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铁碳微电解处理单一印染废水

北极星环保网来源:科技创新与应用2017/2/14 17:29:52我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:铁碳微电解 印染废水 活性炭

北极星环保网讯:铁碳微电解原理处理单一印染废水。采用单因素分析法研究初始pH值、反应时间、铁碳比和铁炭投加量对电解处理的影响,确定最佳实验条件。实验结果表明:铁碳微电解处理单一印染废水的最佳脱色率高达95%~97%。

1 概述

印染是对纺织材料进行再加工的过程,包括预处理、染色、印花和整理等四个过程。印染四个工序过程都排出废水,如预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水,染色阶段排出染色废水,印花阶段排出印花废水和皂洗废水,整理废水工序则排出整理废水。印染废水是以上各种废水的混合废水,或除漂白废水以外的综合废水。废水中的有机组分主要以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显色基团(如-N=N-.-N=O)及极性基团(如-SO3Na、-OH、-NH2)。染料分子中含较多能与水分子形成氢键的-SO3H、-OH、-COON基团,如活性染料和中性染料等,染料分子能全溶于废水中,不含或少含-SO3H、-OH、-COON等亲水基团的染料分子以疏水性悬浮微粒形式存在于废水中;含少量亲水基团,但分子量很大,或完全不含亲水基团的染料分子,在水中常以胶体形式存在。

铁炭微电解处理染料、印染、电镀等废水,可与混凝沉淀或生物处理组成联合工艺[1]。有研究表明,废水经铁炭微电解处理后加石灰乳中和混凝沉淀处理,即可通过电解等作用使难生物降解的物质反应生成小分子物质和可生物降解的物质,又可混凝沉淀去除杂质,处理效果比单纯的石灰混凝沉淀效果要好[2]。为强化处理效果,人们了解到,铸铁屑在酸性且充氧的条件下,腐蚀最甚,当在铸铁中混入含碳颗粒,如石墨、焦炭、活性炭、煤渣等可加速腐蚀过程,调节废水pH值在酸性范围内,增加进水中的氧的含量(可短时曝气)以及混入一种或两种含炭颗粒,能防止铁屑表面钝化,提高处理效果。此外,人们正在致力于继续探讨电极产物对不同污染物的作用机理[3]。对铁屑活化,进行处理药剂选择,活化助剂的选用与配比,废水在滤柱内的流动状态,铁屑过滤与絮凝法、生化法的联用等内容的研究也十分活跃。可以肯定,这些研究成果将对印染、电镀、及其他难降解废水的治理具有十分重要的现实意义[4]。

文章采用微电解法处理印染废水,利用铁和碳的微电解作用,研究初始pH值、反应时间、铁碳比、铁炭投加量对于色度去除率的影响。

2 实验部分

2.1 染料废水的配制

外购深蓝、碱性桃红燃料,分别配成60mg/L的单种染料废水。

2.2 铁屑及活性炭的预处理

铁屑使用前先用2%稀盐酸浸泡15min。活性炭在废水中浸泡24小时,屏蔽活性炭吸附的影响。

3 结果与讨论

3.1 pH值对处理效果的影响(图1)

废水反应时间为20min,铁炭比为1:1,铁炭投加量为140g/L。印染废水的pH为4时,色度去除率达到95%以上,这与微电解反应过程中需要在酸性条件下是一致的。因为阴极反应需要溶液不断提供大量的H+,以生成新生态〔H〕,pH调得越低,耗酸量越大,会增加处理成本。同时也会使阳极(铁)溶解性增加,色度去除率降低[5]。

3.2 反应时间对处理效果的影响(图2)

初始pH值为4,铁炭比为1:1,铁炭投加量为140g/L,反应时间分别取10min、20min、30min、40min。微电解处理印染废水最佳反应时间为20min左右,这时色度去除率达到95以上,而超过20min以后色度去除率又呈下降趋势,也就是说,微电解反应时间并不是越长处理效果越好。原因是随着微电解时间的延长,阴极反应消耗的H+就越多,水中的H+浓度就会越来越低,微电解的作用就会愈差,另一方面,在阳极上的反应,铁离子在酸性环境的活性更强,被电离出来的Fe2+就更多,加碱中和后生成的Fe(OH)2和Fe(OH)3就更多。

3.3 铁炭比对处理效果的影响(图3)

初始pH调为4,反应时间为20min,铁炭投加量为140g/L,铁炭质量比分别研究1:3、1:2、1:1、2:1、3:1。铁炭比的变化会引起出水色度的变化,当铁屑和活性碳质量比为1:1时有较好的处理效果,色度去除率达到95%~97%。原因是铁屑和活性炭质量相近,均匀混合时,易形成理想的电极。

4 结束语

单种染料废水处理的最佳实验条件为:pH为4,反应时间为20min,铁炭比为1:1,铁炭投加量为140g/L。最终处理后的废水色度去除率95%~97%。

延伸阅读:

印染废水处理这几种工艺很实用

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