摘要：電動力學(xué)去除剩余污泥中重金屬受到多種因素的影響，其中電解電壓、電極面積、電極材料等都有較大的影響，很有必要進行條件優(yōu)化研究。針對存在的問題，系統(tǒng)的研究了電解電壓、電極面積、電極材料對電動力學(xué)修復(fù)過程的影響。

研究表明，影響污泥中重金屬Cu和Zn去除率的因素大小順序為：電壓> 電極面積> 電極材料；采用等于或低于氫析出電壓進行電動力學(xué)修復(fù)時，更有利于提高污泥中重金屬去除率；增大電極面積，提高了電流強度，有利于污泥中重金屬的轉(zhuǎn)化、遷移，從而提高污泥中重金屬去除率；研究表明，采用低于氫析出電壓和惰性電極可以有效避免電極被腐蝕。

電動力學(xué)去除剩余污泥中重金屬技術(shù)是近些年來研究的熱點。許多研究者采用添加化學(xué)試劑、改變PH等方法來提高剩余污泥中重金屬的去除率。采用電動力學(xué)技術(shù)去除剩余污泥中重金屬受到多種因素的影響，其中電壓、電極面積、污泥組成、重金屬形態(tài)分布等都有較大的影響。對于電壓的影響，電壓梯度為0.5~5V/cm時電動力學(xué)修復(fù)效果較好。實際上，當(dāng)電壓等于或小于氫析出電壓時（電壓梯度約為0.13~0.26V/cm），對剩余污泥中重金屬去除率影響較大。而電極面積、電極材料等因素對污泥中重金屬去除率的影響研究報道較少。

本研究以城市污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥為研究對象，采用電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)去除其中重金屬，針對電解電壓、電極面積和電極材料=個主要影響因素進行了條件優(yōu)化研究，采用正交實驗方法研究了外加電壓、電極面積和電極材料對重金屬污染污泥的去除效果，確定了影響因素的影響大小順序，優(yōu)化了污泥中重金屬去除的最佳條件，為電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)的實際應(yīng)用提供了可靠的理論依據(jù)。

1實驗部分

1.1試劑和儀器

實驗試劑主要有銅、鋅、硝酸、鹽酸等，均為優(yōu)級純，其他試劑為分析純。電解槽為自行設(shè)計的長方體有機玻璃槽（34cm*10cm*10cm），槽兩端設(shè)有電極室（兩電極間隔32cm）和具孔有機隔板。分析儀器為Z-5000型原子吸收分光光度計（日本日立公司）。

1.2污泥樣品采集與制備

樣品：采自重慶涪陵區(qū)城市污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥，每輛卡車采用對角線法取樣，將采集的樣品一部分進行電動力學(xué)修復(fù)實驗，另一部分自然陰干，并在干燥箱中在105攝氏度下，干燥8h自然冷卻至室溫，研細、篩分備用。按GB15618-1995規(guī)定的分析方法分析剩余污泥中的重金屬。

1.3實驗方法

1.3.1氫析出電壓的測定

將直流電源和可變電阻所組成的分壓器接到電解槽上。陽極均采用高純碳棒作為電極，電極間距均為32cm，陰極分別采用碳電極、鋁電極和銅電極，電極面積分別采用1A、2A和3A（A=9.5cm2）；

調(diào)節(jié)電壓分別測定在不同的電極材料和電極面積下電流變化。繪制電流-電壓曲線，由電流-電壓變化曲線求解氫析出電壓和對應(yīng)的電流，見圖1、圖2和圖3所示。

由圖1、圖2和圖=可知，不同電極面積和碳為陰電極時，對應(yīng)的氫析出電壓分別為4.2、4.3和4.4V；對應(yīng)的銅為陰電極時，對應(yīng)的氫析出電壓分別為4.0、4.1和4.1 V；鋁為陰電極時，對應(yīng)的氫析出電壓分別為4.0、4.1和4.1 V。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1.3.2電動力學(xué)修復(fù)實驗

在電解槽中放入采集的剩余污泥樣品，在兩電極室加入去離子水，浸泡24h，插入電極，通入設(shè)定好的直流電進行電動力學(xué)修復(fù)實驗，每隔1小時測試電流、電壓，電解72h.后，將電解槽中污泥進行混合，采用四分法取樣分析電動力學(xué)修復(fù)實驗后剩余污泥中的重金屬，分析方法同上。原始剩余污泥中重金屬平均含量分別為銅163.5mg/kg和鋅516.7mg/kg。

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