电絮凝处理牛仔布印染废水

Posted 2023-01-13 絮凝

篇首语：书到用时方恨少，事非经过不知难。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了电絮凝处理牛仔布印染废水相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：用铁分别作为电絮凝反应系统的阴极和阳极，研究电絮凝法对牛仔布印染废水的处理效果。考察了电极电压、反应时间和pH等因素对电絮凝法去除实验所用废水中COD和色度效果的影响。

结果表明，电极电压和反应时间是主要的影响因素，pH次之。电极电压24 V，反应时间35 min，pH为7.4时，脱色率可达99%，COD去除率在70%左右，处理效果最佳。因此，电絮凝法可以作为印染废水的预处理工艺，有效降低废水COD和色度。

牛仔布是被大众广泛接受的流行服装面料。在牛仔布染浆过程中会产生大量的牛仔布印染废水，其主要含有靛蓝，还含有氢氧化钠、硫酸钠等。由于使用靛蓝和硫化黑等染料，其废水中含有大量的悬浮物和胶体物有机染料、浆料、残碱以及柔软剂和渗透剂等表面活性剂，具有色度高、污染物浓度高、碱性大、可生化性差等特点。随着染料工业的发展，印染废水已成为主要的水体污染源之一。由于染料具有品种多、批量少、更新快等特点，印染废水的研究受到国内外的关注，并提出了许多处理方法。

由于电化学技术具有设备小、占地少，运行管理简单，COD去除效率高和脱色效果好等优点。早在20世纪初，美国学者就已经开始采用电化学技术处理矿业废水，纸浆废水。此外，电化学技术还被广泛地应用于印染废水、油田废水和食品废水中有机污染物的处理中。电化学技术主要包括高压脉冲放电等离子体法、超声法和电絮凝法等。

高压脉冲放电等离子体法，其技术要求高，设备昂贵，能耗大，处理效果低且不易操作；超声法，其能量利用率低，大部分的声能都转化成热能，发热严重，效率低，成本高；电絮凝法相对于前2种方法，其设备简单，操作容易，电源技术成熟，电极材料易得，处理效果好，成本低。本研究以岱银集团的牛仔布印染废水为研究对象，通过自行开发的直流电絮凝试验装置进行相关实验，并分析色度和COD的变化。结果表明，电絮凝法处理牛仔布印染废水效果明显，脱色率高，提高了废水的可生化性，可用于实际印染废水预处理工程。

1电絮凝原理

电化学絮凝法（electrocoagulation，EC）也称电絮凝法，是利用铝或铁等可溶性电极在电流作用下溶解生成铝或铁的氢氧化物的凝聚性来凝聚水中的胶体物质，从而使水获得净化的一种电化学方法。

电絮凝反应原理是以可溶性金属为阳极，在直流电的作用下，可溶性阳极失去电子，氧化生成阳离子，通过水解生成微絮凝体与污水中的污染物进行絮凝作用而沉淀；阴极还原反应产生大量氢气的微气泡，阳极产生氧气微气泡，以这些气泡作为气浮的载体，与絮凝物一起上浮。如铁为阳极，反应式如下：

电絮凝反应器中主要有4个方面的作用去除废水中的污染物：

（1）阳极的氧化作用

水体中的污染物质直接在阳极失去电子而被直接氧化。利用某些阳极反应的产物（如Cl-，ClO-，H2O2）等间接氧化污染物质。

（2）阴极的还原反应

在阴极直接还原可降解的有机物。在电源作用下，阴极电解出氢，利用高还原性游离氢，把阳离子（如金属离子等）还原成单质。

（3）产生的氢氧化物的絮凝作用

可溶性阳极在电源的作用下失去电子后形成金属阳离子，形成强氧化物胶体絮凝剂，可将废水中的污染物吸附共沉去除。

（4）氢气和氧气等微小气泡的气浮作用

电源对水进行电解，分别在阴极和阳极电压上产生氢气和氧气的细小气泡，使絮凝物附在气泡上浮升至液面，有利于污染物质的去除。。

2实验设备

以岱银集团的牛仔布印染废水（深蓝色、碱性）为处理对象进行电絮凝实验。装置如图2，由电解槽、铁阳极、铁阴极和直流电源组成。其中，电解槽容量为1000mL，外壳为玻璃；电极为铁电极，厚度5mm，面积100*30mm2；直流电源为RXN-305型，输出电压为0～30V。

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