微電解處理分散染料廢水的研究

摘 要:實驗研究了分散染料生產廢水的鐵屑法微電解處理。研究結果表明:色 度去除有明顯效果，COD去除效果不明顯。正交試驗和單因素試驗得到結果為:操作 條件控制在pH<2.0、Fe屑投加量≥5g/L、反應時間在30min通足量空氣攪拌，微電解 處理分散染料生產廢水，可獲得滿意的脫色效果。色度去除率可達90%以上，CODCr 去除率在10%左右。 

本文介紹用微電解法[1-5]對某染料生產廢水進行預處理的實驗研究，對影響脫 色效果的因素作了初步探索。 

1 廢水水質 

廢水取自某染料化工廠，該廠主要生產分散染料。實驗廢水取用該廠染料離心母 液和洗滌廢水。廢水水質:pH為0.1~0.9、CODCr為10 000~50 000mg/L、色度為4 000 ~20 000(倍)。廢水中主要污染物為芳、雜環類化合物，環上含硝基、氯、溴、二乙基 和氰乙基等基團。 

2 實驗方法
采用分批全混釜式反應器和連續流化床反應器，反應器容積為2.0 L，每次取配制 到一定濃度的染料廢水1000mL，加入一定量的鐵屑，通空氣或采用機械攪拌使進行反 應。定時測定pH值并同步采樣，樣品經中和、沉淀，測定上清液的CODCr、BOD5和色度。 

3 結果和討論
3.1 正交試驗結果 

以pH、鐵屑量(Fe)、反應時間(t)及曝氣充氧量(G以氣含率表示)四因子，三水平作 正交試驗，以色度和CODCr去除率為指標，實驗設計及結果見表1。 

正交試驗結果表明:微電解法對染料廢水的色度去除明顯，去除率可達90%以 上，CODCr去除效果不明顯，去除率不超過10%。在試驗范圍內，廢水的pH值愈低， 通氣量愈大，反應時間愈長，鐵屑投加量愈多，染料廢水色度去除率愈大。顯著性分 析結果表明:在實驗范圍內，影響色度去除的各因素作用大小順序為:pH值>通氣量 >反應時間>鐵屑投加量;影響CODCr去除的各因素作用大小順序為:反應時間>pH 值>通氣量和鐵屑投加量。
以各因子最優值進行實驗，結果如表2。

3.2 影響因素與去除率關系的實驗結果 

3.2.1 反應時間與色度、CODCr去除率關系 

實驗條件:廢水初始CODCr=9250mg/L、初始色度為4000(倍)、pH=1.0、鐵屑投 加量為30g/L、氣含率為0.48、反應溫度20°C。 實驗結果見圖1。 

反應時間與去除率關系的單因素試驗表明:反應時間愈長，色度和CODCr去除率愈高。反應時間在30min內，色度去除率隨時間增長幾乎是線性增加，30min后，色度 去除率增加平緩，延長反應時間，對增加去除率作用較小。反應時間在90min內， CODCr去除率隨反應時間的增長幾乎呈線性增加，90min后，去除率增加趨于平緩。表 明微電解反應過程中，反應前期破壞或轉化顯色基團的機理占主導地位，應中、后 期，有機物分子進一步被分解成低分子穩定物的機理同時得到加強。

 3.2.2 廢水初始pH與色度、CODCr去除率關系 

實驗條件:CODCr=8 180~9 490mg/L、初始色度=4 000(倍)、鐵屑投加量為30g/ L、反應時間t=60min、氣含率為0.48、反應溫度T=18°C~20°C。實驗結果見圖2。

4

廢水初始pH值與去除率關系的單因素試驗表明:廢水初始pH值愈低，色度和 CODCr去除率愈高。廢水初始pH值<2.0時，微電解法對染料廢水有較高的脫色作用，脫色率可達90%以上，當廢水初始pH值>2.0時，脫色率呈線性下降。廢水初始pH值對 CODCr的去除影響不明顯，降低初始pH值對提高CODCr去除率作用不大。 

3.2.3 鐵屑投加量與色度、CODCr去除率關系
實驗條件:CODCr=9 250~9 990mg/L、初始色度=4 000(倍)、pH=1.0、反應時間 t=60min、氣含率0.48、反應溫度T=20°C~22°C，實驗結果見圖3。 

鐵屑投加量與去除率關系的單因素試驗表明:鐵屑投加量愈大，色度和CODCr的去除率愈高。鐵屑投加量<5g/L時，投加量對色度去除率影響較明顯，當鐵屑投加量 >5g/L后，投加量對色度去除率影響不明顯，上升趨勢平緩。鐵屑投加量對CODCr的去除率影響不明顯，整個試驗范圍，CODCr去除率上升趨勢平緩。實際過程中，鐵屑的消耗量很少，只要有足夠的反應表面積，鐵屑投加量在1g/L時，譚福環保仍可獲得很好的效果。 

4 結 論 

微電解法處理分散染料廢水有顯著的脫色效果，脫色率可達90%以上。但CODCr 的去除率較低，只有10%左右。 正交試驗表明，對色度去除率影響較顯著的因素是廢水的初始pH和通氣量。對 CODCr去除率影響較顯著的是廢水初始pH和反應時間，譚福環保。 

單因素試驗表明:微電解處理分散染料廢水的操作條件控制在廢水初始pH值< 2.0，鐵屑投加量≥5g/L，反應時間控制在30min并通足量空氣進行攪拌，可以獲得脫色 去除率>90%以上的效果。