鐵炭微電解處理印染廢水的實驗研究

辛建宗 張哲源 雷聞雨 劉 樂

（西安工業大學建筑工程學院 陜西西安 710021）

引言

印染廢水是加工棉、麻、化學纖維及其混紡產品為主的印染廠排出的廢水,具有水量大、有機物含量高、色度深、水質變化大的特點，屬難處理工業廢水。

鐵炭微電解技術是20世紀后期發展起來的一種有效的水處理方法，具有適用范圍廣、使用壽命長、處理效果好、成本低等優點，尤其對于色度高的工業廢水具有較明顯的技術優勢，已廣泛使用于印染、制藥、造紙、石油、化工等多種工業廢水的處理[1-6]。

1 實驗部分

本實驗主要采用的試劑有還原性鐵粉、活性炭、硫酸溶液、碳酸氫銨、膨潤土，均為分析純。主要儀器設備有TP114型電子天平、DHG-9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱、SXF-5-12型可編程高溫爐、單佛PH計、721型可見分光光度計。

實驗時準確稱取1.0000g固體直接青藍置于燒杯中，加入少量蒸餾水使其溶解，然后將其轉移至1L容量瓶中，定容、搖勻，配置成直接青藍濃度1g/L的模擬廢水。

將鐵粉、炭粉、膨潤土、碳酸氫銨按不同比例混合，加少量蒸餾水攪拌制成顆粒狀，80℃烘干45min，放入高溫箱400℃加熱2小時，冷卻后取出放入密閉容器待用。

取一定量直接青藍儲備液，置于200ml燒杯中，用蒸餾水稀釋至250mg/L，加入1mol/L的硫酸溶液調節水樣的pH值將稱好的鐵炭填料加入到水樣中，吸附穩定后，曝氣待反應一定時間，取上層清液測定其在特征吸收峰（λ＝560nm）處的吸光度值,用下式計算脫色率。

公式中：R為直接青藍去除率（%）；A0為直接青藍溶液的初始吸光度值；A1為微電解降解后的直接青藍溶液吸光度值。

2 分析與討論

2.1 鐵炭比對處理效果的影響

在制作鐵炭填料時，制成鐵炭比為 1∶0.5、1.5∶1、1∶1、1∶1.5、1∶2的鐵炭填料，控制其他實驗條件不變，反應一段時間后，取上清液測定特征吸收峰處的吸光度值，實驗結果如表1。

表1 鐵炭質量比對脫色率的影響

由表1可知，鐵炭比對微電解反映影響較大，鐵炭填料在溶液中形成大量微型原電池，這些原電池會影響鐵炭微電解反應的處理效果。當鐵炭比過大時，炭相對較少，廢水中的原電池數量不夠，更多的鐵與氫離子反應，導致去除率的下降；鐵炭比過小時，過量的活性炭導致原電池數量減少，綜合考慮，確定最佳的鐵炭質量比為1∶1。

2.2 pH值對處理效果的影響

在不同的pH值下參加原電池反應的離子數目及產物存在差異，酸性過弱，參加原電池反應的氫離子數目不足，處理效果不好，影響微電解反應進行；酸性太強會破壞以Fe2+為膠凝中心的絮凝體的形成。因此，pH值應控制在一定范圍內。

固定其他實驗條件不變，用硫酸溶液調節原溶液的pH值，分別為 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0，測定特征吸收峰處的吸光度值，其結果如表2所示。

由表2可以看出，pH值影響鐵碳微電解對廢水處理的效果，當pH=1.5時，脫色率最高，去除率最大，因此，本實驗最佳初始pH值為1.5左右。

表2 初始pH值對處理效果的影響

2.3 反應時間對處理效果的影響

其他實驗條件不變，分別取反應時間為20、40、60、80及100min的上清液測定特征吸收峰處的吸光度值，反應時間對處理效果的影響如表3,可知反應時間也是影響的重要因素之一。反應時間短，則反應不充分，脫色率低。隨著時間的延長微電池的數量逐漸保持不變，反應基本不會繼續進行，綜上考慮，實驗選擇最佳反應時間60min。

表3 反應時間對處理效果的影響

結語

本實驗得到的最佳條件是：初始pH值為1.5，鐵炭質量比為1∶1，反應時間是60min，去除率可達85%。微電解所采用的鐵粉可由廢棄鐵屑代替，炭粉可用廢棄黑炭粉末代替，不僅能有效的處理染料廢水，還可以“以廢治廢”，有助于節能。