鐵碳微電解處理單一印染廢水的實(shí)驗(yàn)研究

摘 要：文章采用鐵碳微電解原理處理單一印染廢水。采用單因素分析法研究初始pH值、反應(yīng)時間、鐵碳比和鐵炭投加量對電解處理的影響，確定最佳實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鐵碳微電解處理單一印染廢水的最佳脫色率高達(dá)95%～97%。

關(guān)鍵詞：鐵碳微電解；活性炭；單一印染廢水

1 概述

印染是對紡織材料進(jìn)行再加工的過程，包括預(yù)處理、染色、印花和整理等四個過程。印染四個工序過程都排出廢水，如預(yù)處理階段（包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序）排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水，染色階段排出染色廢水，印花階段排出印花廢水和皂洗廢水，整理廢水工序則排出整理廢水。印染廢水是以上各種廢水的混合廢水，或除漂白廢水以外的綜合廢水。廢水中的有機(jī)組分主要以芳烴和雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團(tuán)（如-N=N-.-N=O）及極性基團(tuán)（如-SO3Na、-OH、-NH2）。染料分子中含較多能與水分子形成氫鍵的-SO3H、-OH、-COON基團(tuán)，如活性染料和中性染料等，染料分子能全溶于廢水中，不含或少含-SO3H、-OH、-COON等親水基團(tuán)的染料分子以疏水性懸浮微粒形式存在于廢水中；含少量親水基團(tuán)，但分子量很大，或完全不含親水基團(tuán)的染料分子，在水中常以膠體形式存在。

鐵炭微電解處理染料、印染、電鍍等廢水，可與混凝沉淀或生物處理組成聯(lián)合工藝[1]。有研究表明，廢水經(jīng)鐵炭微電解處理后加石灰乳中和混凝沉淀處理，即可通過電解等作用使難生物降解的物質(zhì)反應(yīng)生成小分子物質(zhì)和可生物降解的物質(zhì)，又可混凝沉淀去除雜質(zhì)，處理效果比單純的石灰混凝沉淀效果要好[2]。為強(qiáng)化處理效果，人們了解到，鑄鐵屑在酸性且充氧的條件下，腐蝕最甚，當(dāng)在鑄鐵中混入含碳顆粒，如石墨、焦炭、活性炭、煤渣等可加速腐蝕過程，調(diào)節(jié)廢水pH值在酸性范圍內(nèi)，增加進(jìn)水中的氧的含量（可短時曝氣）以及混入一種或兩種含炭顆粒，能防止鐵屑表面鈍化，提高處理效果。此外，人們正在致力于繼續(xù)探討電極產(chǎn)物對不同污染物的作用機(jī)理[3]。對鐵屑活化，進(jìn)行處理藥劑選擇，活化助劑的選用與配比，廢水在濾柱內(nèi)的流動狀態(tài)，鐵屑過濾與絮凝法、生化法的聯(lián)用等內(nèi)容的研究也十分活躍。可以肯定，這些研究成果將對印染、電鍍、及其他難降解廢水的治理具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[4]。

文章采用微電解法處理印染廢水，利用鐵和碳的微電解作用，研究初始pH值、反應(yīng)時間、鐵碳比、鐵炭投加量對于色度去除率的影響。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 染料廢水的配制

外購深藍(lán)、堿性桃紅燃料，分別配成60mg/L的單種染料廢水。

2.2 鐵屑及活性炭的預(yù)處理

鐵屑使用前先用2%稀鹽酸浸泡15min?；钚蕴吭趶U水中浸泡24小時，屏蔽活性炭吸附的影響。

3 結(jié)果與討論

3.1 pH值對處理效果的影響（圖1）

廢水反應(yīng)時間為20min，鐵炭比為1：1，鐵炭投加量為140g/L。印染廢水的pH為4時，色度去除率達(dá)到95%以上，這與微電解反應(yīng)過程中需要在酸性條件下是一致的。因?yàn)殛帢O反應(yīng)需要溶液不斷提供大量的H+，以生成新生態(tài)〔H〕，pH調(diào)得越低，耗酸量越大，會增加處理成本。同時也會使陽極（鐵）溶解性增加，色度去除率降低[5]。

3.2 反應(yīng)時間對處理效果的影響（圖2）

初始pH值為4，鐵炭比為1：1，鐵炭投加量為140g/L，反應(yīng)時間分別取10min、20min、30min、40min。微電解處理印染廢水最佳反應(yīng)時間為20min左右，這時色度去除率達(dá)到95以上，而超過20min以后色度去除率又呈下降趨勢，也就是說，微電解反應(yīng)時間并不是越長處理效果越好。原因是隨著微電解時間的延長，陰極反應(yīng)消耗的H+就越多，水中的H+濃度就會越來越低，微電解的作用就會愈差，另一方面，在陽極上的反應(yīng)，鐵離子在酸性環(huán)境的活性更強(qiáng)，被電離出來的Fe2+就更多，加堿中和后生成的Fe（OH）2和Fe（OH）3就更多。

3.3 鐵炭比對處理效果的影響（圖3）

初始pH調(diào)為4，反應(yīng)時間為20min，鐵炭投加量為140g/L，鐵炭質(zhì)量比分別研究1：3、1：2、1：1、2：1、3：1。鐵炭比的變化會引起出水色度的變化，當(dāng)鐵屑和活性碳質(zhì)量比為1：1時有較好的處理效果，色度去除率達(dá)到95%～97%。原因是鐵屑和活性炭質(zhì)量相近，均勻混合時，易形成理想的電極。

3.4 鐵炭投加量對處理效果的影響（圖4）

把初始pH調(diào)為4，反應(yīng)時間為20min，鐵炭比為1：1，研究不同鐵炭投加量100g/L、120g/L、140g/L、160g/L、180g/L對處理效果的影響。當(dāng)鐵屑鐵炭投加量小于140g/L時，隨著鐵炭投加量的增加，色度去除率上升，當(dāng)鐵炭投加量大于140g/L的時，繼續(xù)增加鐵炭投加量會影響色度去除率，但是影響不大，這可能與產(chǎn)生過多的鐵離子有關(guān)。所以在鐵炭比1：1，反應(yīng)時間為20min，pH值為4的時候，選擇140g/L是最理想的。

4 結(jié)束語

單種染料廢水處理的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：pH為4，反應(yīng)時間為20min，鐵炭比為1：1，鐵炭投加量為140g/L。最終處理后的廢水色度去除率95%～97%。

參考文獻(xiàn)

[1]朱永輝，裴浩言，邱俊.鐵碳微電解/H2O2混凝法處理焦化廢水的實(shí)驗(yàn)研究[J].水處理技術(shù)，2010，36（8）：117-120.

[2]焦永俊.活性炭、石灰乳和鐵屑處理電鍍鋅廢水的探討[J].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007，4（7）：96-98.

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