CN113184959A - 一种处理靛蓝染色废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及印染废水处理技术领域，具体公开一种处理靛蓝染色废水的方法，包括以下步骤：交流电源条件下，以镁电极分别为阴极和阳极，采用电絮凝法对靛蓝染色废水进行处理。本发明提供的利用交流电源和双镁电极体系处理靛蓝染色废水的方法，有效减少了电极腐蚀，降低了电极损耗，絮凝沉淀量也大大减少，解决了目前电絮凝处理靛蓝染色废水存在的处理效率低、污泥产量高、电极钝化明显等问题，不但可大幅度降低废水的COD值和色度，且处理效率明显提高，显著降低了处理成本，具有较高的经济效益、环境效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及印染废水处理技术领域，尤其涉及一种处理靛蓝染色废水的方法。
背景技术
靛蓝染料是印染行业中一种重要的染料，广泛应用于棉布、牛仔布等产品的染色中。靛蓝不溶于水，染色时需要在碱性条件下依靠保险粉等还原剂还原为可溶性的隐色体钠盐，上染纤维后被空气氧化而固着在纤维上。靛蓝染料上染率低，约有20％的靛蓝染料不能上染，且为了使靛蓝染料充分被还原，一般加入过量的保险粉，这也导致了染色过程中会残留过量的保险粉；而且，靛蓝染料的发色基团属于蒽醌型，结构对应，性质稳定，不易降解。因此，靛蓝染色废水具有COD值高、色度大、降解脱色困难等特点，属难处理印染废水之一。
目前，靛蓝染色废水的处理方法主要有吸附法、生化法、化学沉淀法和电絮凝法。化学沉淀法是通过向废水中投加化学絮凝剂，使废水中某些污染物由溶解状态或胶体状态变为凝胶状态，集结为絮体，絮体吸附捕捉悬浮物进一步集结沉降下来。加入絮凝剂会增加固体污泥量，同时，这种化学絮凝过程在处理靛蓝染色废水时，絮凝速度较慢，处理效率较低，靛蓝染色废水的处理效果不佳。电絮凝技术作为一种新型的絮凝方法，今年来被逐步应用到靛蓝染色废水的处理中。但是，目前电絮凝处理靛蓝染色废水存在的主要问题是处理时间长、污泥产量较高，且电极钝化明显，需要频繁更换电极，导致运行成本增加。因此，急需研发一种处理效率高、污泥产量小的低成本处理靛蓝染色废水的方法。
发明内容
针对现有电絮凝处理靛蓝染色废水存在的处理效率低、污泥产量高以及电极钝化明显的问题，本发明提供一种处理靛蓝染色废水的方法。本发明通过选择镁电极作为阴、阳电极，以交流电作为电源，有效减少了电极腐蚀、降低了污泥产量，同时有效缩短了电絮凝时间。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种处理靛蓝染色废水的方法，交流电源条件下，以镁电极分别为阴极和阳极，采用电絮凝法对靛蓝染色废水进行处理。
相对于现有技术，本发明提供的处理靛蓝染色废水的方法，利用交流电源和镁电极电絮凝处理靛蓝染色废水，通过金属镁在电絮凝体系中形成的二价氢氧化物絮凝沉淀靛蓝染料，同时，在电絮凝过程中还原态靛蓝被氧化形成氧化态靛蓝，废水中的保险粉和亚硫酸盐转化为硫酸盐，提高了絮凝的速度和效率；除此之外，选择交流电源配合镁电极，还有效减少了电极腐蚀，降低了电极损耗，絮凝沉淀量也大大减少，解决了目前电絮凝处理靛蓝染色废水存在的处理效率低、污泥产量高、电极钝化明显等问题，不但可大幅度降低废水的COD值和色度，且处理效率明显提高，显著降低了处理成本，具有较高的经济效益、环境效益和社会效益。
优选的，所述处理靛蓝染色废水的方法具体包括如下步骤：将镁电极装入电解池中，然后向所述电解池中加入靛蓝染色废水，接通交流电源，在搅拌条件下进行电絮凝，过滤，检测合格后排水。
本发明提供的处理靛蓝染色废水的方法，可快速、节能、有效地处理靛蓝染色废水，经处理后可有效降低靛蓝染色废水的COD值和色度，达到国家排放标准，且无需调节废水的pH，操作简单、安全环保、成本低廉，可适用于连续化生产，为靛蓝染色废水的处理提供了一条全新的节能高效的处理工艺路线，具有极高的推广应用价值。
可选的，所述镁电极为镁片，其尺寸为40mm×40mm×1mm。
优选的，极板间距为3cm-4cm。
优选的极板距离，可保证阴极区形成适量的微小氢气气泡，这些微小气泡有利于促进靛蓝染料等粒子的碰撞聚结，促进絮凝沉淀，同时，还能促进阳极表面生成的氧化物脱除，从而有利于更多的镁离子及其氢氧化物的形成，进一步加速了絮凝沉淀，提高了处理效率。
优选的，交流电的电压为15V-25V。
进一步优选的，所述交流电的电压为20V。
优选的电压可以增加带电粒子的推动力，使电荷与靛蓝染料、保险粉、亚硫酸盐等物质接触的几率增大，促进靛蓝染料、保险粉、亚硫酸盐等物质的电氧化反应，同时，还有利于在阴极产生适量的氢气气泡，通过氢气气泡促进废水中靛蓝染料的碰撞、聚结，从而提高电絮凝处理效率。电压过大，产生气体过多，反而会破坏絮体，不利于絮体发挥作用。
