電鍍、石化和制藥是當今全球三大污染工業。據不完全統計，全國電鍍廠點約1 萬家，每年排出的電鍍廢水約40 億m3，約占廢水總排放量的10%。電鍍廢水的水質復雜， 成分不易操控， 其間含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等，有些歸于致癌、致畸、致驟變的劇毒物質〔1〕。因此，對電鍍廢水的管理向來遭到各國政府的注重，對電鍍廢水各種管理辦法和工藝的研討也許多，首要有物理化學法、電解法、離子交換法和膜處理法等。但這些辦法都不同程度地存在操作困難、運轉費用高和易形成二次污染嚴峻等問題〔2-4〕。    

 用電吸附法去除水中各種帶電粒子的研討己經得到了人們的廣泛注重，電吸附可用于對水中各類鹽分的去除，對銅、鎳等金屬離子和部分極性較大的有機物也有較好的去除作用〔5-10〕。使用電吸附法處理重金屬離子廢水， 不光能夠減輕環境污染，更能收回其間的重金屬物質，具有很好的發展前景。    

 本試驗規劃了活性炭纖維電極電吸附設備，用來研討復合電極電吸附法對電鍍含Ni2+廢水的吸附作用， 評論了施加電極電位、電極板距離、活性炭纖維外表積、初始濃度對吸附作用的影響，并剖析了電場作用下Ni2+的電吸附動力學，為工業上含Ni2+廢水的處理供給了參閱。     

1· 試驗部分     

1.1 試驗試劑     

六水合氯化鎳、檸檬酸銨、碘片、碘化鉀、丁二酮肟均為剖析純， 國藥集團化學試劑有限公司；硝酸、氨水為剖析純，江蘇彤晟化學試劑有限公司；活性炭纖維，含碳量30%~45%，苯吸附8%~40%，江蘇蘇通碳纖維有限公司。   

1.2 首要儀器     

PS-1501A 直流穩壓電源，上海穩壓器廠；T6 紫外可見分光光度計， 北京普析通用儀器有限公司；WHY-2 數顯恒溫振蕩器， 南京雷炯儀器設備有限公司；反響器，尺度300 mm×160 mm×120 mm，克己；正負電極板， 尺度200 mm×100 mm×5 mm， 克己；AL104 型電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；pHS-3C 型pH 計，上海精細科學儀器有限公司。     

1.3 電吸附試驗設備     

反響器由有機玻璃板制作，并隔成距離別離為30、40、50 mm 的3 個隔室； 將活性炭纖維覆蓋于石墨電極外表，作為電吸附的復合電極，正負極上所施加的電極電位經過直流電源來操控。吸附在恒溫磁力拌和器的拌和作用下進行。試驗選用靜態吸附辦法，試驗設備如圖1 所示。          

2· 試驗辦法與步驟     

為有用削減其他離子對鎳離子去除的攪擾，選用模仿電鍍廢水作為試驗用水， 即用蒸餾水與剖析純級氯化鎳按份額制造到所需濃度。     

2.1 電吸附試驗     

取兩份等面積（5 mm ×10 mm）活性炭纖維（活性炭纖維經過酒精浸泡5 h 取出后，用蒸餾水煮沸1h，再置于干燥箱中于105 ℃下烘干備用）別離作為復合電極正負極的電吸附劑， 制造不同濃度的氯化鎳溶液作為原水模仿含鎳廢水， 將正負電極置于反響器中， 在正負電極上別離施加設定的直流電極電位，運用恒溫磁力拌和器勻速緩慢拌和模仿溶液，整個試驗進程溶液都在恒溫（25±0.5） ℃下進行。每隔5 min 取水樣測定鎳離子的濃度。     

2.2 剖析測驗辦法     

測驗辦法：鎳離子濃度的測定選用丁二酮肟（二甲基乙二醛肟）光度法〔11-12〕。    剖析辦法：依據Ni2+規范曲線辦法，將不同條件下測得的Ni2+吸光度折算成濃度，再核算Ni2+的吸附量及其去除率。     

3· 試驗成果與評論     

3.1 吸附平衡時刻的斷定     

在施加電極電位為1.0 V， 活性炭纖維外表積為50 cm2，電極板距離120 mm，Ni2+初始質量濃度為50 mg/L 的條件下，研討吸附時刻對Ni2+電吸附作用的影響。成果表明，在前50 min 內，Ni2+的去除率急劇上升，50~100 min 內上升趨于陡峭，之后Ni2+去除率趨于平穩。表明晰活性炭纖維對含Ni2+廢水的電吸附進程由快至慢， 最總算120 min 后到達平衡狀況。     

3.2 活性炭纖維外表積對電吸附作用的影響     

在施加電極電位1.0 V，Ni2+初始質量濃度為50mg/L，電極板距離為120 mm 條件下，研討不同電極面積， 即活性炭纖維外表積對Ni2+電吸附作用的影響，成果見圖2。     

