一种锑污染废水的电化学修复方法与流程

本发明属于污染废水修复技术领域，具体涉及一种锑污染废水的电化学修复方法。

背景技术：

锑(antimony，sb)是一种生物体非必须的﹑广泛分布的典型毒害重金属元素，是全球性环境污染物之一。大部分锑及锑化合物对人体都有毒性，锑与巯基(-sh)具有很强的亲和力，可与人体内蛋白质的-sh相结合，从而抑制某些巯基酶如琥珀酸氧化酶的活性，干扰体内蛋白质及糖的代谢，损害肝脏、心脏及神经系统，还对粘膜产生刺激作用。由于锑及其化合物在交通运输﹑阻燃剂﹑化工﹑玻璃﹑塑料﹑橡胶﹑军事工业等方面的广泛用途，其需求量及产量越来越大，由此引发的环境锑污染问题不容忽视。

环境中的锑主要来自矿山开采、矿石冶炼以及锑的化合物的广泛使用等，特别是采矿活动与锑矿的冶炼，被认为是环境中锑的最主要污染来源。随着锑矿和含锑矿产资源的大规模开发利用，大量锑从矿石矿物中释放进入表生环境，导致土壤和水体锑污染问题十分突出。

目前国内外对锑污染废水的处理研究较少，主要方法有沉淀法、电化学沉积法、凝聚法、微生物法和吸附法等。这些方法虽各有特点，但都存在一定局限性，可能存在处理时间过长，成本过高或二次污染等问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种处理锑污染废水的电化学修复方法，针对锑污染浓度大于50mg/l的污染废水具有显著的处理效果。

具体的，本发明提供了一种处理锑污染废水的电化学修复方法，包括以下步骤：

(1)用稀硫酸调节锑污染废水的ph到2.5～6.0；

(2)向步骤(1)溶液中添加na2so4作为支持电解质，浓度为0.1～0.2mol/l；

(3)将步骤(2)的溶液置于以ti/pbo2作为阳极；纯钛板、钨板或铅板作为阴极的电化学处理装置，阳极、阴极分别与电源正负极相连接，打开直流电源调节电流密度为

5～20ma/cm²，进行电化学处理。

优选的，步骤(1)所述锑污染废水中锑浓度≥50mg/l。

优选的，步骤(1)用稀硫酸调节锑污染废水的ph到2.5～4.5。

优选的，步骤(2)向步骤(1)溶液中添加na2so4作为电解质，浓度为0.15～0.2mol/l。优选的，步骤(3)电化学处理温度为室温，时间为3～8小时，优选6～8小时。

优选的，步骤(3)电化学处理装置以ti/pbo2作为阳极；铅板作为阴极。

优选的，步骤(3)电流密度为10～20ma/cm²。

电化学处理装置除含ti/pbo2为阳极-纯钛板、钨板或铅板为阴极的电极外，还含有一个电解槽，所述电解槽由五块有机玻璃粘结而成的中空长方体结构，电解槽长300mm*宽150mm*高200mm，电解槽上覆盖一层有孔的有机玻璃板，将阳极-阴极电极插入孔中固定在两极，两电极区宽60mm，石墨电极和电解槽极板的间距为120mm。

本法明的有益效果是：

(1)本发明电化学修复方法简单，电极材料成本低；

(2)本发明电化学修复方法效果显著，可有效处理锑污染浓度大于50mg/l的污染废水。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是实施例1废水中离子去除效果图

图2是实施例2不同阴极电解材料对去除效果的影响图

图3是实施例3初始ph对去除效果的影响图

图4是实施例4电解质浓度对去除率影响曲线

图5是实施例5电流密度对去除效果的影响图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。所描述的实施例及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

将500ml取自矿坑废水锑的浓度为50mg/l移至反应容器中，用稀硫酸调节溶液ph至2.5；添加na2so4作为支持电解质，浓度为0.2mol/l；置于以ti/pbo2为阳极、铅板作为阴极的电化学处理装置，阳极、阴极分别与电源正负极相连接，打开直流电源调节电流密度为20ma/cm²，室温下电化学处理8h。为评估锑的去除效果，每反应1小时取样，用去离子水稀释、定容，经0.45mm滤膜过滤后，取滤液分析测定重金属锑离子浓度，实验结果如图1所示。

电化学处理装置除含ti/pbo2-pb电极外，还含有一个电解槽，所述电解槽由五块有机玻璃粘结而成的中空长方体结构，电解槽长300mm*宽150mm*高200mm，电解槽上覆盖一层有孔的有机玻璃板，将ti/pbo2-pb电极插入孔中固定在两极，两电极区宽60mm，石墨电极和电解槽极板的间距为120mm。

实施例2不同阴极电解材料对锑去除效果的影响

在阴极材料的选用上，分别试用了铅、钨、钛这3种电解材料。参照实施例1相同方法，使用不同阴极材料在ph＝2.5条件下对50mg·l^-1的sb溶液进行时长为8h的电化学实验，并对溶液中的锑的去除率进行了计算，实验结果如图2所示，结果显示，铅电极去除率为86.16％，钛电极为70.2％，钨电极为50.52％。可见铅比其他两种材料有更好的处理效果，选用铅为电极材料。以上实验结果的原因可能与电极的氢超电势有关，氢超电势的排序为:铅＞钛＞钨，氢化物生成是竞争原子态氢的过程，氢超电势大的材料吸附原子态氢的能力弱，降低了氢气的析出速率，增加了氢化物的生成速率。

实施例3初始ph对锑去除效果的影响

参照实施例1相同方法，将500ml矿坑废水，锑的浓度为50mg/l，移至反应容器中，用稀硫酸调节溶液ph分别至2.5、6；添加na2so4作为支持电解质，浓度为0.2mol/l；置于以ti/pbo2为阳极、铅板作为阴极的电化学处理装置，阳极、阴极分别与电源正负极相连接，打开直流电源调节电流密度为20ma/cm²，室温下电化学处理8h。每反应1小时取样，用去离子水稀释、定容，经0.45mm滤膜过滤后，取滤液分析测定重金属锑离子浓度，实验结果如图3所示。

实施例4电解质浓度对锑去除效果的影响

参照实施例1相同方法，将500ml矿坑废水，锑的浓度为50mg/l，移至反应容器中，用稀硫酸调节溶液ph至2.5；添加na2so4作为支持电解质，浓度分别为0.1、0.2mol/l；置于以ti/pbo2为阳极、铅板作为阴极的电化学处理装置，阳极、阴极分别与电源正负极相连接，打开直流电源调节电流密度为20ma/cm²，室温下电化学处理8h。每反应1小时取样，用去离子水稀释、定容，经0.45mm滤膜过滤后，取滤液分析测定重金属锑离子浓度，实验结果如图4所示。

实施例5电流密度对锑去除效果的影响

参照实施例1相同方法，取500ml矿坑废水到反应容器中，锑的浓度为50mg/l，用稀硫酸调节溶液ph至2.5，添加na2so4作为支持电解质，浓度为0.2mol/l，将ti/pbo2为阳极、铅板作为阴极与电源正负极相连接，打开直流电源调节电流密度进行反应，实验电流密度分别设置为5、10、20ma/cm²，总反应时间为8h，取样间隔为1h，取样后稀释、定容，经0.45mm滤膜过滤后取滤液进行分析、测定各重金属离子的浓度，实验结果如图5所示。