CN103304074A - 一种利用连续脉冲电絮凝技术处理直接耐晒黑g偶氮染料废水的方法 - Google Patents

一种利用连续脉冲电絮凝技术处理直接耐晒黑g偶氮染料废水的方法 Download PDF

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陆君
蔡星伟
陆鸿飞
李艳
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Abstract

本发明公开了一种利用连续脉冲电絮凝技术处理直接耐晒黑G偶氮染料废水的方法，首先调节废水pH值为4～8，电导率为800-2500us/cm；然后进行电絮凝连续处理：进料速率为10～20ml/min，由脉冲电源控制输出电流密度为3.5～10mA/cm2，极板间距为0.5～3cm，每隔一段时间取样进行离心处理，电解时间为90～200min。本发明的优点为脉冲电源的间歇供电模式使离子在本体溶液中得到了很好的扩散，提高了传质的效果，缓解了浓差极化进而在很大程度上克服了因电极钝化造成的处理效果差，浪费电能的缺点。同时，连续处理的方式增加了废水的处理量，减小了电解之后电极清洗工作的繁琐性。

Description

一种利用连续脉冲电絮凝技术处理直接耐晒黑G偶氮染料废水的方法
技术领域
本发明涉及一种染料废水的处理方法，更具体的说是涉及一种利用连续脉冲电絮凝技术处理直接耐晒黑G偶氮染料废水的方法。
背景技术
直接耐晒黑G（CAS：6428-31-5）是一种偶氮化合物，是主要的黑色染料品种之一，主要用于棉、黏胶纤维以及棉、黏胶纤维与蚕丝、羊毛交织混纺织物的染色和直接印花。在染色工艺过程中产生大量的染料废水，其色度深、有机污染物含量高、组分复杂、生物毒性大、难生物降解，同时也包含了各种各样的合成染料，这些染料抗光解、抗氧化性强，且含有多种具有生物毒性或导致“三致”（致癌、致畸、致突变）性能的有机物，特别是此类废水中包含的苯环基团和偶氮基团是极易致癌的危险物质。这类废水即使在染料组分很低的情况下排入水体，也会造成想当严重的环境问题，因此必须对其加以处理。传统处理工艺有活性炭吸附法、生物降解法以及加药吸附法。然而活性炭吸附法的成本高；活性炭的难以再生，不经济；加药吸附法的效率低且产生二次污染；生物降解法也不尽如人意，在降解过程中由于此类废水的毒性高，从而导致生物中毒而无法进一步起到处理效果。
电絮凝技术已广泛应用于电镀、造纸、皮革等工业废水的处理中。电絮凝法的设备简单，体积和占地面积小，无需添加试剂，产生的污泥量少，易于固化和脱水，絮体耐酸性好，稳定且易分离。采用电絮凝处理直接耐晒黑G偶氮染料废水,有着极高的脱色率和COD去除率。近年来该技术发展较为迅速，成为了学术和工业界较为关注的新型水处理技术。但目前主要存在的问题是能耗较高，并且在反应过程中易发生浓差极化而导致电极钝化，降低处理效率，同时还存在电解槽清洗繁琐的难题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够降低浓差极化、防止电极钝化、降低能耗的处理直接耐晒黑G偶氮染料废水的方法。
技术方案：本发明所述的一种利用连续脉冲电絮凝技术处理直接耐晒黑G偶氮染料废水的方法，首先调节废水pH值为4～8，电导率为800-2500us/cm；然后进行电絮凝连续处理：进料速率为10～20ml/min，由脉冲电源控制输出电流密度为3.5～10mA/cm2，极板间距为0.5～3cm，每隔一段时间取样进行离心处理，电解时间为90～200min。
其中，调节所述废水pH值为5～7，电导率为900-2000us/cm，脉冲电源控制输出电流密度为5～8mA/cm2，极板间距为0.8～2cm，电解时间为100～180min。所述离心处理时间为5～15min。所述电极为铁电极、铝电极或者铝铁电极组合使用。所述脉冲电源为单脉冲电源或双脉冲电源。所述脉冲电源占空比为0.2～0.8，频率为0.5～2KHz，通电周期为0.4～0.9ms，断电周期为0.3～1ms。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点为脉冲电源的间歇供电模式为“通-断-通”，在该模式下电极表面的离子在“断”时得到很好的扩散，提高了传质的效果，缓解了浓差极化进而在很大程度上克服了因电极钝化造成的处理效果差、浪费电能的缺点。同时脉冲电絮凝与直流电源相比较，减少了供电时间，降低了能耗。此外，连续处理的方式增加了废水的处理量，减小了电解之后电极清洗工作的繁琐性。本方法处理的废水色度和COD去除率达到95%以上，且使用的设备简单，占地面积小，操作方便，产生的污泥量少，对环境无二次污染。
具体实施方式
实施例1：直接耐晒黑G模拟废水含量300mg/L，调节pH值为4，电导率为2500us/cm，进料速率20ml/min，采用铝电极，极板间距为0.5cm，平均电流密度为10mA/cm2，单脉冲电源占空比为0.6，频率为0.5KHz，通电周期为0.5ms，断电周期为0.3ms，每隔15min取一次样，离心时间15min，随着反应的进行，色度和COD的去除率逐渐增加，90min时趋于稳定，电解时间为200min，此时脱色率达到98.8%,COD去除率99.9%。
对比例：上述同样种类、浓度、pH值的废水，采用直流电源电解，处理后的废水脱色率为97.8%，COD去除率为98.1%，经过计算，功耗增大48.2%。
实施例2：直接耐晒黑G模拟废水含量300mg/L，调节pH值为6，电导率为1000us/cm，进料速率10ml/min，采用铁电极，极板间距为1cm，平均电流密度为6mA/cm2，双脉冲电源占空比为0.7，频率为1KHz，通电周期为0.8ms，断电周期为0.5ms，，每隔15min取一次样，离心时间15min，随着反应的进行，色度和COD的去除率逐渐增加，100min时趋于稳定，电解时间为150min，此时脱色率达到98.7%,COD去除率99.3%。
对比例：上述同样种类、浓度、pH值的废水，采用直流电源电解，处理后的废水脱色率为96.5%，COD去除率为97.3%，经过计算，功耗增大42.8%。
实施例3：直接耐晒黑G模拟废水含量300mg/L，调节pH值为7，电导率为900us/cm，进料速率15ml/min，采用铝电极，极板间距为2cm，平均电流密度为5mA/cm2，双脉冲电源占空比为0.8，频率为1.5KHz，通电周期为0.4ms，断电周期为1ms，每隔15min取一次样，随着反应的进行，色度和COD的去除率逐渐增加，90min时趋于稳定，电解时间为100min,此时脱色率达到96.2%,COD去除率97.3%。
对比例：上述同样种类、浓度、pH值的废水，采用直流电源电解，处理后的废水脱色率为95.3%，COD去除率为96.1%，经过计算，功耗增大36.6%。
实施例4：直接耐晒黑G模拟废水含量300mg/L，调节pH值为5，电导率为2000us/cm，进料速率15ml/min，阳极采用铝电极，阴极采用铁电极,极板间距为0.8cm，平均电流密度为8mA/cm2，单脉冲电源占空比为0.7，频率为1KHz，通电周期为0.9ms，断电周期为1ms，每隔15min取一次样，离心时间10min，随着反应的进行，色度和COD的去除率逐渐增加，100min时趋于稳定，电解时间为180min，此时脱色率达到97.5%,COD去除率98.2%。
对比例：上述同样种类、浓度、pH值的废水，采用直流电源电解，处理后的废水脱色率为96.4%，COD去除率为97.6%，经过计算，功耗增大37.8%。
实施例5：直接耐晒黑G模拟废水含量300mg/L，调节pH值为8，电导率为800us/cm，进料速率15ml/min，采用铁电极，极板间距为3cm，平均电流密度为3.5mA/cm2，单脉冲电源占空比为0.2，频率为2KHz，通电周期为0.5ms，断电周期为0.4ms，每隔15min取一次样，离心时间15min，随着反应的进行，色度和COD的去除率逐渐增加，80min时趋于稳定，电解时间为90min，此时脱色率达到96.1%,COD去除率96.9%。
对比例：上述同样种类、浓度、pH值的废水，采用直流电源电解，处理后的废水脱色率为94.6%，COD去除率为95.1%，经过计算，功耗增大29.8%。

