基于電化學降解復雜染料廢水的化學調(diào)控研究

李斐卿

摘 要：染料廢水的不合理排放是導致水污染的重要原因之一，電化學法作為染料廢水污染處理的主要方法之一，針對其在染料廢水處理應(yīng)用中的化學控制進行研究，以促進其污染處理效果提升，具有十分積極的作用和意義。本文將通過實驗分析方法，對電化學法進行復雜染料廢水處理的化學調(diào)控具體方案措施進行研究和分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電化學法;降解處理;復雜;染料廢水;化學調(diào)控;研究

染料廢水主要來源于染料、印染以及紡織等工業(yè)生產(chǎn)中，其廢水中所含成分不僅復雜，多包含有較多種類的有機染料成分以及中間體物質(zhì)，并且色度與濃度均比較高、毒性強、水質(zhì)水量變化大等，導致進行污染降解與處理的難度較大，在工業(yè)生產(chǎn)中直接進行廢水排放會產(chǎn)生十分嚴重的水污染，對其工業(yè)發(fā)展及我國環(huán)境資源保護工作開展影響都十分不利。尤其是近年來，隨著染料工業(yè)發(fā)展推動了染料產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)朝著抗熱、抗生物氧化以抗光解等方向發(fā)展，更加增加了染料廢水的污染降解與處理難度，針對這種情況，進行高效、合理的染料廢水降解處理方法探究，以促進其在廢水污染處理實踐中的有效推廣和應(yīng)用，具有十分積極的作用和意義。其中，電化學法作為染料廢水處理的主要方法之一，在有關(guān)實踐中具有較廣泛的應(yīng)用，并且其作用優(yōu)勢十分顯著。下文將以電化學法進行染料廢水處理的作用機制為例，通過實驗方式對電化學法在復雜染料廢水降解處理中的化學調(diào)控具體方案和措施進行研究，以供參考。

1、電化學法及其進行染料廢水降解的作用機制分析

電化學法也被稱為是高級電化學氧化法，它進行染料廢水降解處理中，主要包含直接氧化與間接氧化兩種處理模式。其中，直接氧化進行污染處理主要包含電化學轉(zhuǎn)化以及電化學燃燒兩種類型，它能夠?qū)崿F(xiàn)污染廢水中的有毒物質(zhì)向無毒物質(zhì)、非生物相容性有機物質(zhì)向生物相容性物質(zhì)轉(zhuǎn)變，或者是直接實現(xiàn)對有機物質(zhì)的深度氧化形成H2O與CO2。而間接氧化中，氧化劑是該方法中電極材料和被氧化物質(zhì)之間實現(xiàn)電子交換的中間媒介。值得注意的是，在該電化學反應(yīng)過程中，如果其中含有Cl—就能夠?qū)崿F(xiàn)新的氧化物形成，從而實現(xiàn)廢水中的有機物強烈氧化與降解處理，以達到較好的污染降解與處理效果。此外，由于電化學法進行染料廢水降解處理中會存在相應(yīng)的副反應(yīng)析出，而通過對電極材料的合理選擇以及進行電勢控制能夠?qū)ζ涓狈磻?yīng)進行控制，從而確保其化學氧化處理的效果。

2、實驗分析

根據(jù)上述對電化學法進行污染處理的作用機制及其在酸性艷綠染料廢水降解處理中的具體反應(yīng)過程，本文通過實驗方法對其電化學降解處理中不同電解質(zhì)類型以及電解時間等化學調(diào)控在其處理效果中的影響進行分析。

2.1 試驗試劑與儀器設(shè)備

本次實驗分析中所用的試驗試劑主要包括NaCl與Na2SO4（均為分析純，由哈爾濱市化工試劑廠生產(chǎn)）、酸性艷綠染料廢水（由某染料工業(yè)生產(chǎn)廢水池中直接提取），實驗分析應(yīng)用的儀器與設(shè)備類型主要包括FA2104N型電子天平、85-2型恒溫磁力攪拌器、TPR-15-10型直流穩(wěn)壓電源以及PHSJ-3F型實驗室PH計、量筒、燒杯、秒表、比色管、移液管、鈦網(wǎng)與鈦棒等。

