铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu-EDTA络合废水的研究

【摘要】本课题采用铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu-EDTA络合废水，主要进行了单因素实验研究、响应面优化研究及其机理的初步探究。单因素实验主要研究反应时间、电极组合方式、电流密度、起始pH值、NaCl浓度、曝气速率、初始Cu浓度对COD和Cu去除效果的影响及产生变化的原因。采用中心复合设计（CentralCompositeDesign，CCD）法对铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu-EDTA络合废水的过程进行了优化，设定5个影响因子分别为电流密度、曝气速率、NaCl浓度、起始pH值和反应时间，响应值为COD和Cu的去除率。利用环境扫描电镜/能谱分析和傅里叶红外光谱分析对铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu-EDTA络合废水的机理进行了初步探究。结果表明，单因素实验中，电极组合方式为2个铝阳极和2个铁阴极、起始pH为3、氯化钠浓度为0.5g/L、微曝气（0.2-0.7L/min）、初始Cu浓度为100mg/L以下、反应时间越长、电流密度越大时，COD和Cu去除效率越高。在铝铁电极联用电絮凝技术处理COD的CCD系统中，二次模型显著，能很好地拟合；在铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu的CCD系统中，二次模型不显著，不能很好地拟合Cu的去除行为；在电流密度为17.05mA/cm2、曝气速率为0.29L/min、NaCl浓度为0.93g/L、起始pH值为4.32、反应时间为182.03min的最优化条件下，铝铁电极联用电絮凝技术对COD去除率预测值为83.5%；验证实验表明，在此最优化条件下，COD去除率可达83.12%，同时Cu去除率达99.89%。通过环境扫描电镜/能谱分析和傅里叶红外光谱分析，确定EDTA的去除机制主要是酸性条件下的次氯酸氧化作用、碱性条件下的氢氧化物絮凝沉淀作用及单核态铝/铁与多核态铝/铁电荷中和作用，Cu的去除机制主要是氢氧化物的絮凝沉淀作用和铁电极的电沉积作用。对于难降解重金属-有机物废水的处理，铝铁电极联用的电絮凝技术具有非常广阔的前景。
【作者】谭竹；
【导师】杨朝晖；
【作者基本信息】湖南大学，环境工程，2013，硕士
【关键词】电絮凝；EDTA；Cu；电极组合；去除机制；

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