染料廢水鐵碳微電解法處理技術(shù)

染料廢水因其色度大、COD含量高、成分復(fù)雜，是目前對(duì)水環(huán)境危害大且用生化方法很難處理的廢水之一。新型染料，助劑及化學(xué)染料的大量使用促進(jìn)了印染業(yè)的發(fā)展，但也使染料廢水中難生化降解的有機(jī)物大量增加，使傳統(tǒng)生化處理工藝面臨更多挑戰(zhàn)。所以對(duì)染料廢水進(jìn)行前處理就顯得非常必要，本文用鐵炭微電解法對(duì)染料廢水進(jìn)行了前處理，該法對(duì)有效去除廢水中CODCr、降低廢水色度及提高廢水的可生化性具有很好的作用。該方法近年來(lái)在印染廢水的處理中已有較多的應(yīng)用，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。

1、材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

鐵炭微電解材料(粒度為20~30mm)，模擬廢水由活性藍(lán)染料配制而成(COD=382.5mg/L)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

首先制備鐵炭微電解材料，在實(shí)驗(yàn)室將一定比例的鐵粉和活性炭，附加固定比例的金屬氧化物和制孔劑，在合適的溫度下燒結(jié)而成(鐵炭微電解材料的制備另文刊寫(xiě))。再用自制的本材料對(duì)對(duì)染料廢水在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下進(jìn)行處理。

1.2.1 靜態(tài)處理法

按照固液比，將一定量的鐵炭微電解材料加入100mL的燒杯中，調(diào)節(jié)溶液的pH值，并攪拌一定時(shí)間后靜置，取上清液分析。

1.2.2 動(dòng)態(tài)處理法

動(dòng)態(tài)處理裝置見(jiàn)圖1。玻璃柱直徑為10cm，有效高度90cm。將鐵炭材料按照一定的固液比填入柱子，調(diào)節(jié)染料廢水的PH，染料廢水通過(guò)循環(huán)泵從玻璃柱底部泵入，上部流出。通過(guò)水流調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)處理時(shí)間。取不同停留時(shí)間的水樣測(cè)定其色度和COD。

1.3 分析方法

色度采用分光光度法；COD采用重鉻酸鉀法。

2、結(jié)果與討論

2.1 靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 pH值對(duì)染料廢水處理效果的影響

將一定量的鐵炭微電解材料加入不同pH值的染料廢水中，控制反應(yīng)時(shí)間為1.5h，測(cè)定色度和COD的去除率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，染料廢水pH對(duì)色度和COD去除率均有較大的影響，色度和COD去除率均隨PH增大而降低。雖然原電池的電極反應(yīng)與酸度成正相關(guān)，但溶液酸度高，又會(huì)使鐵碳微電解材料損耗增大并造成二次污染，因此，本試驗(yàn)選擇pH值3~4為宜。

2.1.2 處理時(shí)間對(duì)染料廢水處理效果的影響

將溶液pH值調(diào)節(jié)為4，處理時(shí)間對(duì)COD和色度去除率的影響見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，在靜態(tài)條件下，COD和色度去除率隨處理時(shí)間增加而增加。這可能與電極反應(yīng)的充分程度有關(guān)，時(shí)間延長(zhǎng)，反應(yīng)程度增大，所以本試驗(yàn)確定處理時(shí)間為1.5小時(shí)。

2.1.3 材料投加量對(duì)廢水處理效果的影響

在其它條件不變的情況下，鐵炭微電解材料投加量對(duì)色度和COD去除率影響結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，將鐵炭微電解材料投加量控制為0.45kg/L，COD和色度去除率均有很好的效果，其作用機(jī)制可能有兩個(gè)方面，在酸性條件下，鐵和碳、碳和稀貴金屬以及鐵與希貴金屬之間可能會(huì)形成無(wú)數(shù)微小原電池，而這些微小原電池組合又形成較大原電池，這種雙重電化學(xué)作用可有效降解印染廢水中的難降解有機(jī)物，加之活性碳對(duì)廢水中有機(jī)物的吸附作用，這都增加了對(duì)染料廢水處理效果。

2.2 動(dòng)態(tài)處理試驗(yàn)結(jié)果

調(diào)節(jié)廢水pH值到4，試驗(yàn)柱中鐵炭微電解材料填充量為0.7kg/L，測(cè)定不同時(shí)間溶液色度和COD去除率，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4可知，當(dāng)廢水pH值為4，鐵碳微電解材料填充量為0.7kg/L，處理時(shí)間為100min時(shí)，色度去除率可達(dá)98.7%，COD去除率可達(dá)89%。

3、結(jié)論

(1)利用鐵碳微電解材料對(duì)活性藍(lán)染料廢水進(jìn)行預(yù)處理，可達(dá)到較好的處理效果，CODCr去除率高，脫色效果好。

(2)靜態(tài)條件下，調(diào)節(jié)染料廢水pH值為4，投加0.45kg/L鐵碳微電解材料，控制染料廢水的處理時(shí)間1.5小時(shí)，COD去除率可達(dá)79%，脫色率達(dá)77%；動(dòng)態(tài)條件下，保持染料廢水的PH不變，玻璃柱中填充0.7kg/L鐵碳微電解材料，控制處理時(shí)間為100min，COD去除率可達(dá)89%，脫色率可達(dá)98.7%。

(3)用鐵碳微電解材料法對(duì)染料廢水進(jìn)行預(yù)處理，工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，特別適用于酸性染料廢水預(yù)處理。

(4)制備鐵碳微電解材料所用鐵粉為鐵料加工產(chǎn)生的廢料，成本較低，將其加以利用，有廢物資源化利用及以廢治廢的特點(diǎn)，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。（來(lái)源：漢中市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，長(zhǎng)安大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院）