优选的，交流电的频率为45Hz-55Hz。
进一步优选的，所述交流电的频率为50Hz。
优选的交流电频率，在保证靛蓝染料、保险粉、亚硫酸盐等物质的电氧化反应充分进行的前提下，还有利于降低电极腐蚀，降低电极损耗，保证电絮凝过程持续高效地进行。
优选的，所述搅拌的转速为100r/min-200r/min。
优选的搅拌速度，可使电絮凝过程产生的絮体充分脱离电极板，避免絮体阻碍电极反应，减少电极钝化。
优选的，所述电絮凝的时间为10min-40min。
进一步优选的，所述电絮凝的时间为30min。
优选的电絮凝时间，在充分絮凝沉淀废水中的靛蓝染料、保险粉以及亚硫酸盐等物质的前提下，还能有效降低能耗，降低处理成本。
本发明提供的利用交流电源和双镁电极体系处理靛蓝染色废水的方法，可使废水中的靛蓝染料基本完全被吸附沉淀，经过简单过滤即可达到国家排放标准，且工艺简单，成本低廉，安全环保，可适用于工业化连续生产，具有较高的实用性。
附图说明
图1为实施例1靛蓝染色废水处理前后的对比图；
图2为实施例1和对比例1中镁电极在电解前后的电极表面对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
COD测试：根据HJ/T399-2007《水质化学需氧量的快速测定快速消解分光光度法》，取3mL处理后水样使用LY-X12型消解器将待测水样消解10min，测量水样的COD。
色度测试：根据GB/T 11903-1989《水质色度的测定》，采用稀释倍数法，取处理后上清液测定处理后废水的色度值。
絮凝沉淀量测试：电絮凝处理结束后，将废水过滤后的絮凝物沉淀在热风烘燥箱中烘干，烘至恒重后称重，测定其絮凝沉淀量。
电极损失率：准确称量反应前后电极片质量，计算电极损失率。
实施例1
一种处理靛蓝染色废水的方法：
将镁片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中作为阴极电极和阳极电极，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通交流电源，对体系施加20V电压，频率为50Hz，在150r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为145.8mg/L，色度为52，絮凝沉淀量为0.0964g，电极损失率为1.2％。
靛蓝染色废水处理前后的对比图如图1所示，从图中可以看出，经过电解处理后，可有效降低染色废水的色度。
实施例2
一种处理靛蓝染色废水的方法：
将镁片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中作为阴极电极和阳极电极，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通交流电源，对体系施加15V电压，频率为55Hz，在200r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为199.2mg/L，色度为80，絮凝沉淀量为0.0844g，电极损失率为1.0％。
实施例3
一种处理靛蓝染色废水的方法：
将镁片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中作为阴极电极和阳极电极，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通交流电源，对体系施加25V电压，频率为45Hz，在100r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为186.4mg/L，色度为64，絮凝沉淀量为0.0983g，电极损失率为1.6％。
对比例1
一种处理靛蓝染色废水的方法：
将镁片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中作为阴极电极和阳极电极，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通直流稳压电源，对体系施加20V电压，在150r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为110.9mg/L，色度为42，絮凝沉淀量为0.3533g，电极损失率为4.4％。
实施例1和对比例1中的镁电极在电解前后的电极表面对比图如图2所示，从图中可以看出，直流电源条件下镁电极表面腐蚀严重，交流电源可以有效降低电极腐蚀问题。
对比例2
一种处理靛蓝染色废水的方法：
