鐵炭微電解處理印染廢水的實(shí)驗(yàn)研究

辛建宗 張哲源 雷聞?dòng)?劉 樂(lè)

（西安工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院 陜西西安 710021）

引言

印染廢水是加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品為主的印染廠排出的廢水,具有水量大、有機(jī)物含量高、色度深、水質(zhì)變化大的特點(diǎn)，屬難處理工業(yè)廢水。

鐵炭微電解技術(shù)是20世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的一種有效的水處理方法，具有適用范圍廣、使用壽命長(zhǎng)、處理效果好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于色度高的工業(yè)廢水具有較明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已廣泛使用于印染、制藥、造紙、石油、化工等多種工業(yè)廢水的處理[1-6]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

本實(shí)驗(yàn)主要采用的試劑有還原性鐵粉、活性炭、硫酸溶液、碳酸氫銨、膨潤(rùn)土，均為分析純。主要儀器設(shè)備有TP114型電子天平、DHG-9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、SXF-5-12型可編程高溫爐、單佛PH計(jì)、721型可見(jiàn)分光光度計(jì)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確稱取1.0000g固體直接青藍(lán)置于燒杯中，加入少量蒸餾水使其溶解，然后將其轉(zhuǎn)移至1L容量瓶中，定容、搖勻，配置成直接青藍(lán)濃度1g/L的模擬廢水。

將鐵粉、炭粉、膨潤(rùn)土、碳酸氫銨按不同比例混合，加少量蒸餾水?dāng)嚢柚瞥深w粒狀，80℃烘干45min，放入高溫箱400℃加熱2小時(shí)，冷卻后取出放入密閉容器待用。

取一定量直接青藍(lán)儲(chǔ)備液，置于200ml燒杯中，用蒸餾水稀釋至250mg/L，加入1mol/L的硫酸溶液調(diào)節(jié)水樣的pH值將稱好的鐵炭填料加入到水樣中，吸附穩(wěn)定后，曝氣待反應(yīng)一定時(shí)間，取上層清液測(cè)定其在特征吸收峰（λ＝560nm）處的吸光度值,用下式計(jì)算脫色率。

公式中：R為直接青藍(lán)去除率（%）；A0為直接青藍(lán)溶液的初始吸光度值；A1為微電解降解后的直接青藍(lán)溶液吸光度值。

2 分析與討論

2.1 鐵炭比對(duì)處理效果的影響

在制作鐵炭填料時(shí)，制成鐵炭比為 1∶0.5、1.5∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2的鐵炭填料，控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變，反應(yīng)一段時(shí)間后，取上清液測(cè)定特征吸收峰處的吸光度值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 鐵炭質(zhì)量比對(duì)脫色率的影響

由表1可知，鐵炭比對(duì)微電解反映影響較大，鐵炭填料在溶液中形成大量微型原電池，這些原電池會(huì)影響鐵炭微電解反應(yīng)的處理效果。當(dāng)鐵炭比過(guò)大時(shí)，炭相對(duì)較少，廢水中的原電池?cái)?shù)量不夠，更多的鐵與氫離子反應(yīng)，導(dǎo)致去除率的下降；鐵炭比過(guò)小時(shí)，過(guò)量的活性炭導(dǎo)致原電池?cái)?shù)量減少，綜合考慮，確定最佳的鐵炭質(zhì)量比為1∶1。

2.2 pH值對(duì)處理效果的影響

在不同的pH值下參加原電池反應(yīng)的離子數(shù)目及產(chǎn)物存在差異，酸性過(guò)弱，參加原電池反應(yīng)的氫離子數(shù)目不足，處理效果不好，影響微電解反應(yīng)進(jìn)行；酸性太強(qiáng)會(huì)破壞以Fe2+為膠凝中心的絮凝體的形成。因此，pH值應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。

固定其他實(shí)驗(yàn)條件不變，用硫酸溶液調(diào)節(jié)原溶液的pH值，分別為 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0，測(cè)定特征吸收峰處的吸光度值，其結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，pH值影響鐵碳微電解對(duì)廢水處理的效果，當(dāng)pH=1.5時(shí)，脫色率最高，去除率最大，因此，本實(shí)驗(yàn)最佳初始pH值為1.5左右。

表2 初始pH值對(duì)處理效果的影響

2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響

其他實(shí)驗(yàn)條件不變，分別取反應(yīng)時(shí)間為20、40、60、80及100min的上清液測(cè)定特征吸收峰處的吸光度值，反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響如表3,可知反應(yīng)時(shí)間也是影響的重要因素之一。反應(yīng)時(shí)間短，則反應(yīng)不充分，脫色率低。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)微電池的數(shù)量逐漸保持不變，反應(yīng)基本不會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，綜上考慮，實(shí)驗(yàn)選擇最佳反應(yīng)時(shí)間60min。

表3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響

結(jié)語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)得到的最佳條件是：初始pH值為1.5，鐵炭質(zhì)量比為1∶1，反應(yīng)時(shí)間是60min，去除率可達(dá)85%。微電解所采用的鐵粉可由廢棄鐵屑代替，炭粉可用廢棄黑炭粉末代替，不僅能有效的處理染料廢水，還可以“以廢治廢”，有助于節(jié)能。