电解法在稀土废水处理中的研究应用

张亮玖，杨桂林

（1.中铝广西国盛稀土开发有限公司，广西 崇左 532200；2.北京有色金属研究总院，北京 100088）

电解法在稀土废水处理中的研究应用

张亮玖1，杨桂林2

（1.中铝广西国盛稀土开发有限公司，广西 崇左 532200；2.北京有色金属研究总院，北京 100088）

本文阐述了电解法处理稀土废水中COD的反应原理，研究了pH值、氯离子浓度、电解反应时间对电解法处理稀土废水中COD的影响。研究结果表明，当pH=6～9，电解时间在2～5min，氯离子浓度在24g·L-1以上时，电解反应去除稀土废水中COD的效果较佳。

电解；稀土废水；处理；COD

化学需氧量（COD）是稀土工业废水处理的一个重要指标。通常业内处理COD的方法包括物理法、化学法和物理化学混用法。物理法是通过沉降隔油、气浮法等将有机物与废水分离，达到降COD的目的，虽成本低但效果较差。化学法是通过氧化还原反应或中和沉降来降低COD，其运行成本较高。混用法是结合两者的特点，将两种方法混合使用以期达到更好的降COD效果，其运行成本高，流程复杂。

电解法作为一种新型废水处理法，已经在印染等行业做了大量研究工作[1-2]，其原理是通过电化学作用来净化废水，核心部件是一个电解反应器，通过直流电解产生的系列电化学反应，达到降低COD的目的。本文通过试验，对电解法去除稀土分离废水COD的条件进行了研究。

1 反应原理

稀土废水含盐量较高，具有较好的导电性。在稀土废水中加一定的直流电场，稀土废水会发生电解反应，在阴极放出氢气，从而增加溶液中的OH-，阳极生成的氯气在它逸出之前可与OH-作用生成次氯酸盐，次氯酸盐将废水中的有机物质氧化，从而达到降低COD的目的[3]。

2 试验研究与分析

在自制的电解槽中加入5L的稀土废水，电解电极间通上电，电压12V，电流10A，通过不同的试验条件研究电解法去除稀土废水中COD的影响因素。

2.1 pH值对电解法去除稀土废水中COD的影响

试验条件：稀土废水中氯离子浓度为24g·L-1，电解反应时间2min，pH分别为3、6、7、8、9。表1列出了在不同pH条件下，各自进行3次平行实验的电解反应去除COD的实验结果。

表1 不同pH条件下COD的去除效果

从表1中数据可以看出，pH=6～9时，COD去除率为57%～60%；pH=3时，COD去除率仅为34.44%。这是因为在酸性条件下，次氯酸盐与废水中的盐酸发生氧化还原反应，降低了次氯酸盐的使用效率，因此采用电解法处理稀土废水去除COD时，一般应预先调节使pH=6～9。

2.2 电解反应时间对电解法去除稀土废水中COD的影响

试验条件：稀土废水中氯离子浓度为24g·L-1，pH=8，电解反应时间分别为1min、2min、5min、10min。表2和图1列出了在不同电解反应时间下，各自进行3次平行实验的电解反应去除COD的实验结果。

表2 不同电解时间的COD去除效果

图1 不同电解时间的COD去除效果图

从表2数据中可以看出，电解反应时间影响着COD的去除效果，电解时间在2min时，COD降到了100mg·L-1左右，2～5min时COD变化开始趋缓，超过5min后COD维持在50～70mg·L-1之间。图1列出了电解反应时间与COD去除率的关系，可以看出，随着电解反应时间的加长，COD的去除率不断增大，残留COD不断减少，当电解时间超过5min后，COD去除率趋于稳定，在75%左右。通过上述分析得出电解反应时间在5min左右为宜。

2.3 氯离子浓度对电解法去除稀土废水中COD的影响

试验条件：pH=8，电解反应时间2min，稀土废水中氯离子浓度分别为为6、12、18、24、30g·L-1。表3和图2列出了在不同氯离子浓度下，各自进行3次平行实验的试验结果。

从表3的数据可看出，当氯离子浓度在0～6g·L-1之间基本没有去除效果，COD无明显变化；在6～24g·L-1之间，去除效果随氯离子浓度增大而增加，COD逐渐降到100mg·L-1左右；大于24g·L-1时，COD无明显降低。从图2可看出，氯离子浓度对COD去除效果的影响呈S型变化。结合表3和图2可知，电解时氯离子浓度应大于24g·L-1。

表3 不同氯离子浓度的COD去除效果

图2 不同氯离子浓度的COD去除效果图

3 结论

1）用电解法处理稀土废水可有效降低废水的COD。

2）影响电解法处理稀土废水中COD的主要因素是pH值、电解时间和氯离子浓度，优化条件为：电解pH=6～9，时间控制在5min左右，氯离子浓度应大于24g·L-1。

[1] 杜国勇.次氯酸钠氧化去除气田水中COD研究[J].石油与天然气化工，2003，32(3)：185-186.

[2] 彭贤玉，郭保生，刘芳，等.内电解法处理印染废水的研究[J].硅谷，2008(20)：5.

[3] 于秀娟，王宝贞，孙红，黄安君.铁屑内电解法处理印染废水的研究与应用[J].环境科学与管理，1996(1)：9-10.

Application of Electrolysis in Rare Earth Wastewater Treatment

ZHANG Liangjiu1, YANG Guilin2
(1.Chinalco Guangxi Guosheng Rare Earth Development Co. Ltd., Chongzuo 532200, China; 2.General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China)

The reaction principle of electrolysis for removing COD in rare earth wastewater was described. The effects of pH value, chloride ion concentration and electrolysis reacting time on the COD removal rate of rare earth wastewater were studied. The results showed that when the pH value was 6～9, the reacting time was 2～5min, and the chloride ion concentration was above 24g/L, the removal effciency of COD in rare earth wastewater was better.

electrolysis; rare earth wastewater; treatment; COD

X 703

A

1671 -9905(2016)12 -0043-02

2016-10-10