电解法印染废水脱色及COD的测定

电解法印染废水脱色及COD的测定徐景妍李志明王进黄健涵（中南大学应化1101班湖南长沙410083）摘要:本文以粒子群电极极性与活性炭的吸附富集理论为指导，研究电压以及脱色时间对脱色效果的影响，从而找出最适的脱色条件。结果表明相同电压下随电解的时间的延长,脱色效果逐渐降低,且电解电压越大,这种变化更加明显；相同时间下随着电压增大,脱色效果明显下降,且反应器时间越长,这种趋势越大。当电压在5-15V,COD去除率39.41%,脱色率可达90%以上。关键词：电解法；印染废水；脱色处理；活性炭；COD；TreatmentofprintinganddyeingWastewaterinActiveCarbonParticleSwarmElectrocatalyticReactorandCODDetermination(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:ThearticleisBasedonparticleswarmelectrodepolaritywithactivatedcarbonadsorptionenrichmenttheoryastheinstruction,studyingtheeffectofvoltageanddecoloringtimeondecoloringeffect,soastofindoutthebestconditionofdeclorizing.Theresultsshowedthattheextensionofelectrolysistimeofthesamevoltage,therateofdecolorizationdecreasedgradually,especiallytheelectrolysisvoltageishigher.Andasthevoltageincreases,therateofdecolorizationdecreasessignificantly,especiallyinlonghours.thatifthevoltagewas5-15Vandthetimewas10minutes,theremovalrateofCODcouldonly39.41%,andthedecolorationrateexceed90%.1引言随着工业的发展和生活水平的提高，人们对水资源越来越重视。为了解决水资源日益紧张的问题，在寻找新的水资源的同时，人们已把废水的治理以及深度处理和寻找新的水源视为同等重要的问题，我国是个淡水资源严重短缺和供求矛盾突出的国家，更需重视废水治理的问。据统计，2000年全国工业和城镇生活废水排放量为428.4亿吨，比上年度增加3.2%。其中工业废水排放量200.7亿吨，比上年度增加3.5%；城镇生活污水排放量227.7亿吨，比上年增加3.0%。而其中纺织印染行业和燃料行业的排放废水排放量为1.2亿吨。染色和漂染是纺织制造业中的两步关键工序.据成分分析,约50%的染料残留在废水中[1],使得印染废水具有pH变化范围广、温度、色度以及COD和固体悬浮物浓度高、成分复杂等特点.因此,降低色度和去除难降解有机物是处理印染废水的核心问题[2-4]。电催化氧化技术具有氧化能力强、化学药剂消耗量少、适应性强、易于实现自动化控制等优点,逐渐应用于含烃、醛、醇、醚、酚及染料等有机污染物的废水处理[5]。因此研究印染废水的处理技术非常有重要的显示意义。本工作通过在传统电极间填充具有吸附功能的活性炭导电颗粒,增加电极的比表面积和强化电解槽的传质,加快了有机污染物的降解反应速率,降低了废水处理费用,并考察了用自制的活性炭粒子群电催化反应器处理含亚甲基蓝废水的效果。2实验部分2.1仪器与试剂亚甲基蓝人工印染有色废水；0.04167mol/L重铬酸钾标准溶液(K2Cr2O7,AR)；0.2500mol/硫酸亚铁铵标准溶液((NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,AR)；1.5%试亚铁灵；硫酸银-硫酸亚铁溶液。可见分光光度计(722型,上海恒平科学仪器有限公司)；直流稳压电源(YB1731A5A,江苏绿扬电子仪器集团有限公司)；万用电炉(北京中兴伟业仪器有限公司)；500mL三角烧瓶；冷凝管；50.00mL滴定管；50mL量筒2.2活性炭粒子群电催化反应器的制作将为2-3mm活性炭,用筛筛取粉末,称取60-65g,用水浸泡24小时,另外用塑料焊钉剪成2mm长小粒与活性炭颗粒混均匀,一起装入脱色反应器中。两电极埋与反应器的底部。处理废水时废水从上方进入反应器,经处理后从下方出水口流出(图1)。是吸光度随着时间的推移而减小。最后由于脱色效果达到最大而保持不变。由图可知，四个图整体反应的是吸光度随着电压的增大而先增大后小的情况，但在理论中，这种情况是不可能出现的。理想的图线应是吸光度随着电压的增大而逐渐减小最后保持不变。在高压范围内(4-15V),脱色率应随着电压增大而下降,即电压越大,脱色效果越差。3.2计算COD值以50mL自来水作为空白实验,滴定所消耗的硫酸亚铁铵量为25.50mL.未处理前原液(50mL)滴定消耗硫酸亚铁铵量为10.12mL.由反滴定原理可以计算出未处理前原液中COD含量为(25.50-10.12)×0.2500×8000/50=615.2mg/L.取12V电压电解30分钟时的样品50mL,滴定消耗硫酸亚铁铵的量为24.88,同理可计算出处理后样品COD含量为(25.50-24.88)×0.2500×8000/50=24.8mg/L.COD值脱除率为95.97%,可见在此条件下该反应器对废水COD去除效果很好。4实验结果与讨论4.1反应器内活性炭颗粒的量对脱色率的影响反应器中活性炭颗粒的量的多少,直接导致污水脱色效果的好坏。活性炭颗粒越多,脱色率越高,脱色效果越好。但是在实验过程中,由于活性炭量大,吸附效果好,不易饱和,因此不易看出脱色时间的长短对脱色效果的影响,或者短时间内趋势不明显,需要较长的时间才能看出脱色率的变化趋势。在实验过程中,活性炭的量要合适,不能过多也不能过少。若活性炭的量过少,脱色效果会很差,且活性炭很快饱和,影响实验结果。由本实验也可看出在5V、8V、12V下,随取样时间延长脱色效果的差异并不十分明显,这就是由于活性炭量太多的缘故。4.2重铬酸钾法测COD各因素对测定结果影响重铬酸钾法测COD的原理在强酸性溶液中,加入定量的重铬酸钾氧化水中还原性物质,以试亚铁灵作为指示剂,对过量的重铬酸钾用硫酸亚铁铵溶液反滴定,根据硫酸亚铁铵溶液用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。在实验过程中,空白实验的条件要与水样测定的条件一样,才能保证实验结果不受影响。若滴定终点呈绿色,则说明水样里面有机物多,浓度高,重铬酸钾加的量不够,水样中的还原性物质没有全部氧化,这时就需要重新进行实验,增加重铬酸钾加入量或者将水样进行稀释,否则会使测出的COD值比真实值小。从加热之前的溶液颜色可以初步判断样品COD值。溶液越接近重铬酸钾溶液的颜色(橙黄色)COD的值是越低；而黄色越浅,则相应COD值越高；若溶液呈绿色,COD就很高了。本次实验结果吸光度和时间的关系因本次操作问题，导致没有明显的规律出现，在不同的电压下。吸光度随时间的变化有随之变大也有随之变小的情况出现。在理论中应是吸光度随着时间的推移而减小。最后由于脱色效果达到最大而保持不变。参考文献[1]陈梅芹,马晓国,李凡修,李中保.微电解法处理印染废水[J].广东工业大学学报,2004,21(4):80-84.[2]周定,蔡伟民,孙丽欣.印染废水脱色新方法的研究[J].环境化学,1984