摘要：[目的]探討采用微波輻射技術處理電鍍廢水的效果。[方法]以顆粒活性炭為催化劑,以電鍍廢水為處理對象,將家用微波爐(LG,700W)改裝為試驗裝置,并使其能進行回流試驗,建立了微波輻射處理工藝,根據CODCr、氰化物和銅等指標分析評價其處理效果, 并通過建立線性回歸方程,研究微波輻射時間與處理效果的關系。[結果]微波輻射技術對電鍍廢水中的CODCr、氰化物以及重金屬銅 的處理效果顯著,對CODCr、氰化物、重金屬銅的最高去除率分別達到78.0%、99.9%和87.0%,對CODCr和氰化物的最佳處理時間分別 為140和120 s。微波輻射時間與CODCr濃度和氰化物濃度呈線性相關,與重金屬銅的濃度呈指數相關。[結論]用微波輻射技術處理 電鍍廢水工藝簡單、操作便捷,具有可行性。
關鍵詞：微波輻射;活性炭;電鍍廢水
電鍍廢水中污染物種類多、毒性大、危害嚴重,一般含有 CN-、Cr6+、Cu2+、Ni+等重金屬及有毒類污染物,傳統工藝需要分類收集,進行預處理后再進行混合混凝化學處理,廢水 處理結果與前期分類收集密切相關。由于電鍍企業對鍍件 進行除油、除銹、除臘后,排放的廢水中含有大量的表面活性 劑、光亮劑、油類、重金屬以及高含油氰化物,CODCr的排放值 遠高于國家1級排放標準。傳統方法在處理電鍍廢水時,存 在工藝流程復雜、占地面積大、廢水反應時間長、投資運行成 本高、運行管理復雜(廢水的分類)等難題。
微波對流體中物質進行選擇性加熱時,不僅對吸波物質 有低溫催化作用[1],能夠加速流體中固、液分離,而且還具有 低溫殺菌、均勻加熱、迅速升溫、快速穿透等功能,達到去污、 除濁、殺菌的效果,不產生二次污染[2-3]。微波能的化學作 用機理是能夠極化水分子及有機化合物分子,使有機化合物 與添加劑之間形成過渡態產物,降低氧化和分解有害有機化 合物所需要的活化能,使反應加速進行。其物理作用機理為 微波能夠加熱和極化水及污染物分子,提高氧化和分解有害 有機化合物所需要的反應條件,達到反應所需要的活化能[4]。
筆者以顆粒活性炭為催化劑,以電鍍廢水為處理對象, 建立了微波輻射處理工藝,并根據CODCr、氰化物、銅等指標 分析評價其處理效果。
1 材料與方法
1.1 試驗裝置
試驗裝置為改裝的家用微波爐(LG, 70 W),使其能進行回流試驗。試驗裝置如圖1所示。
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1.2 主要試驗儀器
721型分光光度計;LG微波爐;GS101 型電熱鼓風干燥箱。
1.3 主要試劑及污水
12~18目活化后的活性炭;電鍍廢 水主要成分見表1。
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1.4 試驗方法
利用分光光度計進行銅離子標準曲線的繪制。取12~18目活化后的活性炭3 g置于250ml錐形瓶中, 加入100ml電鍍廢水,微波輻射一定時間后,冷卻至室溫,取上清液30 m,l立即在波長510 nm處測定吸光度,并進行 CODCr和氰化物的測定。
2 結果與分析
2.1 不同微波輻射時間對CODCr的處理效果
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由圖2可以看出,不同的微波輻射時間對電鍍廢水的處理有明顯的效 果,隨著時間的增加,其去除率逐漸增加,在140 s時CODCr 濃度值降低到最低點,隨后下降趨勢不明顯。其去除率最大 可以達到78.0%。對曲線進行一次方程模擬,結果為:
y=-0.937x+174.300 R2=0.926
式中,y為CODCr濃度;x為微波輻射時間。 由上式可以看出,CODCr的去除效果與微波輻射時間呈線性關系。
2.2 不同微波輻射時間對氰化物的處理效果
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由圖3可以看出,微波輻射可以很好地降低電鍍廢水中氰化物的危害, 氰化物最高去除率可達99.9%。在處理時間為120 s時達到最好,之后趨于穩定。對其進行線性回歸,方程式為:
y=-0.069x+10.660 R2=0.949
式中,y為氰化物濃度; x為微波輻射時間。 由上式可以看出,氰化物的去除率與微波輻射時間呈線性相關。
2.3 不同微波輻射時間對重金屬銅的去除效果
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由圖4可 見,微波處理對重金屬銅的去除效果也非常明顯,最大去除率可達87.0%。對其進行數學模擬,方程為:
y= 16.56 e-0.01x R2= 0.961
式中,y為銅離子濃度; x為微波輻射時間。
由上式可以看出,電鍍廢水中重金屬銅的濃度隨微波輻射時間的增加呈指數降低。
3 小結與討論
(1)在一定功率的微波處理下,隨微波處理時間的延長, 對電鍍廢水中CODCr、氰化物以及重金屬銅的處理效果 顯著。
(2)微波處理電鍍廢水工藝簡單,操作便捷。
(3)用微波方法處理電鍍廢水是可行的,隨著微波技術 開發研究的進一步深入,微波作為一種新的方法應用于工程 實踐中,將會給社會帶來可觀的經濟效益、環境效益和社會 效益。
(4)微波處理電鍍廢水的最佳功率以及新催化劑的開發 等有待進一步研究。
參考文獻
[1]劉曉,趙秀蘭,陳玉成.微波-活性炭去除垃圾滲濾液中CODCr的研究 [J].安徽農業科學,2007,35(4):1096-1097.
[2]李少鵬,郭瑞,宮長榮,等.微波技術在煙草生產和品質分析中的應用 [J].安徽農業科學,2005,33(9):1700-1702·
[3]金欽漢.微波化學[M].北京:科學出版社,2001·
[4] SALVADOR R, CASAL B,YATESM, et alMicrowave decomposition of achlorinatepesticide supported on modified sepiolites [J].Applied Clay Science, 2002, 22:103-113·來源：中國電鍍助劑網 作者: 周亞紅,付曉剛,李鐸
