电化学方法处理粒子元青染料废水的研究

的难降解#有的色度高#是工业废水回收再循环利用研究 收#缺点是处理效率较低#因此#如何提高其吸附效率是亟
的难题#大量的工业)纺织"造纸或纸浆"食品"皮革*会产 待解决的问题(
生含染料和悬浮颗粒等的废水#且有些染料难以被微生物 针对上述的技术问题#仇勇&R'提供一种用于染料废水
降解#对人类"水生生物和微生物有毒#其中许多具有致癌 处理的吸附材料及其制备方法#采用静电纺丝法制备的纺
粒子元青染料废水的吸光度随电解时间的变化曲线
如图) 所示( 从图中可以看出#粒子元青染料废水的吸光
图$ 实验装置
度情况!% 到$% 分钟内#染料废水的吸光度由原来的%&000 降为%&(('#通过公式计算#降解率为3'&$%e+$% 到)% 分
$&) 仪器与材料
钟内#染料废水的吸光度由%&((' 降为%&)%3#降解率为
率达最大值(
)(*电化学氧化降解粒子元青染料废水的最佳工艺条
件为!进水浓度为)RGN*8#电流密度(&%6*KG) #电解质浓
度为)R&%N*8#电解时间为3%G/-#该条件下粒子元青的降
解率为1^&R(e(
参考文献
($)王爱民"曲久辉"姜桂兰&电化学方法降解酸性红
图3 电流密度对降解率的影响
研究 环境科学 9 (_)&
解#准确称取电解质氯化钠#搅拌溶解后#用水定容至$8
容量瓶中(
$&(&) 实验过程
准确量取R%%G8粒子元青染料废水#放入烧杯中#打
开磁力搅拌器电源#启动搅拌( 调节好电解电源的电流#
在不同的电解时间取样#脱色率的测定方法为!实验前#用
可见分光光度计测定波长R00-G处的吸光度) 以下简称
6LA*#?时间时#同样在波长R00-G处测量废水的6LA#染 料脱色率计算公式为!
酚废水的研究( _) &环境科学与技术")%%1"(%#$)$ '0020'&
(R)仇勇&一种用于染料废水处理的吸附材料及其制
备方法中国 ' "$$033%^1%6(:)&)%)(2%12$^&
(0)史卫强"季亦强"刘贵祥"等&推流式厌氧生物2电
化学工艺染料废水处理装置及方法' 中国" $$R1^3R()6
分钟时#吸光
料的降解率为0$&^$e+粒子元青染料浓度为)RGN*8条件
度为 降解率为 %&$R$#
11&((e(
下#电解3% 分钟时#粒子元青染料的降解率为11&((e#粒
)&( 电流密度的影响
子元青染料浓度为R%GN*8条件下#电解3% 分钟时#粒子
准确量取R%%G8粒子元青染料废水#放入烧杯中#打 元青染料的降解率为13&00e(
$&)&$ 实验材料
0'&(1e+)% 到(% 分钟内#染料废水的吸光度由%&)%3 降
粒子元青)原染料#天津市亚东化工有限公司*+氯化
为 降解率为 %&$11#
1(&3)e+(%
到3%
分钟内#染料废水的
钠)分析纯#佛山西陇化工有限公司*+电解阳极"阴极)7/ 吸光度由%&$11 降为%&$RR#降解率为11&((e#降解率从
电流密度以及进水浓度对粒子元青脱色效率的影响 结果表明增加电流密度提高电解质浓度延长反应时间有利于粒
子元青色度的脱除对于含有)RGN*8的粒子元青溶液电解质TCUI的质量浓度为)R
电流密度为 &%N*8
(&%6*KG)
电解
时间3%G/-溶液的脱色率达到1^&R(e
关键词电化学氧化粒子元青染料废水
性"致畸性"诱变性( 目前#染料废水的处理有物理法"化 丝膜具有独特的网状结构和互相连通的孔道#首先在纺丝
学法"生物化学法#化学法包括!化学混凝法"电化学氧化 膜的表面#吸附染料分子#染料分子再进入纺丝膜的孔道
法"高级氧化法等&$23'#电化学氧化法具有结构简单"降解 内#主要依靠扩散作用#同时#因为纺丝膜有很高的孔隙
和R%GN*8条件下#实验结果如图R 所示(
())李金玉"韩巍"王西奎"等&电化学方法处理邻硝基
氯苯的研究 环境工程学报 (_)&
")%$%"3#3$ '^0$2^03&
(()冯国刚&氧化亚铜光催化降解活性艳红的研究
环境工程学报 (_)&
")%$%"3#$)$ ')^)(2)^)0&
(3)卢永"严莲荷"姜怡勤"等&镀铜铁内电解预处理含
机械化工
