铁屑过滤－光催化氧化处理染料废水

第15卷第3期2003年9月江苏工业学院学报J0URNALOFJlANGSUPOLYTECHNlCUNlVERSlTYVoI．15NO．3Sep．2003文章编号：1005—8893(2003)03—0027—03铁屑过滤一光催化氧化处理染料废水张智宏，宋封琦(江苏工业学院化学工程系。江苏常州213016)摘要：探讨了采用铁屑过滤一光催化氧化法处理印染废水和合成染料废水的工艺，与单独用铁屑过滤法和光俚化氧化法进行比较，结果表明将两者联合使用效果较好，对印染废水和染料废水的脱色率分别达91、85。对COD的去除率也分别达73％和44％。关键词：铁屑过滤l光催化l染料废水中圈分类号：X703．1文献标识码：A印染和染料化工中产生的废水是含染料的着色废水，它含有大量的有机化合物及助剂，对环境和生态造成很大危害，而工业用染料往往是分子结构和特征不确定的混合物，化学成分上存在着很大差异，是目前难处理的工业废水之一。本文尝试采用铁屑过滤一光催化氧化联合处理此类废水。铁屑过滤法处理工艺简单，运转费用低，可明显降低色度和COD，而铁屑来源于钢铁加工生产的废料，符合以废治废的方针，而近年来发展起来的光催化氧化法具有省资、高效，最终使有机物完全矿化的优点D,23，可弥补铁屑法对不同种类染料处理效果差异大的问题[3“]，进一步降低废水中复杂的有机物，且铁屑法处理后的废水中产生的Fe。可加强光催化氧化效果[53，所以联合处理综合了二者的长处。本文分别用5种染料溶液考察影响处理效果的因素，在此基础上处理合成染料废水和印染废水，均取得较好的效果，说明了此法的可行性。1实验材料与方法1．1实验方法实验装置如图1。废水在调节酸度和流量后经铁屑柱过滤，出水经静置，进行光催化氧化降解。染料溶液的脱色率D，D=(A。一A)／A。×100％，其中A。、A分别是处理前后溶液在最大波长处的吸光度。1．磁力搅拌器l2．废水储槽l3．调节阀，4．流量计，5．铁屑柱l6．沉淀槽l7．光催化槽l8．高压汞灯l9．微型空气泵，10．卸料阀圈1试验装置圈1．2仪器和材料铁屑柱(自制，长66mm，直径1．55cm玻璃柱，内装工业废铸铁屑)；二氧化钛(自制，固载在多孔硅胶上，4O～6O目)；光催化光源为250W高压汞灯(飞利浦亚明照明有限公司)；微型空气泵(振化电器实业公司)；UV一160紫外可见分光光度计；分散红，还原黑(江苏亚邦集团公司)；酸性黄，酸性蓝，直接湖蓝(由常州染料厂提供)；废水取自常州市某印染厂和染料厂。收稿日期：2OO3一O5—19作者简介：张智宏(1966一)。女。江苏丹阳人，副教授，主要研究方向为精细化工及工业分析。维普资讯http://www.cqvip.com·28·江苏工业学院学报2003皇2‘实验结果与讨论2．1pH值对处理效果的影响染料废水进水浓度和COD分别为：分散红为0．069g／L、463．7mg／L；还原黑为0．040g／L、685．4mg／L；酸性黄为0．038g／L、448rag／L；酸性蓝为0．070g／L、151．3mg／L；直接湖兰为0．044g／L、123．6mg／L。用稀盐酸调节进水时染料溶液的pH值，考察pH值对处理效果的影响。pH值对脱色率的影响见图2。10090．80鼍也】翟706050UZ4b10pll—●一分靛红一-iiiliM—·一酸性黄—*一■性苴一直接湖苴圈2pH值对脱色率的影响从图中可以看出对不溶性染料分散红、还原黑，在酸性条件下脱色率较高；对可溶性染料酸性黄，在碱性条件下有利于脱色；可溶性染料酸性蓝、直接湖蓝，pH值的变化对脱色率的影响不大。在较适宜的酸度范围，所有染料脱色率均达94以上，说明铁屑过滤对染料的脱色效果较好。图3为pH值对COD的影响。从图3可看出，酸性条件有利于分散红、还原黑COD去除率的提高，碱性条件有利于酸性黄、酸性蓝、直接湖兰COD去除率的提高，且COD的最高去除率为酸性蓝>酸性黄>分散红>还原黑>直接湖蓝。各染料最高去除率之间的差异较最高脱色率的差异大，说明铁屑过滤法对色度的去除较COD的去除更容易。0246810州—●一丹啦—卜迁i黑—，卜蠢眭膏—*一矗丝+直瞄矗t圈3pH值对COD的影响铸铁屑中的铁碳在废水中形成许多微原电池，铁屑过滤法改善废水水质是基于电极反应产物化学活性高，可破坏染料的发色基团，另外，电池反应产物的絮凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸附以及床层过滤都对废水的脱色及降低CoD起综合作用，而pH值的不同会影响电极反应、絮凝胶粒或微絮体的电性质及吸附性，从而影响处理效果。2．2停留时间对脱色率的影响染料溶液在铁屑柱中的停留时间反映了染料在铁屑柱中作用时间，对脱色率的影响见图4。0lZ3456停留时问／min—·一分散红H：4)—·一还原黑}仁4)—·一酸性黄(phi：S