電化學轉盤法處理染料廢水的研究.pdf

1、據不完全統(tǒng)計全世界每年大概生產7×105噸、約10000種染料和色素，其中10％被排放到工業(yè)廢水中。其廢水成分復雜、有機物含量高、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到滿意的廢水處理效果，因此研究處理染料廢水的新方法一直是國內外環(huán)境科學工作者關注的熱點。電化學方法處理時間短、設施占地面積小、基建投資省、處理效果好、污泥量少，對環(huán)境造成的污染極小。但長期以來受電極材料活性、副反應、電極壽命的限制和電化學

2、擴散傳質速度的影響，存在電流效率低、能耗高、電極鈍化等現象。為解決此問題，廣大研究者在電極材料、電解槽結構、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器構造－電化學轉盤，在一定程度上提高了傳質速度、增大了電極的面體比、減小了擴散層厚度，改善了低濃度下的傳質狀況，增加了溶解氧的傳遞，從而提高了電極反應的效率，解決了低濃度下的傳質問題。本文以模擬染料廢水為研究對象，系統(tǒng)研究了電氧化轉盤法、電凝聚轉盤法、電氧化/電凝聚轉盤法的脫

3、色效果和降解機理。主要內容包括： 研究了電氧化轉盤法、電凝聚轉盤法、電氧化/電凝聚轉盤法對活性翠藍KN-G的脫色效果。對影響脫色效果的主要因素（如電壓、轉速、pH、電導率、反應時間）進行了研究，確定了最佳反應條件，電氧化轉盤法的最佳反應條件是：電壓為22V ，轉速為70r/min，電導率為500μS/cm，反應時間40min，反應中無須調節(jié)pH。在此條件下，色度去除率可達88.6％。電凝聚轉盤法的最佳反應條件是：電壓為12V，

4、轉速為70r/min，pH為4－5，反應時間為20min在此條件下，色度去除率可達到96.3％。電凝聚轉盤法在電解過程中產生雙氧水濃度為3.08×10－4mol/L。電氧化/電凝聚轉盤法的最佳反應條件是：電壓為15V，轉速為70r/min，反應時間為30min；在此條件下，色度去除率可達到92.5％。通過對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構中的發(fā)色共軛體系而使染料脫色降解。同時通過對這三種方

5、法的脫色效果、電耗等方面的比較得出，電化學轉盤/電凝聚法是最經濟合理的。 以日落黃為研究對象，系統(tǒng)研究了電氧化/電凝聚轉盤法的脫色機理。主要內容包括：對影響脫色效果的因素（電壓、轉速、pH、電導率、染料結構、進水濃度）進行了單因素實驗，確定了最佳反應條件，即：電壓15V，轉速50r/min，電導率為1400μS/cm，反應時間為40min，在此條件下色度去除率可達90.5％，TOC去除率可達50.0％，進水濃度以高濃度為宜，無

6、需調節(jié)初始pH并且對多種結構的染料都有很好的去除效果。TOC和色度去除率均遵循一級反應動力學，模擬一級反應動力學方程式分別為Y=0.1509+0.0122X 和Y=0.853+0.0322X。另外還對主要影響因素電壓、轉速、pH、反應時間進行了正交實驗。通過多因素的研究可知，電壓是影響脫色率的主要因素，其次是轉速、反應時間、pH。 通過UV-Vis、FTIR、GC-MS等的研究發(fā)現，電氧化/電凝聚轉盤法可破壞日落黃結構中的N=