直接染料废水的电化学脱色研究

发布时间：2020-08-22 03:38

【摘要】：在越南,工业废水对水环境的污染还比较严重。其中,纺织印染行业是污染最严重的行业之一。目前,越南的纺织印染废水处理过程中存在两个主要问题：(1)处理技术不稳定；(2)废水处理后还存在多余染料的颜色,如紫色,靛蓝,粉红连花等。此外,由于废水含有氧化漂白剂,致使废水处理难度增加。现在越南还没有印染废水处理真正有效和经济的方法。由于染料成分结构多样和相对稳定,所以采用传统处理法效率不高。应用电化学法处理印染废水,不仅色度去除效果好,还可以较大地提高废水的可生化性,去除部分COD。此外,电化学法处理技术具有结构紧凑,占地面积小,投资小,系统构造简单,易于实现自动化,污泥量小且不易产生二次污染等优点,越来越受到人们的关注。尤其在印染废水处理方面具有较好的发展前景。本研究以目前越南常用的三种不同结构直接染料(直接黄R、直接大红4BE和直接绿BE染料)模拟废水为处理对象,分别以铁和铝作为阳极,不锈钢作为阴极进行电化学法脱色实验研究。在实验过程中考察了电流密度、初始pH值、染料初始浓度、电化学反应时间、电解质种类和电解质浓度对三种直接染料模拟废水的脱色率和脱色能耗的影响；同时对处理前后的直接染料模拟废水进行紫外——可见吸收光谱分析,考察染料的脱色与COD去除的关系,并进行染料脱色动力学研究。实验结果表明：对于直接黄R染料模拟废水,在染料浓度为50 mg/L、电解质浓度为0.01 mol/L、温度为200C、搅拌速度为600 r/min、反应时间为60 min的实验条件下,以铁为阳极时,电流密度2.083 mA/cm2、初始pH值7.11,用Na2SO4为电解质,脱色率可达92.2%,脱色能耗1.709 kWh/kg染料,COD去除率62.9%；而以NaCl为电解质,脱色率可达92.9%,脱色能耗2.334 kWh/kg染料；以铝为阳极时,电流密度为2.5 mA/cm2、初始pH值为6.76,用Na2SO4为电解质,脱色率为96.1%,脱色能耗2.399 kWh/kg染料,COD去除率为83.6%；以NaCl为电解质,脱色率97.2%,脱色能耗2.797 kWh/kg染料。对于直接大红4BE染料模拟废水,在染料浓度为50 mg/L、电解质浓度为0.01 mol/L、温度为20-C、搅拌速度为600 r/min、反应时间为60 min的实验条件下,以铁为阳极时,电流密度为1.667 mA/cm2、初始pH值为6.54,用Na2SO4为电解质,脱色率达到92.1%,脱色能耗为1.298 kWh/kg染料,COD去除率33.9%；而以NaCl为电解质,脱色率为88.7%,脱色能耗3.146 kWh/kg染料；以铝为阳极时,电流密度为1.25 mA/cm2、初始pH值为6.83,用Na2SO4为电解质,脱色率达94.3%,脱色能耗1.014 kWh/kg染料,COD去除率为79.3%；以NaCl为电解质,脱色率92.8%,脱色能耗0.966 kWh/kg染料。对于直接绿BE染料模拟废水,在染料浓度为50 mg/L、电解质浓度为0.01 mol/L、温度为200C、搅拌速度为600 r/min、反应时间60min的实验条件下,以铁为阳极时,电流密度为3.333 mA/cm2.初始pH值为6.65,用Na2SO4为电解质,脱色率达到90.3%,脱色能耗4.073 kWh/kg染料,COD去除率33.9%；而以NaCl为电解质,脱色率为88.9%,脱色能耗为5.373 kWh/kg染料；以铝为阳极时,电流密度为2.083 mA/cm2、初始pH值为6.54,用Na2SO4为电解质,脱色率达92.2%,脱色能耗1.844 kWh/kg染料,COD去除率71.0%%；以NaCl为电解质,脱色率92.6%,脱色能耗2.16kWh/kg染料。以铁和铝为阳极,各种影响因素对三种直接染料模拟废水的脱色反应速率常数的影响有所不同。直接绿BE染料模拟废水的脱色反应速率常数受电流密度影响不明显。以铁板作为阳极时,初始pH值对三种直接染料模拟废水的脱色反应速率常数的影响大于以铝板作为阳极。染料初始浓度对直接黄R染料模拟废水的脱色反应速率常数的影响比较明显。三种直接染料模拟废水的脱色反应速率常数受两种电解质Na2SO4和NaCl浓度的影响不大。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X791
【图文】：