2.2 試驗方法

本文在實驗分析中，通過構(gòu)建如下圖1所示的試驗裝置，然后精密量取500ml的染料廢水，將其加入到對應(yīng)容量的電解槽中，以鈦棒為陽極材料、鈦網(wǎng)為陰極，對其電極間距設(shè)置為50mm，在無隔膜式電解槽中對其進行磁力攪拌后，在一定的電流密度下進行相應(yīng)的電解試驗，并對不同電解時間下的試驗樣品進行取樣檢測分析，以對其色度以及PH值結(jié)果變化進行對比。

其中，對試驗廢水電化學降解處理后的色度檢驗，采用稀釋倍數(shù)法進行計算分析，即為其電解前后的色度差與電解前色度百分比的比值;對其PH值測定采用實驗室PH計進行測量，并對其結(jié)果進行記錄分析。此外，進行電化學降解試驗分析應(yīng)用的酸性艷綠染料廢水，其濃度為0.1g/L，對該濃度廢水樣品的具體制備方法為：精密量取0.1g的酸性艷綠染料廢水后，將其置于容量為1000ml的燒杯中，然后使用量筒精密量取1000ml的水并將其加入到裝有酸性艷綠廢水的燒杯中，期間注意一邊加水一邊進行攪拌，使其均勻溶解后進行試驗分析備用;電解分析前，上述濃度的試驗廢水PH值檢測為6.71，色度為856倍。

3、結(jié)果討論

根據(jù)上述實驗分析方法，首先在對不同時間的電化學降解廢水脫色效果影響變化分析中，以2.5A/dm2作為試驗反應(yīng)的電流密度，并進行10g的NaCl加入將其作為電解質(zhì)進行試驗分析后，結(jié)果顯示，在25min的電解試驗中，每間隔5min對試驗樣品進行取樣檢測一次發(fā)現(xiàn)，其廢水脫色率與電解時間的變化曲線關(guān)系如下圖2所示。根據(jù)該圖可以看出，在試驗初期階段，其廢水電解后的脫色率隨著時間增加而出現(xiàn)較為明顯的增加變化，其中，在電解時間達到10min時，其脫色率為70%，這與染料廢水電解反應(yīng)初期的濃度較高，在試驗中能夠快速向電極表面進行擴散與反應(yīng)有很大的而關(guān)系，至電解反應(yīng)的后期，隨著其電極表面的一層氧化膜逐漸形成，導致其反應(yīng)接觸逐漸減少，同時染料廢水的濃度開始降低，其脫色率雖然仍然增加但明顯減慢。

其次，按照上述實驗方法對不同電解時間下的染料廢水PH值變化進行試驗分析和研究顯示，隨著電解時間變化染料廢水的PH值也發(fā)生了不同的變化，其中，在電解開始前至電解反應(yīng)20min時，染料廢水的PH值變化表現(xiàn)相對平穩(wěn)，整體呈現(xiàn)逐漸升高趨勢，并且其PH值檢測顯示染料廢水略呈弱酸性并逐漸向中性趨近，其電解時間為20min時的染料廢水PH檢測最趨近于中性;隨后，在電解時間為20至25min時，其PH值增加變化十分明顯，呈弱堿性狀態(tài)，由此可見，獲取較好染料廢水降解處理PH值的最佳電解時間應(yīng)控制為20min。

最后，在以10g的NaCl和10g的Na2SO4分別作為電解質(zhì)，按照上述試驗方法進行試驗分析后顯示，在其他各項試驗條件基本相同情況下，不同電解質(zhì)在染料廢水電解試驗中對脫色率的影響不明顯，但采用NaCl作為電解質(zhì)進行染料廢水電解處理的脫色效果相對較好，其在電解反應(yīng)25min后的色度倍數(shù)從850多降低至120多，脫色率達到85%，而作為電解質(zhì)進行電解反應(yīng)25min后的脫色率為84%。但由于NaCl作為電解質(zhì)進行廢水處理應(yīng)用的價格成本更低，且來源更廣，因此，更具適應(yīng)性。

4、結(jié)束語

總之，對電化學降解復雜染料廢水的化學調(diào)控進行研究，有利于促進其電化學降解處理效果提升，從而有效減少和控制染料廢水排放的污染影響，具有十分顯著的價值作用和意義。

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