Claims (6)

1.一种利用连续脉冲电絮凝技术处理直接耐晒黑G偶氮染料废水的方法，其特征在于：首先调节废水pH值为4～8，电导率为800-2500us/cm；然后进行电絮凝连续处理：进料速率为10～20ml/min，由脉冲电源控制输出电流密度为3.5～10mA/cm2，极板间距为0.5～3cm，每隔一段时间取样进行离心处理，电解时间为90～200min。
2.根据权利要求1所述的处理废水的方法，其特征在于：调节所述废水pH值为5～7，电导率为900-2000us/cm，脉冲电源控制输出电流密度为5～8mA/cm2，极板间距为0.8～2cm，电解时间为100～180min。
3.根据权利要求1所述的处理废水的方法，其特征在于：所述离心处理时间为5～15min。
4.根据权利要求1所述的处理废水的方法，其特征在于：所述电极为铁电极、铝电极或者铝铁电极组合使用。
5.根据权利要求1所述处理废水的方法，其特征在于：所述脉冲电源为单脉冲电源或双脉冲电源。
6.根据权利要求1或5所述的处理废水的方法，其特征在于：所述脉冲电源占空比为0.2～0.8，频率为0.5～2KHz，通电周期为0.4～0.9ms，断电周期为0.3～1ms。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105540750A (zh) * 2015-12-11 2016-05-04 江苏科技大学 一种微电解-脉冲电絮凝耦合处理染料废水的方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101723490A (zh) * 2009-11-17 2010-06-09 中国环境科学研究院 一种黄连素废水的脉冲电絮凝处理工艺和装置

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