脉冲电压强化类芬顿氧化Cu-EDTA破络与Cu阴极回收研究

工业废水中的重金属常与共存有机配体结合形成重金属-有机络合物,其化学稳定性高,传统水处理技术难以实现重金属络合物的有效去除.电化学技术可以通过电氧化与电还原同步实现重金属络合物破络与阴极回收金属.本研究针对单阴极无法同步产H_(2)O_(2)与回收重金属的问题,构建了碳气凝胶(CA)和Ti组成的双阴极类芬顿体系,研究了阴极脉冲电压方式对典型重金属络合物Cu-EDTA破络合与定向回收Cu的影响机制.同时,分别比较了在CA阴极和Ti阴极上施加方波脉冲、三角脉冲和差分脉冲电压对双阴极体系原位电产H_(2)O_(2)、Cu-EDTA氧化破络合和Cu定向回收的影响.结果表明,在CA阴极施加方波脉冲电压效果最优,脉冲宽度为5 s时H_(2)O_(2)的产量在反应60 min达到22.5 mg·L^(-1),相比恒定电位提升了80.57%,Cu-EDTA去除率在180 min达到88.63%,提升了16.83%.Ti阴极施加三角脉冲电压效果最佳,脉冲宽度为10 s时Ti和CA阴极回收Cu的比值为7.91,相比恒定电位提升了68.54%.CA阴极施加方波脉冲电压可以降低46.34%的能耗,Ti阴极施加三角脉冲电压可以降低21.95%的能耗.研究结果可为电化学强化废水中重金属络合物去除和重金属定向回收提供科学依据.

硝酸盐废水的连续流电催化脱氮研究

以高效阴极和形稳阳极为基础构建了电催化同步氧化还原脱氮体系,在还原硝酸盐的同时实现总氮的去除.同时,以电镀锌酸洗废水为例进行了连续流电化学脱氮研究,考察了电流密度和水力停留时间对脱氮效果的影响.结果表明,在电流密度为7.5 mA·cm^(-2)和水力停留时间为3 h的条件下,硝酸盐氮及总氮去除率分别为89.0%和88.6%,N_(2)选择性达到99.3%以上.通过对体系稳定性的考察,发现随反应时间的延长阴极的还原效率逐渐降低,但对阴极极板进行酸洗后用砂纸清理阴极表面可使体系脱氮效能恢复至初始状态.自由基淬灭试验表明,阴极的直接还原作用为体系中硝酸盐的主要还原机制.

过氧化氢与过硫酸盐强化电化学处理铜氰废水

表面处理行业废水中的铜氰络合物是废水处理的难点。电化学氧化是一种水处理中常用的方法,对于水中常见的污染物均能进行有效处理,其中,过氧化氢(H_(2)O_(2))和过一硫酸盐(KHSO_(5),PMS)是绿色清洁的氧化剂。因此,在电氧化的基础上,探索了H_(2)O_(2)和PMS对电化学处理铜氰络合物的强化效果。实验结果表明:氰根(CN^(−))和铜离子(Cu^(2+))的去除率随着H_(2)O_(2)和PMS的增加而升高;当电流密度为10 A·m^(−2)、H_(2)O_(2)浓度为0.4 mol·L^(−1)、反应时间为30 min时,氰根去除率为96.12%,铜离子去除率为81.93%,其中阴极铜回收率为75.60%;当PMS浓度为0.2 mol·L^(−1)、反应时间30 min时,氰根去除率接近100%,铜离子去除率为94.83%,其中阴极铜回收率93.51%。以上研究结果表明,投加合适的药剂可以提高电氧化对铜氰络合物的处理效率。