由圖2 能夠看出，當電吸附試驗到達平衡時，跟著活性炭纖維外表積的增大， 對Ni2+的去除作用最佳。到達吸附平衡狀況時，30 cm2 的活性炭纖維對應的去除率終究可到達16.23%，40 cm2 活性炭纖維到達18.03%，活性炭纖維外表積為50 cm2 時對重金屬離子的電吸附作用最好， 對應的去除率可達27.03%。因此，活性炭纖維對Ni2+的吸附量和吸附率均隨其外表積的添加而進步?；钚蕴坷w維外表積的添加，能夠使電場的范圍增大，有利于Ni2+的定向移動，進步電吸附率。     

3.3 溶液初始濃度對電吸附作用的影響     

在施加電極電位為1.0 V，活性炭纖維外表積為50 cm2，電極板距離為30 mm 條件下，研討Ni2+初始質量濃度別離為20、30、40、50 mg/L 時對應的電吸附率，成果見圖3。   

由圖3 能夠看出，關于不同初始濃度的Ni2+溶液，電吸附到達平衡時，濃度低的溶液吸附率較高。當溶液的初始質量濃度從50 mg/L 改變到20 mg/L時，吸附平衡時的吸附率從37.74%提升至88.15%，相應的平衡質量濃度別離為31.13、2.37 mg/L。由此可見，本設備對低濃度的Ni2+溶液有較好的電吸附作用， 可能是遭到電吸附設備所供給的電場和電吸附活性電極電位不行所造成的?？芍?，當溶液的初始質量濃度為20 mg/L 時， 對Ni2 +的吸附作用最佳。     

3.4 電極電位對電吸附作用的影響     

在活性炭纖維外表積為50 cm2， 電極板距離為120 mm，Ni2+初始質量濃度為50 mg/L 條件下， 調理電極電位別離為0.5、1.0、1.5 V， 研討不同電極電位對Ni2+電吸附作用的影響，成果見圖4。          

由圖4 能夠看出，跟著施加電極電位的升高，對Ni2+的吸附率增大。但當施加電極電位為1.5 V 時，去除率卻有所下降。依據Ni2+的規范電勢電極電位（-0.257 V）和水的規范電勢電極電位（-0.827 7 V）可知，由于施加電場電極電位過高，會使得水溶液發作電解（在試驗中顯著能夠看到有很多氣泡逸出，可證實這一點），因此吸附率反而下降。故能夠得出，當所施加的電極電位為1.0 V 時，對Ni2+的去除作用最佳。     

3.5 板距離對電吸附作用的影響     

在施加電極電位為1.0 V， 活性炭纖維外表積50 cm2，Ni2+初始質量濃度為50 mg/L 條件下，電極板距離別離為30、60、90、120 mm， 研討不同板距離對電吸附作用的影響。成果見圖5。

由圖5 能夠看出， 跟著電極板距離的減小，對Ni2+的電吸附作用越好。依據雙電層理論

〔8〕，電極距離比較小時， 在相同的電極電位下發生的雙電層比較厚，吸附容量因此得以進步。本試驗中，當電極板距離為30 mm 時，對Ni2+電吸附作用最佳，吸附率到達46.05%。    

 4· 動力學剖析     

為調查Ni2+在ACF 電極上的吸附動力學行為，將初始質量濃度為40 mg/L 的模仿廢水在電極電位為0.5、1.0、1.5 V 正電極化下的電吸附數據別離進行準一級、準二級動力學擬合，成果見表1。    

由表1 可知，ACF 電吸附Ni2+進程經準二級擬合后線性程度最好，闡明ACF 電吸附Ni2+進程遵從擬二級反響動力學規則。     

5 ·定論     

（1）在施加電極電位為1.0 V，活性炭纖維外表積為50 cm2，電極板距離為30 mm，溶液初始質量濃度為20 mg/L 條件下， 到達平衡后，Ni2+的去除率可達88.15%。     

（2）試驗研討了活性炭纖維外表積、電極電位、電極板距離、溶液初始濃度的改變對含模仿電鍍廢水中Ni2+的吸附作用影響。經過剖析得出：電吸附設備對低濃度Ni2+有較好的吸附作用； 復合電極有用面積的添加不光能夠添加電極對Ni2+的電吸附量，還能夠添加電吸附的功率；電極板距離越小，電吸附作用越好；電極電位的進步能夠有助于電吸附進程，但過高的電極電位（1.5 V 以上）將導致電解反響，發生很多氣泡，影響吸附作用，添加能耗。經過動力學模仿，ACF 電吸附Ni2+進程遵從擬二級反響動力學規則。     

（3）開發和使用電吸附對電鍍廢水的處理、收回其間重金屬， 還需要對多種重金屬一起存在時的電吸附進程進行研討；使用進程中，應操控電吸附電極電位，一起研宣布電極板面積較大、距離較小的高效電吸附設備，將有用推進該項技能的使用和發展。

中圖分類號］ X703.1 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1005-829X（2014）11-0036-04 

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