染料廢水鐵碳微電解法處理技術(shù)
染料廢水因其色度大、COD含量高、成分復(fù)雜，是目前對水環(huán)境危害大且用生化方法很難處理的廢水之一。新型染料，助劑及化學(xué)染料的大量使用促進了印染業(yè)的發(fā)展，但也使染料廢水中難生化降解的有機物大量增加，使傳統(tǒng)生化處理工藝面臨更多挑戰(zhàn)。所以對染料廢水進行前處理就顯得非常必要，本文用鐵炭微電解法對染料廢水進行了前處理，該法對有效去除廢水中CODCr、降低廢水色度及提高廢水的可生化性具有很好的作用。該方法近年來在印染廢水的處理中已有較多的應(yīng)用，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。
1、材料與方法
1.1 實驗材料
鐵炭微電解材料(粒度為20~30mm)，模擬廢水由活性藍染料配制而成(COD=382.5mg/L)。
1.2 實驗方法
首先制備鐵炭微電解材料，在實驗室將一定比例的鐵粉和活性炭，附加固定比例的金屬氧化物和制孔劑，在合適的溫度下燒結(jié)而成(鐵炭微電解材料的制備另文刊寫)。再用自制的本材料對對染料廢水在靜態(tài)和動態(tài)情況下進行處理。
1.2.1 靜態(tài)處理法
按照固液比，將一定量的鐵炭微電解材料加入100mL的燒杯中，調(diào)節(jié)溶液的pH值，并攪拌一定時間后靜置，取上清液分析。
1.2.2 動態(tài)處理法
動態(tài)處理裝置見圖1。玻璃柱直徑為10cm，有效高度90cm。將鐵炭材料按照一定的固液比填入柱子，調(diào)節(jié)染料廢水的PH，染料廢水通過循環(huán)泵從玻璃柱底部泵入，上部流出。通過水流調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)處理時間。取不同停留時間的水樣測定其色度和COD。
1.3 分析方法
色度采用分光光度法；COD采用重鉻酸鉀法。
2、結(jié)果與討論
2.1 靜態(tài)試驗結(jié)果
2.1.1 pH值對染料廢水處理效果的影響
將一定量的鐵炭微電解材料加入不同pH值的染料廢水中，控制反應(yīng)時間為1.5h，測定色度和COD的去除率，實驗結(jié)果見表1。
由表1可見，染料廢水pH對色度和COD去除率均有較大的影響，色度和COD去除率均隨PH增大而降低。雖然原電池的電極反應(yīng)與酸度成正相關(guān)，但溶液酸度高，又會使鐵碳微電解材料損耗增大并造成二次污染，因此，本試驗選擇pH值3~4為宜。
2.1.2 處理時間對染料廢水處理效果的影響
將溶液pH值調(diào)節(jié)為4，處理時間對COD和色度去除率的影響見表2。
由表2可見，在靜態(tài)條件下，COD和色度去除率隨處理時間增加而增加。這可能與電極反應(yīng)的充分程度有關(guān)，時間延長，反應(yīng)程度增大，所以本試驗確定處理時間為1.5小時。
2.1.3 材料投加量對廢水處理效果的影響
在其它條件不變的情況下，鐵炭微電解材料投加量對色度和COD去除率影響結(jié)果見表3。
由表3可知，將鐵炭微電解材料投加量控制為0.45kg/L，COD和色度去除率均有很好的效果，其作用機制可能有兩個方面，在酸性條件下，鐵和碳、碳和稀貴金屬以及鐵與希貴金屬之間可能會形成無數(shù)微小原電池，而這些微小原電池組合又形成較大原電池，這種雙重電化學(xué)作用可有效降解印染廢水中的難降解有機物，加之活性碳對廢水中有機物的吸附作用，這都增加了對染料廢水處理效果。
2.2 動態(tài)處理試驗結(jié)果
調(diào)節(jié)廢水pH值到4，試驗柱中鐵炭微電解材料填充量為0.7kg/L，測定不同時間溶液色度和COD去除率，試驗結(jié)果見表4。
從表4可知，當(dāng)廢水pH值為4，鐵碳微電解材料填充量為0.7kg/L，處理時間為100min時，色度去除率可達98.7%，COD去除率可達89%。
3、結(jié)論
(1)利用鐵碳微電解材料對活性藍染料廢水進行預(yù)處理，可達到較好的處理效果，CODCr去除率高，脫色效果好。
(2)靜態(tài)條件下，調(diào)節(jié)染料廢水pH值為4，投加0.45kg/L鐵碳微電解材料，控制染料廢水的處理時間1.5小時，COD去除率可達79%，脫色率達77%；動態(tài)條件下，保持染料廢水的PH不變，玻璃柱中填充0.7kg/L鐵碳微電解材料，控制處理時間為100min，COD去除率可達89%，脫色率可達98.7%。
(3)用鐵碳微電解材料法對染料廢水進行預(yù)處理，工藝簡單，運行穩(wěn)定，特別適用于酸性染料廢水預(yù)處理。
(4)制備鐵碳微電解材料所用鐵粉為鐵料加工產(chǎn)生的廢料，成本較低，將其加以利用，有廢物資源化利用及以廢治廢的特點，具有較好的推廣應(yīng)用價值。（來源：漢中市環(huán)境監(jiān)測中心站，長安大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院）