活性染料廢水電化學(xué)脫色性能研究.pdf

1、印染工業(yè)是單位產(chǎn)品耗水量高的行業(yè)之一，其行業(yè)廢水具有水量大、色度高、COD高、成分復(fù)雜、難降解物質(zhì)多、對(duì)環(huán)境危害大等特征，因此印染廢水的處理一直是熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。電化學(xué)水處理技術(shù)具有無(wú)需投加化學(xué)藥劑、污泥量少，便于自動(dòng)化、設(shè)備占地小等優(yōu)點(diǎn)，在印染廢水處理領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的重視。
　　本文在自制間歇式無(wú)隔膜電解裝置中分別采用鐵、鋁電極為犧牲陽(yáng)極，不銹鋼為陰極對(duì)三種活性染料模擬廢水進(jìn)行脫色處理。以目前市場(chǎng)使用量大、分子結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、

2、有代表性的活性紅M-3BE、活性黃M-3RE、活性黑KN-B為目標(biāo)處理物，對(duì)其模擬廢水脫色率影響因素、脫色動(dòng)力學(xué)、能耗等進(jìn)行比較分析，初步探討了其電化學(xué)脫色過(guò)程及脫色機(jī)理，明確了不同結(jié)構(gòu)活性染料在電解脫色過(guò)程中的具體表現(xiàn)，豐富了犧牲陽(yáng)極電解脫色活性染料廢水的基礎(chǔ)理論，為采用犧牲陽(yáng)極電化學(xué)處理技術(shù)在實(shí)際印染廢水中的應(yīng)用奠定了一定基礎(chǔ)。
　　以鐵和鋁為犧牲陽(yáng)極電化學(xué)處理三種活性染料模擬廢水脫色效果顯著。染料分子結(jié)構(gòu)、電流密度、染料溶液

3、初始pH值、染料濃度、電解時(shí)間、電解質(zhì)的種類和濃度對(duì)染料溶液脫色率影響顯著。相同實(shí)驗(yàn)條件下以NaCl為電解質(zhì)時(shí)的脫色率高于以Na2SO4為電解質(zhì)時(shí)的脫色率。
　　在染料濃度為50 mg/L、溫度25℃、Na2SO4電解質(zhì)濃度0.01 mol/L、攪拌速度為600 r/min、電解60min的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)于活性紅M-3BE模擬廢水，鐵為犧牲陽(yáng)極時(shí)在電流密度為1.25 mA/cm2，pH為7.53時(shí)脫色率為92％，COD去除率為30

4、.8％，去除單位質(zhì)量染料能耗為1.53 kWh/kg，NaCl為電解質(zhì)時(shí)脫色率為98％;當(dāng)以鋁為犧牲陽(yáng)極時(shí)電流密度為10.42 mA/cm2，pH為6.87脫色率59％，COD去除率為17.1％，去除單位質(zhì)量染料能耗為71.1 kWh/kg，以NaCl為電解質(zhì)時(shí)脫色率98.2％。對(duì)于活性黃M-3RE模擬廢水，鐵為犧牲陽(yáng)極時(shí)在電流密度為4.17mA/cm2，pH為7.26時(shí)脫色率為30％，COD去除率18.9％，去除單位質(zhì)量染料能耗為82

5、.6 kWh/kg，以NaCl為電解質(zhì)時(shí)脫色率達(dá)99.0％;以鋁為犧牲陽(yáng)極時(shí)電流密度為8.33 mA/cm2，pH為7.39時(shí)脫色率54.5％，COD去除率為25.3％，去除單位質(zhì)量染料能耗為85.7 kWh/kg，以NaCl為電解質(zhì)時(shí)脫色率最高為98.0％。對(duì)于活性黑KN-B模擬廢水，鐵為犧牲陽(yáng)極時(shí)，電流密度為2.08 mA/cm2，pH為6.83時(shí)脫色率可達(dá)93％，COD去除率為36.6％，去除單位質(zhì)量染料能耗為4.14kWh/kg

6、，以NaCl為電解質(zhì)時(shí)脫色率為93％。鋁為犧牲陽(yáng)極時(shí)，在電流密度為10.42mA/cm2，pH為6.87，脫色率為51％，COD去除率為30.4％，去除單位質(zhì)量染料能耗為236.9 kWh/kg，以NaCl為電解質(zhì)時(shí)脫色率88.6％。
　　電化學(xué)脫色過(guò)程中三種活性染料發(fā)生了陰極還原反應(yīng)，染料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變生成新的產(chǎn)物。活性染料分子結(jié)構(gòu)對(duì)脫色過(guò)程影響顯著?；钚渣SM-3RE染料溶液在脫色率較高時(shí)其脫色過(guò)程以陰極加氫還原作用為主;在低

7、pH下，鐵犧牲陽(yáng)極電化學(xué)脫色活性紅M-3BE和活性黑KN-B是陰極加氫還原和亞鐵離子與染料分子的絡(luò)合共同作用的結(jié)果，鋁犧牲陽(yáng)極電化學(xué)脫色活性紅M-3BE和活性黑KN-B的過(guò)程以陰極加氫還原作用為主;鐵、鋁兩種犧牲陽(yáng)極在pH4～9范圍內(nèi)電化學(xué)脫色活性紅M-3BE和活性黑KN-B的過(guò)程以混凝脫色作用為主即沉淀與吸附網(wǎng)捕作用。
　　以鐵和鋁電極作為犧牲陽(yáng)極，三種活性染料模擬廢水的電解脫色過(guò)程遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)。影響脫色反應(yīng)速率常數(shù)的因素有染