内电解_磁种助凝法处理印染废水的研究_朱又春

第13卷第2期1卯6年6月广东工学院学报Jo二alofGual喝donglnstituteofTeehnolo留Vol.13No.2Junel卯6内电解一磁种助凝法处理印染废水的研究’朱又春段瑞文①(广东工业大学环境与资源工程系,广州,51以巧心)摘要研究了内电解法与磁种助凝结合处理印染废水的工艺及其可行性,对影响处理效果的主要因素进行了探讨。实验表明,废水的COD去除率可达84%以上,脱色率可达95%以上。关键词内电解;磁助凝;印染废水处理中圈资料法分类号X703目叮舀近年来,随着印染行业的不断发展,印染废水已成为主要工业废水之一,对印染废水的治理越来越受到重视。目前在印染废水治理中,所采用的电化学法包括需要外电源的电解法和不需外电源的内电解法,其处理效果均较好,但前者消耗电能,使用的钢板电极易损耗,需经常更换;后者常需与其他方法组合处理,如内电解一混凝组合工艺【`〕、内电解一絮凝沉淀一砂滤组合工艺侧等才能取得较好的效果。另外,高梯度磁分离法在印染废水的处理中虽有应用,但据文献报道s[,4],其处理效果不理想,特别是当废水含有机物较多时,不宜采用该法。本文将内电解法与磁助凝法结合起来处理印染废水,充分利用内电解法与磁助凝法各自的优点,通过内电解降低原废水的COD和色度,再以内电解过程中产生的ezF+、esF+作混凝剂,通过投加磁种的助凝作用,利用磁分离法加速固液分离,进一步降低废水的COD和色度。1基本原理1.1内电解的作用机制当将含碳铸铁或钢屑(以下简称铁屑)浸于具有传导性的电解质溶液中时,就形成无数个微小的原电池,在其作用空间构成一个电场。电位低的铁作阳极,电位高的碳化铁作阴极。电极反应如下:阳极:eF一Ze一FeZ十(l)E。(ezF`/凡)二一0.4V;阴极:ZH++Ze一2[H」一H:个(2)收稿日期:1卯6一01一24·)一东省自然科学基金资助项目①蔡援非、洪苏豪,罗智、阮士巩等参加过部分试验工作第2期朱又春段瑞文:内电解—磁种助凝法处理印染废水的研究Eo(H`/伙)=o·oV;02+4H++4e一ZHZO(3)百o(仇)=1.23V;O:+ZHZO+4e一4OH一(4)EO(飞/oH一)二0.4lV.从上述反应式可知,由于eFZ`的不断生成,进人溶液中,能有效地克服阳极的极化作用,促进铁的电化学腐蚀。溶液中eFZ十能形成具有较高絮凝吸附活性的絮凝剂,能有效地去除印染废水中的胶体微粒和杂质:在偏酸性溶液中,电极反应产生的新生态【H〕能与溶液中的许多组分发生氧化还原反应,可破坏染色废水中染料分子发色基团,达到脱色目的。因此,可以认为内电解处理印染废水的机理是通过氧化还原、电催化、吸附絮凝等综合作用的结果。1.2磁助凝作用采用磁分离法去除非磁性污染物,必须先投加磁种(如eF3q)进行助凝。磁助凝过程是利用磁种本身的良好磁学特性来加速接种过程的。aeF氏是具有自发磁化的铁磁性物质,它的磁矩来源于电子自旋产生的原子磁矩,在磁畴范围内是平行的,但通常各相邻磁畴间磁矩方向不一致,合成磁矩为零,不表现磁性;在磁场作用下,各磁矩与磁场方向趋于一致,这就有了磁性。当达到饱和状态后,磁场即使回复到零,残仇仍会具有一定的磁感应强度,这种磁感应强度称为剩磁。磁助凝正是利用磁种的剩磁,在混凝剂同时作用下,使颗粒相互吸引而聚结长大,从而加速悬浮物的分离过程,提高分离效果。2实验方法2.1实验装置内电解一磁助凝的实验装置如图1所示。2.2内电解实验方法用10%NaOH溶液调高位水槽内废水的pH值,控制流速,废水经内电解处理后,在内电解柱出水口处取样,测定出水的coD。、色度,并计算去除率。cocDr用重铬酸钾法测定图1内电解一磁助凝法工艺流程图1一泵;2一高位水槽;3一流量计;4一内电解柱;5一中和槽;6一磁分离器;色度用稀释倍数法测定。2.3磁助凝实验方法废水经内电解后流人中和槽。在中和槽中加10%NaOH溶液调pH至8左右,取样,测浊度或悬浮物量。同时加磁种(残仇)于中和槽中,用永久磁铁使磁种磁化,搅拌smin,静置一定时间,取上层液测其浊度或悬浮物量。磁助凝效果由浊度去除率大小或悬浮物去除率大小表示。去除率越大,磁助凝效果就越好。浊度去除率(%)二处理前浊度一处理后浊度处理前浊度10%广东工学院学报第13卷悬浮物去除率(%)=浊度由比浊法测定。2.4实验废水水质处理前悬浮物量一处理后悬浮物量处理前悬浮物量xl以)%广州某印染厂废水,浅红色,pH为4一6,含有直接染料,活性染料,以及少量阳离子染料。CODer为4创〕一1250叱/L,色度为20一730倍。3实验结果与讨论3.1影响内电解处理效果的因素3.1.1酸度的影晌在不同pH值条件下,进行内电解处理印染废水的实验,其结果见表l。由表1可知,声值越小,表1不同pH的内电解处理效果coD