稀土废水处理中电解法的应用范文

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《化工技术与开发杂志》2016年第12期

摘要：

本文阐述了电解法处理稀土废水中COD的反应原理，研究了pH值、氯离子浓度、电解反应时间对电解法处理稀土废水中COD的影响。研究结果表明，当pH=6~9，电解时间在2~5min，氯离子浓度在24g•L-1以上时，电解反应去除稀土废水中COD的效果较佳。

关键词：

电解；稀土废水；处理；COD

化学需氧量（COD）是稀土工业废水处理的一个重要指标。通常业内处理COD的方法包括物理法、化学法和物理化学混用法。物理法是通过沉降隔油、气浮法等将有机物与废水分离，达到降COD的目的，虽成本低但效果较差。化学法是通过氧化还原反应或中和沉降来降低COD，其运行成本较高。混用法是结合两者的特点，将两种方法混合使用以期达到更好的降COD效果，其运行成本高，流程复杂。电解法作为一种新型废水处理法，已经在印染等行业做了大量研究工作[1-2]，其原理是通过电化学作用来净化废水，核心部件是一个电解反应器，通过直流电解产生的系列电化学反应，达到降低COD的目的。本文通过试验，对电解法去除稀土分离废水COD的条件进行了研究。

1反应原理

稀土废水含盐量较高，具有较好的导电性。在稀土废水中加一定的直流电场，稀土废水会发生电解反应，在阴极放出氢气，从而增加溶液中的OH-，阳极生成的氯气在它逸出之前可与OH-作用生成次氯酸盐，次氯酸盐将废水中的有机物质氧化，从而达到降低COD的目的[3]。

2试验研究与分析

在自制的电解槽中加入5L的稀土废水，电解电极间通上电，电压12V，电流10A，通过不同的试验条件研究电解法去除稀土废水中COD的影响因素。

2.1pH值对电解法去除稀土废水中COD的影响

试验条件：稀土废水中氯离子浓度为24g•L-1，电解反应时间2min，pH分别为3、6、7、8、9。表1列出了在不同pH条件下，各自进行3次平行实验的电解反应去除COD的实验结果。从表1中数据可以看出，pH=6~9时，COD去除率为57%~60%；pH=3时，COD去除率仅为34.44%。这是因为在酸性条件下，次氯酸盐与废水中的盐酸发生氧化还原反应，降低了次氯酸盐的使用效率，因此采用电解法处理稀土废水去除COD时，一般应预先调节使pH=6~9。

2.2电解反应时间对电解法去除稀土废水中COD的影响

试验条件：稀土废水中氯离子浓度为24g•L-1，pH=8，电解反应时间分别为1min、2min、5min、10min。表2和图1列出了在不同电解反应时间下，各自进行3次平行实验的电解反应去除COD的实验结果。从表2数据中可以看出，电解反应时间影响着COD的去除效果，电解时间在2min时，COD降到了100mg•L-1左右，2~5min时COD变化开始趋缓，超过5min后COD维持在50~70mg•L-1之间。图1列出了电解反应时间与COD去除率的关系，可以看出，随着电解反应时间的加长，COD的去除率不断增大，残留COD不断减少，当电解时间超过5min后，COD去除率趋于稳定，在75%左右。通过上述分析得出电解反应时间在5min左右为宜。

2.3氯离子浓度对电解法去除稀土废水中COD的影响

试验条件：pH=8，电解反应时间2min，稀土废水中氯离子浓度分别为为6、12、18、24、30g•L-1。表3和图2列出了在不同氯离子浓度下，各自进行3次平行实验的试验结果。从表3的数据可看出，当氯离子浓度在0~6g•L-1之间基本没有去除效果，COD无明显变化；在6~24g•L-1之间，去除效果随氯离子浓度增大而增加，COD逐渐降到100mg•L-1左右；大于24g•L-1时，COD无明显降低。从图2可看出，氯离子浓度对COD去除效果的影响呈S型变化。结合表3和图2可知，电解时氯离子浓度应大于24g•L-1。

3结论

1）用电解法处理稀土废水可有效降低废水的COD。

2）影响电解法处理稀土废水中COD的主要因素是pH值、电解时间和氯离子浓度，优化条件为：电解pH=6~9，时间控制在5min左右，氯离子浓度应大于24g•L-1。

参考文献：

[1]杜国勇.次氯酸钠氧化去除气田水中COD研究[J].石油与天然气化工，2003，32(3)：185-186.

[2]彭贤玉，郭保生，刘芳，等.内电解法处理印染废水的研究[J].硅谷，2008(20)：5.

[3]于秀娟，王宝贞，孙红，黄安君.铁屑内电解法处理印染废水的研究与应用[J].环境科学与管理，1996(1)：9-10.

作者:张亮玖 杨桂林 单位:中铝广西国盛稀土开发有限公司 北京有色金属研究总院