微电解处理分散染料废水的研究

摘 要:实验研究了分散染料生产废水的铁屑法微电解处理。研究结果表明:色 度去除有明显效果，COD去除效果不明显。正交试验和单因素试验得到结果为:操作 条件控制在pH<2.0、Fe屑投加量≥5g/L、反应时间在30min通足量空气搅拌，微电解 处理分散染料生产废水，可获得满意的脱色效果。色度去除率可达90%以上，CODCr 去除率在10%左右。 

本文介绍用微电解法[1-5]对某染料生产废水进行预处理的实验研究，对影响脱 色效果的因素作了初步探索。 

1 废水水质 

废水取自某染料化工厂，该厂主要生产分散染料。实验废水取用该厂染料离心母 液和洗涤废水。废水水质:pH为0.1~0.9、CODCr为10 000~50 000mg/L、色度为4 000 ~20 000(倍)。废水中主要污染物为芳、杂环类化合物，环上含硝基、氯、溴、二乙基 和氰乙基等基团。 

2 实验方法
采用分批全混釜式反应器和连续流化床反应器，反应器容积为2.0 L，每次取配制 到一定浓度的染料废水1000mL，加入一定量的铁屑，通空气或采用机械搅拌使进行反 应。定时测定pH值并同步采样，样品经中和、沉淀，测定上清液的CODCr、BOD5和色度。 

3 结果和讨论
3.1 正交试验结果 

以pH、铁屑量(Fe)、反应时间(t)及曝气充氧量(G以气含率表示)四因子，三水平作 正交试验，以色度和CODCr去除率为指标，实验设计及结果见表1。 

正交试验结果表明:微电解法对染料废水的色度去除明显，去除率可达90%以 上，CODCr去除效果不明显，去除率不超过10%。在试验范围内，废水的pH值愈低， 通气量愈大，反应时间愈长，铁屑投加量愈多，染料废水色度去除率愈大。显著性分 析结果表明:在实验范围内，影响色度去除的各因素作用大小顺序为:pH值>通气量 >反应时间>铁屑投加量;影响CODCr去除的各因素作用大小顺序为:反应时间>pH 值>通气量和铁屑投加量。
以各因子最优值进行实验，结果如表2。

3.2 影响因素与去除率关系的实验结果 

3.2.1 反应时间与色度、CODCr去除率关系 

实验条件:废水初始CODCr=9250mg/L、初始色度为4000(倍)、pH=1.0、铁屑投 加量为30g/L、气含率为0.48、反应温度20°C。 实验结果见图1。 

反应时间与去除率关系的单因素试验表明:反应时间愈长，色度和CODCr去除率愈高。反应时间在30min内，色度去除率随时间增长几乎是线性增加，30min后，色度 去除率增加平缓，延长反应时间，对增加去除率作用较小。反应时间在90min内， CODCr去除率随反应时间的增长几乎呈线性增加，90min后，去除率增加趋于平缓。表 明微电解反应过程中，反应前期破坏或转化显色基团的机理占主导地位，应中、后 期，有机物分子进一步被分解成低分子稳定物的机理同时得到加强。

 3.2.2 废水初始pH与色度、CODCr去除率关系 

实验条件:CODCr=8 180~9 490mg/L、初始色度=4 000(倍)、铁屑投加量为30g/ L、反应时间t=60min、气含率为0.48、反应温度T=18°C~20°C。实验结果见图2。

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废水初始pH值与去除率关系的单因素试验表明:废水初始pH值愈低，色度和 CODCr去除率愈高。废水初始pH值<2.0时，微电解法对染料废水有较高的脱色作用，脱色率可达90%以上，当废水初始pH值>2.0时，脱色率呈线性下降。废水初始pH值对 CODCr的去除影响不明显，降低初始pH值对提高CODCr去除率作用不大。 

3.2.3 铁屑投加量与色度、CODCr去除率关系
实验条件:CODCr=9 250~9 990mg/L、初始色度=4 000(倍)、pH=1.0、反应时间 t=60min、气含率0.48、反应温度T=20°C~22°C，实验结果见图3。 

铁屑投加量与去除率关系的单因素试验表明:铁屑投加量愈大，色度和CODCr的去除率愈高。铁屑投加量<5g/L时，投加量对色度去除率影响较明显，当铁屑投加量 >5g/L后，投加量对色度去除率影响不明显，上升趋势平缓。铁屑投加量对CODCr的去除率影响不明显，整个试验范围，CODCr去除率上升趋势平缓。实际过程中，铁屑的消耗量很少，只要有足够的反应表面积，铁屑投加量在1g/L时，谭福环保仍可获得很好的效果。 

4 结 论 

微电解法处理分散染料废水有显著的脱色效果，脱色率可达90%以上。但CODCr 的去除率较低，只有10%左右。 正交试验表明，对色度去除率影响较显著的因素是废水的初始pH和通气量。对 CODCr去除率影响较显著的是废水初始pH和反应时间，谭福环保。 

单因素试验表明:微电解处理分散染料废水的操作条件控制在废水初始pH值< 2.0，铁屑投加量≥5g/L，反应时间控制在30min并通足量空气进行搅拌，可以获得脱色 去除率>90%以上的效果。