電化學(xué)轉(zhuǎn)盤(pán)法處理染料廢水的研究.pdf

1、據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全世界每年大概生產(chǎn)7×105噸、約10000種染料和色素，其中10％被排放到工業(yè)廢水中。其廢水成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、可生化性差，采用傳統(tǒng)處理工藝中的吸附、絮凝、氣浮及生化氧化法等往往不能達(dá)到滿(mǎn)意的廢水處理效果，因此研究處理染料廢水的新方法一直是國(guó)內(nèi)外環(huán)境科學(xué)工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。電化學(xué)方法處理時(shí)間短、設(shè)施占地面積小、基建投資省、處理效果好、污泥量少，對(duì)環(huán)境造成的污染極小。但長(zhǎng)期以來(lái)受電極材料活性、副反應(yīng)、電極壽命的限制和電化學(xué)

2、擴(kuò)散傳質(zhì)速度的影響，存在電流效率低、能耗高、電極鈍化等現(xiàn)象。為解決此問(wèn)題，廣大研究者在電極材料、電解槽結(jié)構(gòu)、電源供電方式等方面做了大量的研究。本文研制了一種新型反應(yīng)器構(gòu)造－電化學(xué)轉(zhuǎn)盤(pán)，在一定程度上提高了傳質(zhì)速度、增大了電極的面體比、減小了擴(kuò)散層厚度，改善了低濃度下的傳質(zhì)狀況，增加了溶解氧的傳遞，從而提高了電極反應(yīng)的效率，解決了低濃度下的傳質(zhì)問(wèn)題。本文以模擬染料廢水為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究了電氧化轉(zhuǎn)盤(pán)法、電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法、電氧化/電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法的脫

3、色效果和降解機(jī)理。主要內(nèi)容包括： 研究了電氧化轉(zhuǎn)盤(pán)法、電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法、電氧化/電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法對(duì)活性翠藍(lán)KN-G的脫色效果。對(duì)影響脫色效果的主要因素（如電壓、轉(zhuǎn)速、pH、電導(dǎo)率、反應(yīng)時(shí)間）進(jìn)行了研究，確定了最佳反應(yīng)條件，電氧化轉(zhuǎn)盤(pán)法的最佳反應(yīng)條件是：電壓為22V ，轉(zhuǎn)速為70r/min，電導(dǎo)率為500μS/cm，反應(yīng)時(shí)間40min，反應(yīng)中無(wú)須調(diào)節(jié)pH。在此條件下，色度去除率可達(dá)88.6％。電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法的最佳反應(yīng)條件是：電壓為12V，

4、轉(zhuǎn)速為70r/min，pH為4－5，反應(yīng)時(shí)間為20min在此條件下，色度去除率可達(dá)到96.3％。電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法在電解過(guò)程中產(chǎn)生雙氧水濃度為3.08×10－4mol/L。電氧化/電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法的最佳反應(yīng)條件是：電壓為15V，轉(zhuǎn)速為70r/min，反應(yīng)時(shí)間為30min；在此條件下，色度去除率可達(dá)到92.5％。通過(guò)對(duì)這三種電解方法處理后的溶液的UV-Vis分析知道，這三種方法均可破壞染料分子結(jié)構(gòu)中的發(fā)色共軛體系而使染料脫色降解。同時(shí)通過(guò)對(duì)這三種方

5、法的脫色效果、電耗等方面的比較得出，電化學(xué)轉(zhuǎn)盤(pán)/電凝聚法是最經(jīng)濟(jì)合理的。 以日落黃為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究了電氧化/電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法的脫色機(jī)理。主要內(nèi)容包括：對(duì)影響脫色效果的因素（電壓、轉(zhuǎn)速、pH、電導(dǎo)率、染料結(jié)構(gòu)、進(jìn)水濃度）進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn)，確定了最佳反應(yīng)條件，即：電壓15V，轉(zhuǎn)速50r/min，電導(dǎo)率為1400μS/cm，反應(yīng)時(shí)間為40min，在此條件下色度去除率可達(dá)90.5％，TOC去除率可達(dá)50.0％，進(jìn)水濃度以高濃度為宜，無(wú)

6、需調(diào)節(jié)初始pH并且對(duì)多種結(jié)構(gòu)的染料都有很好的去除效果。TOC和色度去除率均遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，模擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式分別為Y=0.1509+0.0122X 和Y=0.853+0.0322X。另外還對(duì)主要影響因素電壓、轉(zhuǎn)速、pH、反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)。通過(guò)多因素的研究可知，電壓是影響脫色率的主要因素，其次是轉(zhuǎn)速、反應(yīng)時(shí)間、pH。 通過(guò)UV-Vis、FTIR、GC-MS等的研究發(fā)現(xiàn)，電氧化/電凝聚轉(zhuǎn)盤(pán)法可破壞日落黃結(jié)構(gòu)中的N=