电凝聚气浮法对印染废水脱色的实验研究

电凝聚气浮法对印染废水脱色的实验研究电凝聚气浮法对印染废水脱色的实验研究更新时间：2011-11-1110:22来源：作者:阅读：1705网友评论0条印染废水具有高浓度、高色度、成分复杂、有毒有害物质多,可生化性差,排放量大等特点,对水体的污染特别严重。印染废水的常规处理方法主要有:吸附法、氧化还原法、化学凝聚法、离子交换法、超滤法、生化法和电化学法等。这些方法各有一定的局限性,如存在处理费用高、工艺复杂、处理后污泥量大、造成二次污染等问题。电凝聚-气浮法可在1台设备中同时完成电凝聚、电气浮、氧化和还原等过程,具有絮凝、吸附、浮上、氧化还原等作用,无需外加药剂、无二次污染。综合考虑各种方法的优缺点,本实验选择电凝聚-气浮法对印染废水进行脱色处理,采用以铝板为电极的电凝聚法对印染废水进行脱色研究,对有关的操作参数进行了探讨。1实验1.1实验原理电凝聚-气浮法是根据电化学原理,以可溶性金属做电极,在电源作用下净化水质的一种水处理技术。该方法以金属Al或Fe作为阳极,在电流作用下,阳极失去电子,以Al3+或Fe2+的形式溶出;阴极H+得到电子,产生大量的H2。Al3+或Fe2+具有极强的活性,能够和OH-形成具有强絮凝作用的高分子线性物。反应过程产生了新生态的[O]和[H],可分别起到对有机物的氧化和还原作用,最终将污染物降解为CO2和H2O,无需外加药剂且无二次污染[1-2]。此外H2和O2还具有良好的浮升作用,可将絮凝物携带至水面,以便于分离污染物。1.2实验水样实验水样采用实验室自配的模拟印染废水。1.3实验仪器主要设备是RL-1型电凝聚-气浮装置,该装置设有阴阳电极各2块,均采用铝板,电极间距为1cm。该装置能够自动交换正负极,可有效防止电极钝化。1.4实验方法实验时首先将印染废水泵入电凝聚-气浮槽内,待槽内充满水时接通电解电源进行反应,同时开启刮泡机,将浮渣刮除。待一段时间后在污水出口处取样并分析测定其色度。色度的测定采用稀释倍数法。2结果与讨论2.1电凝聚时间对色度去除率的影响取7份初始色度为3125倍的印染废水水样,调节pH=6,电流强度I=2A,倒极时间t=0.5min,电凝聚时间分别为10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min,进行电凝聚-气浮反应。实验完毕后,取样测定处理后废水的色度值,实验数据见表1。从表1可以看出,随电凝聚时间的增加,色度的去除率也随之增加。当电凝聚时间超过20min后,随时间的增长色度的去除率无明显变化,其原因与电凝聚-气浮的原理有关。当电凝聚时间较短时,电极板产生Al3+较少,生成的A(OH)3也就少。因此,电凝聚时间较短时,水样的色度去除率较低。随着电凝聚时间的延长,电极板产生Al3+增多,产生Al(OH)3的量也随之增多,逐渐达到最佳状态。而当电凝聚时间过长时,色度去除率随时间延长而出现下降,是因为电解产生过多的Al(OH)3会使胶体表面电荷发生逆转,破坏了絮凝颗粒的稳定性,循环时间过长,絮体被破坏,絮凝能力下降[3]。考虑到电耗和电极材耗的问题,选择电凝聚时间为20min作为最佳操作时间值。2.2电流强度对色度去除率的影响取5份初始色度为3125倍的印染废水水样,调节pH=6,电凝聚时间为20min,倒极时间为0.5min,电流强度分别为0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A,进行电凝聚-气浮反应。实验完毕后,取样测其色度值,实验数据见表2。从表2可以看出,随电流强度的增加,色度的去除率也随之增加,但电流强度大于1.5A时,色度去除率增幅不大。分析其原因,当电流较小时,铝电极板电解出的Al3+较少,水电解出来的H+和OH-也比较少,因此生成的Al(OH)3和H2也比较少,废水处理不彻底,水中仍有剩余的有机物、悬浮固体等存在,使其处理效果不太理想。而当电流强度较大时,则会产生较多的Al(OH)3,会使出水浑浊,影响处理效果,而且也会使处理成本提高[4]。考虑到电耗和电极材耗的问题,故选择电流强度I=1.5A作为最佳值。2.3pH对色度去除率的影响取7份初始色度为3125倍的印染废水水样,调节电凝聚时间为20min,电流强度I=1.5A,倒极时间为0.5min,用稀H2SO4溶液或者稀NaOH溶液来调节pH值分别为3、4、5、6、7、8、9,进行电凝聚-气浮反应,实验完毕后,取样测其色度值,实验数据见表3。从表3可以看出,进水pH值在3-9范围内时,处理效果均达到60%以上,随pH值的增加,色度的去除率先增大后减小,其原因在于以下两方面:首先pH<4时,溶液中正电荷聚合离子过多,会使胶体电荷改变符号,出现胶体再稳现象,并且不易形成Al(OH)3絮体,起不到凝聚作用;其次pH>10时,溶液中铝离子主要以Al(OH)-4形式存在[5],对负电荷胶体起