!"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%)(($%)R
科技风 /0/1 年 22 月
电化学方法处理粒子元青染料废水的研究
王晓盈4陈淑婷4王枷楠4杨富国
佛山科学技术学院环境与化学工程学院!广东佛山!&"+$$$
摘4要采用钛网作为阳极钛网为阴极对粒子元青模拟染料废水进行了实验研究探讨了电解时间电解质浓度
质浓度为 电流密度为 )R&%N*8#
(&%6*KG)
#电解3%
分钟
时#吸光度为%&$3(#降解率为1^&R(e( 通过比较#电流密
度宜取(&%6*KG) (
)&3 染料初始浓度的影响
准确量取R%%G8粒子元青染料废水#放入烧杯中#打
开磁力搅拌器电源#启动搅拌( 在电解质浓度为)R&%N*8#
Байду номын сангаас
电流密度为)&R6*KG) #粒子元青染料浓度分别为)RGN*8
随废水直接进入水体环境的染料#就有$% 万])% 万吨( 对生态环境会带来一定的影响( 所以#染料废水对人类"
染料生产过程中#由于金属"盐类与联苯胺类化合物"苯 环境及自然生物都产生了一定的危害&0'(
胺"蒽醌及苯系等物质螯合#产生的废水大多含金属离子 大量的合成染料在纺织"皮革"造纸"塑料和橡胶等行
): Z+% ;+<[$%% +%
式中#6% 为初始染料吸光度#6?为?时间的染料吸 光度(
图( TCU/浓度的影响
随着电解的进行#吸光度的变化如图( 所示( 由图(
可见随着电解质浓度由 增加到 #
$R&%N*8")%&%N*8#
)R&%N*8#
粒子元青染料废水的吸光度逐渐减小#降解率增加显著(
在粒子元青染料废水的浓度不变#电流密度不变#电解质
开磁力搅拌器电源#启动搅拌( 电流密度为)&R6*KG)#电
%实验部分
解质浓度为)R&%N*8条件下#实验结果如图) 所示(
$&$ 实验装置
实验装置如图$ 所示( 实验采用的水样#为自配的粒
子元青染料溶液#体积为R%%G8#电解阳极"阴极都采用7/
网#电解槽采用玻璃烧杯#槽中极板固定间距R%GG(
图) 电解时间对色度的影响
化学氧化法与光催化氧化法有机结合#半导体光催化剂的 分复杂"含有机物种类多( 在印染过程中#酸"碱"无机盐
光催化活性有效得到提高#并明显地阻止了光生电子空穴 及染料等被大量使用#特别是染料#分子中含有极性基团"
对的复合#可以高效氧化降解有机污染物( 它不仅可解决 显色基团等#结构也特别复杂#不易被降解#生物处理性也
和盐#显酸性或碱性#有的含氯化物或溴化物#染料废水色 业中用于产品着色#但实际的染色过程中仅有部分染料被
度高"化学需氧量也高#是目前最难处理的有机废水之一( 有效利用#剩余部分则残存于水中( 此外#以氯化钠和硫
我国水环境安全受到威胁的重要原因之一#是大量染料废 酸钠为代表的无机盐常作为染色助剂加入#以增强织物对
网#创良科技有限公司*(
1(&3)e升高到11l((e#这一时间段为色度的缓慢去除
$&)&) 实验仪器
阶段(
紫外可见分光光度计)7a2$^$% 型#北京普析通用仪 )&) 电解质浓度的影响
器有限责任公司*#直流稳压电源)7:=2$R$% 型#创良科技 准确量取R%%G8粒子元青染料废水#放入烧杯中#打
水#排入我国水体环境(
染料的吸收而提高上染率#这样即产生大量富含染料的高
目前#处理染料废水的常用方法有膜过滤法"化学法" 盐度废水(
生物法及物理吸附法#在这3 种方法中#较为传统的方法 未经合理处置的此类废水直接排放#不仅是对水资
*(
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有限公司*#恒温磁力搅拌器)^R2) 型#巩义市予华仪器有 开磁力搅拌器电源#启动搅拌( 电流密度为)&R6*KG)#添
限责任公司*(
加电解质浓度分别为 条件下 $R&%N*8")%&%N*8")R&%N*8
#
$&( 实验方法
实验结果如图( 所示(
$&(&$ 染料废水的配制
用称量纸称取粒子元青)RGN#放入烧杯中#加水溶
( :) &)%)(2%(2$3&
