大量的铁离子。

这其中的反应方程式是：

阳极：

阴极：.

通过上述的反应使得水中还有大量的离子和原子，而他们都具有很强的还原性，从而增强了废水的处理效果。

利用铁碳微电解技术对废水处理之后会使水的PH值升高，同时也会使水的颜色发生变化。这主要是因为水中的氢离子在电池的阴极发生反应生成氢原子，使得水中的氢氧根离子的数量增多，进而使水的PH值增高，然而水中的二价铁离子也逐渐的被氧化生成三价铁离子，使得水的颜色发生改变。同时三价铁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铁胶体絮状物，而这种物质可以很好的吸附水中的悬浮物和重金属离子，这也就增加了这种工艺对水的净化作用。

2. 实验

通过上面的介绍使得人们对于铁碳微电解法的工作原理和技术支持有了一个很好的了解，下面我们通过实验的方法对铁碳微电解法进行含铬废水的处理进行介绍。

2.1 材料与装置

利用铁碳微电解法进行含铬废水的处理时使用的原材料主要是铁屑和惰性碳以及少量的酸。这种这种工艺进行含铬废水的处理所使用的材料比较简单而且成本也是比较低的。

铁碳微电解法进行含铬废水的处理的工作流程如下所示：

图一 含铬废水的铁碳微电解处理过程

这是利用铁碳微电解法进行含铬废水的主要的工作流程，在这个过程中不需要特殊的装置，只是需要过滤网，废水收集池等。

2.2 废水水质

对于含铬的废水的水质的关注是十分重要的，只有在了解了含铬废水的水质的基础之上才能对铁碳微电解法进行具体的操作。也才能确定废水的污染性，以及废水中各污染物的含量情况。含铬的废水主要是在电镀的过程中产生的。第一是在清洗的过程中产生的废水，在电镀的过程中为了防止对下一种溶液造成污染或者在制成品上产生难以除去的杂质一般情况下都需要清洗。第二是在电镀中使用的溶液在更换的过程中也会产生废水。其中这种废水中还有其他别的金属离子。这种废水如果不经过处理直接排放会对农田里的农作物以及河水中的鱼类产生很大的危害，进而对于牲畜和乳制品也会影响其质量，在人体使用之后会危害人体的身体健康。所以含铬废水必须在处理达标以后才可以排放。

2.3 各金属离子含量测定

前面介绍了含铬废水的水质情况，我们也从中了解到废水中含有多种金属离子的杂质。所以必须对废水中铬金属离子的含量进行测定。重金属离子是通过微电解中的氧化还原反应以及胶体絮状物、吸附或者铁氧体络合沉淀的作用去除的。根据实验我们得出：在PH值和水环境合适的情况下，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，并使得最后的处理的结果达到标准要求。同时这种工艺还可以处理含有二价铜离子、锌离子的、镍离子以及铬离子都在一定浓度内的混合溶液。最后利用各金属的不同性质进行含量的测定。

3.结果与讨论

将100Kg含有 6价铬离子浓度由100mg/l的废水，排放到废水池中，按照前面提到的装置和实验步骤进行废水的处理，进过处理以后的废水在测量废水中六价铬离子的浓度，达到0.2mg/l的标准后再排放。

前面通过实验对利用铁碳微电解法处理含铬废水的情况进行了介绍，下面根据实验的情况对实验结果进行讨论和分析。

3.1 铁碳微电解对Cr（Vl）的去除效果分析

利用铁碳微电解法对含铬废水进行处理，使得对于六价铬离子的处理效果很好。当废水中铬离子的浓度在100mg/L的时候，处理后的铬离子的浓度在0.2mg/L以下，这种处理后的完全满足排放的标准，而且在处理的过程中不产生二次污染，处理的有害物质都以沉淀的形式可以过滤出去。

3.2 铁碳微电解对其他金属离子的去除效果分析

铁碳微电解法对于其他的锌离子、铜离子、镍离子等重金属离子的处理效果也是非常的好，这些重金属离子的化学性质都比较懒惰，很容易生成沉淀在过滤的过程中被去除了。在废水中锌离子的含量为2.9mg/L，铅离子的含量为1.5mg/L的时候，当温度在35-45度之间的时候，这种工艺对于锌和铅的去除率可达到99.9%和99.3%。这说明这种工艺对于其他金属离子的去除效果也比较好。

3.3 进出水中总铁量的变化分析

在进出水中总铁量的变化比较大，在进水中为了去除各种金属离子，溶液中含有大量的铁离子，然而在出水中铁离子都和溶液中的各种物质发生了反应，最胡都以沉淀的形式析出，造成出水中铁离子的含量比较少。

4.结论

通过试验研究，铁碳微电解法可很好地却除含铬废水中的铬金属离子，出水的6价铬小于0.2mg/l，优于传统的处理工艺。同时，铁碳微电解法兼具有除废水中的其他金属离子的作用，操作简便，维护简单，适合于含铬废水的处理。

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