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《化工技術與開發雜志》2016年第12期

摘要：

本文闡述了電解法處理稀土廢水中COD的反應原理，研究了pH值、氯離子濃度、電解反應時間對電解法處理稀土廢水中COD的影響。研究結果表明，當pH=6~9，電解時間在2~5min，氯離子濃度在24g•L-1以上時，電解反應去除稀土廢水中COD的效果較佳。

關鍵詞：

電解；稀土廢水；處理；COD

化學需氧量（COD）是稀土工業廢水處理的一個重要指標。通常業內處理COD的方法包括物理法、化學法和物理化學混用法。物理法是通過沉降隔油、氣浮法等將有機物與廢水分離，達到降COD的目的，雖成本低但效果較差。化學法是通過氧化還原反應或中和沉降來降低COD，其運行成本較高。混用法是結合兩者的特點，將兩種方法混合使用以期達到更好的降COD效果，其運行成本高，流程復雜。電解法作為一種新型廢水處理法，已經在印染等行業做了大量研究工作[1-2]，其原理是通過電化學作用來凈化廢水，核心部件是一個電解反應器，通過直流電解產生的系列電化學反應，達到降低COD的目的。本文通過試驗，對電解法去除稀土分離廢水COD的條件進行了研究。

1反應原理

稀土廢水含鹽量較高，具有較好的導電性。在稀土廢水中加一定的直流電場，稀土廢水會發生電解反應，在陰極放出氫氣，從而增加溶液中的OH-，陽極生成的氯氣在它逸出之前可與OH-作用生成次氯酸鹽，次氯酸鹽將廢水中的有機物質氧化，從而達到降低COD的目的[3]。

2試驗研究與分析

在自制的電解槽中加入5L的稀土廢水，電解電極間通上電，電壓12V，電流10A，通過不同的試驗條件研究電解法去除稀土廢水中COD的影響因素。

2.1pH值對電解法去除稀土廢水中COD的影響

試驗條件：稀土廢水中氯離子濃度為24g•L-1，電解反應時間2min，pH分別為3、6、7、8、9。表1列出了在不同pH條件下，各自進行3次平行實驗的電解反應去除COD的實驗結果。從表1中數據可以看出，pH=6~9時，COD去除率為57%~60%；pH=3時，COD去除率僅為34.44%。這是因為在酸性條件下，次氯酸鹽與廢水中的鹽酸發生氧化還原反應，降低了次氯酸鹽的使用效率，因此采用電解法處理稀土廢水去除COD時，一般應預先調節使pH=6~9。

2.2電解反應時間對電解法去除稀土廢水中COD的影響

試驗條件：稀土廢水中氯離子濃度為24g•L-1，pH=8，電解反應時間分別為1min、2min、5min、10min。表2和圖1列出了在不同電解反應時間下，各自進行3次平行實驗的電解反應去除COD的實驗結果。從表2數據中可以看出，電解反應時間影響著COD的去除效果，電解時間在2min時，COD降到了100mg•L-1左右，2~5min時COD變化開始趨緩，超過5min后COD維持在50~70mg•L-1之間。圖1列出了電解反應時間與COD去除率的關系，可以看出，隨著電解反應時間的加長，COD的去除率不斷增大，殘留COD不斷減少，當電解時間超過5min后，COD去除率趨于穩定，在75%左右。通過上述分析得出電解反應時間在5min左右為宜。

2.3氯離子濃度對電解法去除稀土廢水中COD的影響

試驗條件：pH=8，電解反應時間2min，稀土廢水中氯離子濃度分別為為6、12、18、24、30g•L-1。表3和圖2列出了在不同氯離子濃度下，各自進行3次平行實驗的試驗結果。從表3的數據可看出，當氯離子濃度在0~6g•L-1之間基本沒有去除效果，COD無明顯變化；在6~24g•L-1之間，去除效果隨氯離子濃度增大而增加，COD逐漸降到100mg•L-1左右；大于24g•L-1時，COD無明顯降低。從圖2可看出，氯離子濃度對COD去除效果的影響呈S型變化。結合表3和圖2可知，電解時氯離子濃度應大于24g•L-1。

3結論

1）用電解法處理稀土廢水可有效降低廢水的COD。

2）影響電解法處理稀土廢水中COD的主要因素是pH值、電解時間和氯離子濃度，優化條件為：電解pH=6~9，時間控制在5min左右，氯離子濃度應大于24g•L-1。

參考文獻：

[1]杜國勇.次氯酸鈉氧化去除氣田水中COD研究[J].石油與天然氣化工，2003，32(3)：185-186.

[2]彭賢玉，郭保生，劉芳，等.內電解法處理印染廢水的研究[J].硅谷，2008(20)：5.

[3]于秀娟，王寶貞，孫紅，黃安君.鐵屑內電解法處理印染廢水的研究與應用[J].環境科學與管理，1996(1)：9-10.

作者:張亮玖 楊桂林 單位:中鋁廣西國盛稀土開發有限公司 北京有色金屬研究總院