将阴极电极铝片(40mm×40mm×1mm)，阳极电极镁片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通直流稳压电源，对体系施加20V电压，在150r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为129.6mg/L，色度为44，絮凝沉淀量为0.3510g，电极损失率为5.0％。
对比例3
一种处理靛蓝染色废水的方法：
将铝片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中作为阴极电极和阳极电极，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通直流稳压电源，对体系施加20V电压，在150r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为186.3mg/L，色度为46，絮凝沉淀量为0.3751g，电极损失率为4.6％。
对比例4
一种处理靛蓝染色废水的方法：
将阴极电极铝片(40mm×40mm×1mm)，阳极电极镁片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通交流电源，对体系施加20V电压，频率50Hz，在150r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为158.7mg/L，色度为60，絮凝沉淀量为0.2520g，电极损失率为1.9％。
对比例5
将铝片(40mm×40mm×1mm)装入电解池中作为阴极电极和阳极电极，极板间距为3cm，取250mL靛蓝染色废水加入电解池中，接通交流电源，对体系施加20V电压，频率50Hz，在150r/min的磁力搅拌条件下，电解30min，然后取上清液测试COD值、色度、絮凝沉淀量和电极损失率。
原靛蓝染色废水的COD值为6310mg/L，色度为2048，经电解处理后靛蓝染色废水的COD值为165.8mg/L，色度为64，絮凝沉淀量为0.2753g，电极损失率为1.5％。
由以上实施例和对比例可以看出，采用直流电源对电缆染色废水进行电絮凝处理，会导致电极腐蚀严重，且电极易钝化；选择交流电源，以及铝电极作为阴极，或选择双铝电极，均会导致絮凝沉淀量、COD值、色度值增加；选用交流电源和双镁电极体系对靛蓝染色废水进行处理，不仅可有效减少电极腐蚀，还可大大减少絮凝沉淀量。
综上所述，本发明提供的处理靛蓝染色废水的方法，工艺简单，能耗低，安全环保，成本低廉，处理后废水经过简单过滤即可达到国家排放标准，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，交流电源条件下，以镁电极分别为阴极和阳极，采用电絮凝法对靛蓝染色废水进行处理。
2.如权利要求1所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：将镁电极装入电解池中，然后向所述电解池中加入靛蓝染色废水，接通交流电源，在搅拌条件下进行电絮凝，过滤，排水。
3.如权利要求1或2所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，极板间距为3cm-4cm。
4.如权利要求1或2所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，交流电的电压为15V-25V。
5.如权利要求4所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，交流电的电压为20V。
6.如权利要求1或2所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，交流电的频率为45Hz-55Hz。
7.如权利要求6所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，交流电的频率为50Hz。
8.如权利要求2所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，所述搅拌的转速为100r/min-200r/min。
9.如权利要求1或2所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，所述电絮凝的时间为10min-40min。
10.如权利要求9所述的处理靛蓝染色废水的方法，其特征在于，所述电絮凝的时间为30min。
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