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陰極pH控制對電動去除電鍍污泥重金屬的影響

文件大小:0.66MB格式:pdf發布時間:2013-07-10瀏覽次數:
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【中文關鍵詞】電鍍污泥  重金屬  緩沖液  電動修復  
【摘要】采用電動修復裝置,選用電鍍污泥作為試驗材料,試驗設計了3 個不同pH 值的陰極緩沖液處理,施加直流電壓32 V,運行7 d,研究了不同pH 值陰極緩沖液對電鍍污泥電動修復過程的影響. 結果表明,陰極緩沖液pH 值的變化,影響了電動過程中電流大小,pH 較低時,電流較大; pH 較高時,電流較小. 電動修復后,各處理電鍍污泥重金屬的電動修復效果不同,其中,pH 值控制為3 時,Ni、Cu、Zn 和Cr 的去除率分別達到70%、59%、30%和29%,而Pb 的去除率在pH 值控制為5 時去除率達46%. 各處理截面重金屬濃度較實驗前都有不同程度的降低,其中Cu、Pb 和Ni 在不同污泥截面分布較均勻,而Cr 和Zn 在各截面分布波動較大. 電動修復對各種形態的重金屬都有不同程度的去除,對可交換態和鐵錳氧化物態的去除效果較差,對碳酸鹽結合態和殘渣態有明顯去除,有機硫化物態去除效果一般.
【部分正文預覽】

電動修復是多種學科綜合發展起來的一項新技術,是物理化學、環境化學、分析化學、土壤化學和電化學等學科知識的交叉[1-2]. 同時它作為一門新興的綠色環境修復技術,具有去除效率高、處理時間短、并能同時去除幾種重金屬等特點,特別是對去除導水率較差的城市污泥中重金屬具有非常明顯的優勢[3]. 目前,國內有應用電動修復技術有效去除土壤中的重金屬和有機污染物的報道[4-9]. 國外亦對該技術在實驗室和現場進行了研究[7]. 這些研究報道大多以人工配制的污染土壤或者單一重金屬污染土壤[9]為試驗材料,而對多種重金屬復合污染的電鍍污泥研究卻鮮有報道. pH 控制著土壤溶液中離子的吸附與解吸、沉淀與溶解等,而且酸度對電滲速度、電流強度、自由離子濃度、電導率有明顯影響,所以如何控制土壤pH 值是電動修復技術的關鍵[1]. 當前,電解液組分和pH 值的影響是電動修復技術的一個研究熱點[10-13],在電動修復運行過程中,由于電解反應,陰極產生的OH - 將向陽極方向移動,而帶正電的重金屬離子將與OH - 在土柱中的某點相遇,并生成重金屬沉淀,從而影響重金屬的去除,還可能堵塞土壤微孔,致使土壤電導降低,修復效率下降,故控制陰極pH以提高重金屬的修復效率十分必要[14]. 為了控制陰極區的pH,可通過添加酸來消除電極反應產生的OH -[15-16],其中,有機酸具有較好的應用前景,這是因為大多數有機酸形成的金屬配合物是水溶性的,同時,它也是環境安全和生物可降解的. 本實驗選用不同pH 的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液作為陰極處理液以及0. 001 mol·L - 1的HNO3溶液作為陽極處理液,研究了不同pH 陰極緩沖液條件下,電動技術對電鍍污泥的重金屬污染修復效果,并分析了重金屬的遷移和分布情況.

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