铁碳微电解预处理直接黄11废水试验研究

第17卷第2期2017年1月1671—1815(2017)002-0130-05科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.17No.2Jan.2017©2017Sci.Tech.Engrg.铁碳微电解预处理直接黄11废水试验研究张利刘松胡耀笛刘会应张业中戴捷(长江大学化学与环境工程学院，荆州434〇23)摘要采用铁碳微电解对直接黄11废水进行预处理，考察了pH、反应时间和温度对处理效果的影响。通过正交实验确定最佳处理参数为：pH=2,反应时间2h，温度为40丈。在最佳工况下C0Z)去除率可达65%以上，色度去除率达92%以上。处理过程的紫外光谱分析结果表明，铁碳微电解能氧化断开普通共轭结构，较大程度提高废水的可生化性。通过对C0Z)和色度的动力学分析表明，铁碳微电解降解直接黄11废水过程为一级动力学反应，相应的速率常数分别为0.2231T1和0.7781T1。关键词直接黄11微电解紫外光谱动力学中图法分类号X703.1;文献标志码B偶氮类染料具备化学性质稳定、染色牢固等特点，是目前应用最广泛的染料，其生产废水COD和色度偏高，且可生化性差，处理难度很大[1]。氧化预处理是提高该类废水可生化性差的常用手段，通常包括湿式氧化、Fenton氧化及电化学氧化等方法[2^4]，其中铁碳微电解是一种利用原电池原理，兼具吸附、氧化以及絮凝功能的电化学氧化技术，具有处理效率高、成本低且无二次污染等优点[5]。铁碳微电解在偶氮类染料废水处理上的应用研究已见诸报道，但大部分研究是以模拟废水为研究Xt象[M]，研究成果理论价值高，但对实际工程指导意义略有欠缺。偶氮类染料废水是包含芳环、偶氮等结构单元有机物的混合体，实际的氧化过程与模拟结果出入较大，以工程应用为目的的研究宜选择实际废水为处理对象。直接黄11(分子式:C16H1QN2Na207S2)是一种具有代表性的偶氮染料，其废水具有偶氮染料废水的典型特征（高（高COD、高、高色度、高盐、低S0R/COD)。课题组选择该废水为处理对象，考察铁碳微电解工艺的预处理能力。首先采用酸析对废水进行预处理，继而通过单因素及**正交试验确定铁碳微电解的运行参数;与此同时，通过处理过程紫外谱图的变化，初步探讨有机物降解原理，并对废水COD、色度去除的动力学过程进行分析;据此综合评估铁碳微电解工艺的预处理能力，为直接黄11废水的实际处理工程应用提供参考。1实验材料及方法1.1仪器与试剂1.1仪器与试剂铁碳微电解反应器（自制）、PB—10PH计（美国赛多利斯）、陶瓷曝气器、森森AC0—003型鼓风机等、UV—2450型紫外分光光度计（日本岛津）；铁碳材料（铁碳比为1:1)、浓HC1(36%)、浓硫酸、重铬酸钾、硫酸银等。1.2水质分析1.2水质分析废水取自湖北省某企业生产直接黄11染料产生的废水，部分水质指标见表1。表1直接黄11废水水质Table1Qualityofdirectyellow11wastewater指标COD/(mg-L-1)色度/倍pH测定值13000~1500090000~1200008.32016年7月27日收到国家自然科学基金（21173026)、湖北省自然科学基金重点项目（2013CFA107)资助第一作者简介：张利（1991一），女，硕士研究生。E-mail:964324537@qq.com0*通信作者简介:戴捷。E-mail:jiedail969@126.com。引用格式:张利，刘松，胡耀笛，等.铁碳微电解预处理直接黄11废水试验研究[J]•科学技术与工程，2017,17(2):130—134ZhangLi,LiuSong,HuYaodi,etal.Studyonthepretreat­mentofdirectyellow11wastewaterbyiron-carbonmicro-elec­trolysis[J].ScienceTechnologyandEngineering,2017,17(2)：130—1341.3试验方法1.3试验方法图1为实验装置，反应器为圆柱形，直径约15cm,高30cm,有效容积为5L,空隙比约0.65。用HC1和NaOH调节PH,恒温水浴锅调节反应温度，COD测定采用重铬酸钾法、色度测定采用稀释倍数法。水样经0.45pm滤膜过滤后，在紫外光谱波长为200~600mn条件下扫描。2结果与讨论2.1酸析2.1酸析pH的确定的确定酸析能使染料废水中有毒物质或基团被破坏，2期张利，等:铁碳微电解预处理直接黄11废水试验研究13100.51.01.52.02.5t/h(a)时间09D和色度去除的影响图1铁碳微电解装置^意图铁碳微电解装置^意图Fig.1Schematicdiagramofferric-carbonmicro-