电化学实验装备包括：直流电源供电为两极电极、电解槽和电磁揽拌组成。电解槽逡逑材料采用有机玻璃柱，直径８０邋ｍｍ，有效容积４００逦电源采用稳皮稳流电源，可进逡逑恒电流输出。实验中采用的间隔式电解槽为自行设计，装置如图２．１所示；两极电极板置逡逑于电解槽中央，槽中极板固定间距１６ｍｍ，实验水样为自配的Ｓ种直接染料模拟废水。逡逑ｔ逦①稳压、稳流电源；逡逑②磁力加热揽拌器；逡逑口栔逦⑤电解槽；逡逑｜ｍ｜逦￣Ｉ逦ｘ邋④电极（阳极，阴极）逡逑＋邋Ｉ—邋Ｉ逡逑图２．１实验装置逡逑巧ｇ邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ逡逑电解前，采用Ｈ２ＳＯ４或者ＮａＯＨ调整模料废模拟水的初始ｐＨ值到所需的，加入支逡逑持电解质（ＮａｓＳ化或ＮａＣｌ）后取４００ｍＬ染料模拟废水样于（浓度为５０ｍｇ／Ｌ）邋５００ｍＬ逡逑电解槽中，把电极放入电解槽。调整磁力揽拌器的e*拌速度为６００ｒ／ｍｉｎ，待染料模拟废逡逑水温度稳定后接通直流电源。在装置通电起开始计时间，反应过程中保持电流不变，反逡逑应时间为６０ｍｉｎ，关电时记录反应器的电极槽压；反应结束后待气浮和沉降完华，采集逡逑上清液置于石英比色皿中，用紫外一可见吸收光度汁测定其紫外到可见光区的吸光度。逡逑在染料模拟废水的最大吸收波长处根据实验需要测定溶液中直接染料模拟废水的吸光逡逑度、光谱扫描、ＣＯＤ值等

２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，邋ｎｍ逡逑图２．３．直接大红４ＢＥ染料模拟废水的紫夕ｈ－可见吸收光谱逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋ＵＶ－邋Ｖｉｓ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｄｉｒｅｃｔ邋民ｅｄ邋４Ｂ巨邋ｄｙｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ逡逑４邋１逡逑，■邋／Ｗｖ＼逡逑－逡逑Ｉ逡逑０邋－邋—＇邋ｉ邋＇邋Ｉ邋＇＇邋１邋……：逦Ｉ邋＇逦＇邋ｉ：逡逑２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦７００逦８０日逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，邋ｎｍ逡逑图２NB直接绿ＢＥ染料模拟废水的紫外一可见吸收光谱逡逑Ｆ＂ｉｇ．邋２．４邋ＵＶ邋—邋Ｖｉｓ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｄｉｒｅｃｔ邋Ｇｒｅｅｎ邋Ｂ巨邋ｄｙｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ逡逑－２２－逡逑

２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，邋ｎｍ逡逑图２．２．直接黄民染料模拟废水的紫外￣可见吸收光谱逦＾逡逑巧ｇ．邋２．２邋ＵＶ邋—Ｖｉｓ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｄｉｒｅｃｔ邋Ｙｅｌｌｏｗ邋民邋ｄｙｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｗａｓ化ｗａｔｅｒ逡逑；ｈ逡逑■邋１；邋Ｉ逡逑０邋－邋邋邋ｉ逦Ｉ邋．二＿邋１逦．．逦Ｉ逦：邋￣逦Ｉ逦Ｉ邋邋？逡逑２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，邋ｎｍ逡逑图２．３．直接大红４ＢＥ染料模拟废水的紫夕ｈ－可见吸收光谱逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋ＵＶ－邋Ｖｉｓ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｄｉｒｅｃｔ邋民ｅｄ邋４Ｂ巨邋ｄｙｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ逡逑４邋１逡逑，■邋／Ｗｖ＼逡逑－逡逑Ｉ逡逑０邋－邋—＇邋ｉ邋＇邋Ｉ邋＇＇邋１邋……：逦Ｉ邋＇逦＇邋ｉ：逡逑２００逦３００逦４００逦５００逦６００逦７００逦８０日逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，邋ｎｍ逡逑图２NB直接绿ＢＥ染料模拟废水的紫外一可见吸收光谱逡逑Ｆ＂ｉｇ．邋

