电镀废水中镍（活性炭纤维）的电吸附性能实验

电镀废水中镍（活性炭纤维）的电吸附性能实验

千石科技讯：活性炭纤维对电镀废水中镍的电吸附性能试验。电镀、石油化工和制药是当今世界三大污染行业。据不完全统计，我国有电镀厂约1万家，每年排放电镀废水约40亿立方米，约占废水总排放量的10%。电镀废水水质复杂，成分难控制，含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子及氰化物，其中一些是具有致癌、致畸、致突变作用的剧毒物质。因此，电镀废水的处理历来受到各国政府的重视，对电镀废水各种处理方法和工艺的研究很多，主要有物理化学法、电解法、离子交换法、膜处理法等。 但这些方法都存在操作困难、运行成本高、易不同程度造成严重的二次污染等问题。

利用电吸附去除水中各种带电颗粒的研究受到了广泛的关注。电吸附可用于去除水中的各种盐类，对铜、镍等金属离子及一些极性较大的有机物有很好的去除效果。应用电吸附处理重金属离子废水，不仅可以减少环境污染，还可以回收其中的重金属物质，具有很好的发展前景。

实验方法及步骤：

为了有效减少其他离子对镍离子去除的干扰，采用模拟电镀废水作为试验水，即按比例配制蒸馏水和分析纯氯化镍至所需浓度。

电吸附实验

取两块等面积(5 mm×10 mm)活性炭纤维(在酒精中浸泡5 h后取出,用蒸馏水煮沸1 h,后放入105 ℃干燥箱中备用)分别作为复合电极的正极和负极电吸附剂,配制不同浓度的氯化镍溶液作为原水模拟含镍废水,将正极和负极置于反应器中,分别在正极和负极上施加设定的直流电极电位,用恒温磁力搅拌器以恒定的速度缓慢搅拌模拟溶液,整个测试过程保持溶液温度恒定在(25±0.5) ℃,每隔5 min取一次水样,测定镍离子浓度。

分析测试方法：

测试方法：采用丁二酮肟（二甲基乙二肟）光度法测定镍离子浓度。

分析方法：按照Ni2+标准曲线法，将不同条件下测得的Ni2+吸光度换算成浓度，进而计算出Ni2+的吸附量及其去除率。

动力学分析：

为了考察Ni2+在ACF电极上的吸附动力学，对初始质量浓度为40 mg/L的模拟废水在电极电位为0.5、1.0、1.5 V正极化下的电吸附数据分别采用拟一级和拟二级动力学进行拟合，结果见表1。

由表1可知，ACF对Ni2+电吸附过程经拟二级拟合后线性度最好，表明ACF对Ni2+电吸附过程遵循拟二级反应动力学。

综上所述：

（1）当施加电极电位为1.0 V、活性炭纤维表面面积为50 cm2、电极板间距为30 mm、溶液初始质量浓度为20 mg/L时，达到平衡后Ni2+的去除率可达88.15%。

（2）实验研究了活性炭纤维表面积、电极电位、电极板间距、初始溶液浓度的变化对模拟电镀废水中Ni2+吸附的影响。分析表明，该电吸附装置对低浓度Ni2+有良好的吸附效果；复合电极有效面积的增加不仅可以增加电极对Ni2+的吸附量，还可以提高电吸附的效率；电极板间距越小，电吸附效果越好；提高电极电位有助于电吸附过程，但过高的电极电位（1.5 V以上）会导致电解反应，产生大量气泡，影响吸附效果，并且增加能耗。通过动力学模拟，ACF对Ni2+的电吸附遵循拟二级反应动力学。

（3）开发和应用电吸附处理电镀废水，回收重金属。还需要研究多种重金属同时存在时的电吸附过程。应用过程中应控制电吸附电极的电位。同时应开发电极板面积大、间距小的高效电吸附装置，这将有力促进该技术的应用和发展。

参考：