电解法处理印染废水的设计研究_secret

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1、WORD文档下载可编辑电解法处理印染废水的研究摘要利用自制电解装置，以铁电极为阳极，铜电解为阴极对印染废水进行电解。在外电压的作用下，利用可溶性阳极铁产生大量的阳离子对胶体废水进行凝聚，同时在阴极上析出大量的氢气泡与絮粒粘附在一起上浮，电解过程中生成的羟基自由基对有机染料进行降解脱色反应。目前国内外对电解法处理印染废水进行了大量的研究，概括了电解过程中污染物去除的四种机理。既氢氧化铁与絮粒表面的络和作用、化学调整作用和沉淀的上浮作用。电解时是氧化、还原、中和、凝聚、气浮几种化学反应和物理变化的综合作

2、用，使印染废水得到净化。实验结果表明：电化学方法处理印染废水的效果十分明显，废水的脱色率在95%以上。关键词染料降解印染废水电化学方法羟基自由基在21世纪的今天，环境保护和环境污染防治工程日益受到人们重视。染料和印染工业的废水处理一直是个令人捆扰的问题。随着我国印染工业的发展，印染行业已成为工业废水的排放大户。据不完全统计，全国印染废水的排放约为3×106~4×106m3／d.。而在制造过程中染料的损失率约为2%，在印染工业中其损失率约为10%。这类染料废水具有高色度、高含盐量、有机物难生化降解、水

3、质水量随时间变化较大等特点，对环境污染很大，使之成为工业废水治理的难点[2]。用电化学的方法来处理这类废水，以其设备简单，投资小，占地少等优点而成为近年来研究的热点。电解过程中生成的羟基自由基是一种强氧化剂，具有很高的氧化电位（2.8V），羟基自由基通过引发链反应最终可以将有机物氧化为最简单的分子H2O和CO2，而且Fe(OH)3胶体可以吸附有机物发色基团使之共同沉淀[3]。实验以紫外可见光谱图表征工业染料废水经电解后的吸光度的变化；以红外光谱分析废水沉淀；用精确pH试纸测定电解前后废水的pH值变化

4、；根据电压、电流及电解时间来核算实验成本。本文基于对其脱色机理和实验工业化的可行性进行了研究，并对电极的选择，电极间的距离，电压的控制，支持电解质的加入量、流量的大小等实验条件的优化选择进行了初步探讨。专业技术资料分享WORD文档下载可编辑1、实验部分1.1、试剂：氯化钠（固体）精确pH试纸0.1mol/LKSCN溶液印染废（淮北印染厂采集pH=9.5）1.2、仪器：电解池（自制）WJY—45V/2A晶体直流稳压电源DMS—200紫外可见分光光度浮选池（自制）傅立叶红外分光光度计1.3、电解装置：电

5、解装置由图1组成：采用电化学方法处理印染废水，对于电极的选择至关重要。本实验所采用的是将铜电极作为阴极并置于电解池的底部，以铁电极作为阳极置于电解池的上部。电解池共有13对电极组成，电极间的距离为14cm电解时的总电压为15V。图1、电解装置2、降解机理的讨论2.1、实验方法电解前测定废水pH值，同时作190~800nm紫外可见光谱扫描，找出其最大吸收处。在控制电压为15V时每隔20min测定pH值和吸光度，对电解处理后的染料废水进行过滤，再将其干燥，用傅立叶红外分光光度计作红外分析。取少量的过滤后

6、的滤液加入几滴0.1mol/LKSCN溶液出现血红色，说明其中含有Fe3+离子，并去少量经干燥过的沉淀加入0.1mol/LHCl稀释，同样加入几滴0.1mol/LKSCN溶液也出现血红色，可知沉淀中有Fe3+离子。故可以推出发生的电极反应。2.2、电极反应专业技术资料分享WORD文档下载可编辑根据实验现象认为可能发生的电极反应如下：阳极（氧化）2H2O－2e→2OH.+2H+OH－－e→OH.(碱性条件下)Fe－2e→Fe2+Fe－3e→Fe3+阴极（还原）2H2O+2e→H2+2OHˉ当然废水溶液

7、中还存在这样的化学反应：Fe2++2OHˉ→Fe(OH)2Fe3++3OHˉ→Fe(OH)32.3、条件的优化：对于支持电解质的加入的量一般是5~10g/L。若在电解过程中加入过多的氯化钠则会使反应的电流密度过大，从而消耗过多的电量，反之加入的过少有机物降解的速度太慢且不彻底，影响实验结果。经过多次实验表明电解电压应控制在10V而总电压则在15左右，电极件的距离为15cm左右。流量应控制在0.75dm3/min以下。[5]2.4、反应机理电解时在废水中加少量的氯化钠固体作为支持电解质。在碱性条件下电

8、解时阳极上的氢氧根失去一个电子可以生成的羟基自由基，是强亲电基团，容易进攻电子云密度较高的环类有机物，使之开环降解而脱色[4]。同时阳极上生成的Fe3+、Fe2+与OH－结合生成Fe(OH)3和Fe(OH)2胶体对印染废水中的有机物进行吸附，而阴极上还可以生成的对胶体凝聚物有上浮作用的活性氢，使凝聚物漂浮在废水的上面以便于浮选。另一方面由于在电解过程中加入了氯化钠，因此在电解过程中可以生成少量的Cl2、ClOˉ、ClO3ˉ等氧化电位很高的物质参与了有机物的降解。3、样