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 许广勤,俞宏英,李辉勤,樊自拴,孙冬柏,孟惠民,刘国光;贵金属氧化物阳极电解处理乙醇模拟废水的研究[J];江苏环境科技;2004年01期

2 孔荔玺;薛峰;陈莉莉;孙庆业;杨林章;;尾矿吸附模拟废水中磷的初步研究[J];环境污染与防治;2008年05期

3 钱庭宝 ,李春荣 ,王补森 ,朱端慧 ,宋福云 ,陈洪彬 ,何炳林;含硼模拟废水处理的研究[J];原子能科学技术;1982年04期

4 唐世宏;;炼锡废水的治理[J];化工环保;1987年03期

5 李欣欣;王萍;智文诗;龚玉荣;;用轻烧粉处理含氮含磷模拟废水研究[J];石化技术与应用;2012年01期

6 柴多里;洪虹;杨保俊;吴亚利;;催化氧化法处理含芳胺模拟废水的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年08期

7 熊海涛;;荧光淬灭法测定模拟废水与芹菜中的微量镍[J];食品科学;2013年20期

8 梁宏,曾抗美,杨基成,熊平;多维电极法处理高色度活性染料模拟废水影响因素分析[J];环境污染治理技术与设备;2004年04期

9 鲁秀国;刘雪梅;童祯恭;;磁芬顿处理酸性黑10B模拟废水的实验研究[J];环境科学与技术;2008年09期

10 梁宏,曾抗美,杨基成,史济峰,童琪;多维电极法处理高色度活性嫩黄模拟废水的研究[J];四川大学学报(工程科学版);2003年01期

相关会议论文 前6条

1 张琳;肖玫;吴峰;邓南圣;;光化学还原法处理六价铬模拟废水的试验研究[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年

2 鲁建江;李维军;李春;;微波诱导氧化处理模拟废水[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

3 彭书传;安志环;陈天虎;窦婷;;即时合成层状双氢氧化物处理亮蓝模拟废水的研究[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集（上卷）[C];2007年

4 潘峰;楚红杰;;不同金属微电解体系去除橙黄G模拟废水研究[A];河南省化学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年

5 张媛;黄瑞;尹荃;吴旭辉;闫海生;胥维昌;;催化氧化法处理酸性大红GR模拟废水[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集（下）[C];2009年

6 钱湛;铁柏清;孙建;张亚平;韦朝海;;UV／Fe~(3+)H_2O_2体系降解活性艳橙X-GN废水[A];2006第三届全国染整清洁生产、节水节能、降耗新技术交流会论文集[C];2006年

相关博士学位论文 前2条

1 NGUYEN QUANG PHI（阮光飞）;直接染料废水的电化学脱色研究[D];东北大学;2013年

2 解清杰;六氯苯模拟废水的处理及其污染沉积物的修复研究[D];华中科技大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 魏建霞;Pr修饰电极制备及其电催化降解模拟废水研究[D];天津大学;2015年

2 安志环;即时合成层状双氢氧化物去除胭脂红模拟废水的研究[D];合肥工业大学;2007年

3 倪中秀;即时合成层状双氢氧化物去除活性艳蓝模拟废水的研究[D];合肥工业大学;2008年

4 刘新秀;电镀含铜模拟废水破络除铜技术研究[D];华东理工大学;2014年

5 刘汉希;活性染料模拟废水絮凝脱色作用及机理的初步研究[D];南京理工大学;2014年

6 艾锐;UV/H_2O_2处理两种氯代有机磷酸酯模拟废水的研究[D];武汉纺织大学;2013年

7 娄红波;电催化氧化模拟废水的实验研究[D];西北师范大学;2008年

8 陆磊;催化湿式过氧化氢氧化法处理酸性大红-3R模拟废水的研究[D];西北农林科技大学;2010年

9 易俊锋;催化氧化降解H酸模拟废水的研究[D];西北大学;2006年

10 林微;对聚乙二醇的处理研究[D];大连理工大学;2001年

本文编号：2800222