電池、電鍍、合金、油漆和塑料等的工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會使用大量的鎘金屬，產(chǎn)生大量鎘廢水。同時近年來的數(shù)據(jù)也表明鎘的毒性非常大，可在人、魚和植物體內(nèi)蓄積，是致癌的物質(zhì)之一。我國和日本都曾經(jīng)出現(xiàn)過污染區(qū)鎘中毒的情況。含鎘廢水在排放前必須進(jìn)行處理，以達(dá)到排放的要求，避免污染中毒事件的發(fā)生。處理鎘廢水的方法大致分為以下幾類:石灰中和法，缺點是工藝較復(fù)雜，受制約因素多;化學(xué)沉淀法，具有工藝簡單、操作方便、經(jīng)濟(jì)實用等諸多優(yōu)點，但其沉淀渣難以處理，會造成二次污染，很難達(dá)到綠色環(huán)保的要求;離子交換法，該法受樹脂的吸附容量限制，適用于處理含鎘濃度低的廢水，且樹脂易于中毒，但處理成本偏高;吸附法，處理含鎘廢水適用范圍廣，不會造成二次污染，但吸附劑往往對鎘離子的吸附選擇性不高;生化法，缺點是技術(shù)尚不完善，處理范圍有限;氧化還原法，缺點是消耗較多的化學(xué)藥品和原材料，費(fèi)用較高，操作復(fù)雜，且存在二次污染問題。此外現(xiàn)在備受關(guān)注的方法有電解法、光觸媒法，此兩種方法可以將廢水降解為二氧化碳、水和簡單有機(jī)物，常溫常壓下進(jìn)行反應(yīng)等優(yōu)點。但電解法適用于鎘含量大的廢水處理，缺點在于電流效率偏低、能耗大;光觸媒法的缺點在于處理成本較高。本試驗使用電解法與光觸媒法的聯(lián)合處理方法(以下略稱聯(lián)合法)對鎘與有機(jī)物形成的絡(luò)合物廢水進(jìn)行處理。它利用電解法電極產(chǎn)生的氧氣參加光觸媒反應(yīng)，這樣可以有效地節(jié)省成本。

　　1·實驗原理和方法

　　1．1 實驗原理

　　電解槽中發(fā)生如下反應(yīng):在電極的作用下，廢水中的金屬離子直接還原為單質(zhì)金屬;同時有氧氣生成。2Cd2++4e→2Cd

　　光觸媒(二氧化鈦)在日光紫外線照射作用下，電子由價帶躍遷至導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子與空穴。電子與空氣中的氧反應(yīng)生成超氧負(fù)離子，空穴與表面吸附的水或OH－反應(yīng)形成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基·OH。高活性的羥基具有分解所有有機(jī)物和部分無機(jī)物的能力。

　　1．2 模擬廢水的配置方法

　　實驗的廢水是根據(jù)研究目的自制的模擬廢水。重金屬為二價鎘離子，含量為50mg/L。有機(jī)物為鄰苯二酚，乙二胺，乙二胺四乙酸，含量為100mg/L，分別與鎘離子配成廢液備用。

　　1．3 聯(lián)合法試驗方法

　　首先測定工藝廢水中的TOC濃度，然后將500mL廢液放入電解槽中，插入電極，加入TiO2粉末。改變電流強(qiáng)度及TiO2粉末的添加量，并延長酸化時間。間隔三十分鐘測定電解槽中水的TOC濃度。并把處理后廢水的TOC濃度與原廢液中TOC濃度相比，得到TOC的除去率。

　　1．4 試驗裝置

　　在電解酸化裝置中，電極的陽極采用Pt/Ti復(fù)合電極，陰極采用的是Ti電級，電解質(zhì)為0．1moL/LK2SO4溶液。同時在電解槽上方設(shè)有紫外光照射裝置。

　　廢水中總有機(jī)碳素的濃度(以下略記作TOC)用總有機(jī)碳素測定儀(TOC900上海而立環(huán)保有限公司)進(jìn)行測定。處理后的廢液經(jīng)過0．45μm濾紙過濾后，用LC1000型液相色譜儀(山東魯南瑞虹化工儀器有限公司)來測定其生成物的成分。

　　2·結(jié)果與分析

　　鎘與鄰苯二酚的生成的絡(luò)合物(本文略作Cd-Cate)，鎘與乙二胺生成的絡(luò)合物(本文略作Cd-En)，鎘與乙二胺四乙酸生成的絡(luò)合物(本文略作Cd-Edta)。

　　2．1 電解法、光觸媒法、聯(lián)合法處理結(jié)果的比較

　　圖1為采用不同方法對Cd-En廢液處理后得到的TOC除去率曲線。

　　由圖1可以看出，使用聯(lián)合法處理的廢水，在酸化時間達(dá)到3．5h時，TOC的除去率可以達(dá)到90%左右，與電解法、光觸媒法相比，TOC的最大除去率提高了30%以上，這說明聯(lián)合法優(yōu)于其他兩種方法。三種方法的工藝參數(shù)分別是電解法:電流密度是80mA/cm2;光觸媒法:TiO2添加量為2．0g;聯(lián)合法:電流密度是80mA/cm2、TiO2添加量為2．0g。