(1)蔡本安"杜乔琛"龙城君"等&一种染料废水处理与 有效资源回收装置中国 ' "$$0R(3'3%6(:)&)%)(2%^2%3&
基金项目广东大学生科技创新培育专项资金资助项
目编号 # 'BK+@)%))L%R3'$"佛山科学技术学院大学生创新
创业训练计划项目"佛山市土壤污染修复工程技术研究
44随着工业化进程的加快#水污染问题已成为各国政府 是物理吸附法#是指气体或液体)流体*混合物中一种或多
和研究人员普遍关注的问题( 含染料废水是主要的环境 种组分#被吸附剂)一般是多孔固体*积聚或凝缩在其表
问题之一#由于染料废水含有毒或有害化学成分较多#有 面#进而达到分离的方法( 常规的物理吸附法优点是可回
解3% 分钟时#吸光度为%&)1^#降解率为R^&)0e+电解质 )% 分钟时#粒子元青染料的降解率为0'&(1e#粒子元青
浓度为 电解 )%&%N*8# 3% 分钟时#吸光度为%&)R(#降解率 染料浓度为R%GN*8条件下#电解)% 分钟时#粒子元青染
为 电解质浓度为 电解 0)&%$e+
)R&%N*8# 3%
据统计#在我国染料行业#废水排放量大约是133G( *吨染 物生长也会造成不利影响#属于有毒有害的有机污染物(
料#染料中的$%e ])%e#在使用和生产过程中#被排入水 染料废水具有吸光性#会使水的清澈度降低#水变得
体中( 假如按我国染料生产总量计算#仅在)%)$ 年一年# 浑浊不清#降低了水生物的生存功能#伤害了水中的生物#
中心
作者简介王晓盈#)%%),4$"女"广东佛山人"本科
在读"主要研究方向'环境工程!
电化学氧化中经常出现的电极钝化现象#也克服了粉体光 很差( 假如在染料废水中#含有一些萘"酚类物质#毒性就
催化剂需后续分离的问题(
会增加#尽管通过各种处理手段#在废水中还会残留这些
目前我国染料产量位居世界第一#世界染料总产量的 污染物( 排出的染料废水对人们的健康有危害#因为其含
六成在中国生产( 同时#染料生产过程中#耗能高"污染大( 有大量的有毒有害化合物#水质也十分复杂#对大自然的生
.科技风 /0/1 年 22 月
机械化工
源"有价值染料和无机盐的浪费#而且还将严重威胁环境 "结果与讨论
与人体健康( 传统的印染废水处理方法主要有吸附"高级 )&$ 电解时间的影响
氧化"混凝*絮凝及生物降解等#但这些方法主要用于废水 准确量取R%%G8粒子元青染料废水#放入烧杯中#打
中染料的去除#无法实现有价资源的回收&1' (
")%%(")3'$%^2$$$&
随着电解的进行#粒子元青染料废水降解率的变化如
图3 所示( 由图3 可见#随着电流密度由)&R6*KG) 增加
到(&%6*KG) #粒子元青染料废水的吸光度逐渐减小#降解
率增加( 电解质浓度为)R&%N*8#电流密度为)&R6*KG)#
电解3% 分钟时#吸光度为%&$R$#降解率为11&((e+电解
*&
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机械化工
科技风 /0/1 年 22 月
浓度不同的条件下#电解质的浓度越高#粒子元青染料废 44由图R 可以看出#在电解质浓度为)R&%N*8#电流密度
水的吸光度越小#降解率越大( 电解质浓度为$R&%N*8#电 为)&R6*KG)#粒子元青染料浓度为)RGN*8条件下#电解
开磁力搅拌器电源#启动搅拌( 在电解质浓度为)R&%N*8# #结论
电流密度分别为)&R6*KG)"(&%6*KG) 条件下#实验结果 )$*在粒子元青染料的浓度不变的条件下#电流密度
如图3 所示(
越大#电解质浓度越高#粒子元青染料的降解率越高(
))*用电化学方法降解粒子元青染料废水#以钛网分
别为阳极"阴极#采用TCUI为电解质#电解3% 分钟#降解
效率高"无毒害成分形成等优点( 光电催化技术被认为是 率"比表面积巨大#可以大量提供与染料分子相互作用的
满足日益增长的能源需求和提供有效的废水处理的一种 吸附活性点位#使得纺丝膜对染料分子的吸附容量更高(
很有前途的高级氧化水处理技术#它通过协同效应#使电 染料废水是一种很难进行降解处理的废水#因为其成