電混凝法處理印染廢水的試驗研究★

郝軼鵬 佟首輝 王 冰

(1.哈爾濱市建源市政工程規(guī)劃設(shè)計有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150080；2.吳江華衍水務(wù)有限公司，江蘇 吳江 215200； 3.沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110168)

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·水·暖·電·

電混凝法處理印染廢水的試驗研究★

郝軼鵬1佟首輝2王 冰3

(1.哈爾濱市建源市政工程規(guī)劃設(shè)計有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150080；2.吳江華衍水務(wù)有限公司，江蘇 吳江 215200； 3.沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110168)

介紹了電混凝法處理印染廢水的工藝原理，采用Fe做陽極、C做陰極對印刷廠的印染廢水進(jìn)行電混凝處理，探究了電解時間、初始pH值、極板間距、電流密度等影響因素對處理效果的影響，試驗結(jié)果表明，在初始pH值為5.5、極板間距為3 cm、電流密度為11 mA/cm2時，電解30 min效果最優(yōu)，此時COD去除率為85.3%，TSS去除率為65.8%。

電混凝，COD，TSS，印染廢水

0 引言

隨著印染業(yè)的不斷發(fā)展，染料追求高品質(zhì)——抗氧化、抗光解，人們的日常辦公、生活更加方便，但隨之帶來的是印染廢水成分愈加復(fù)雜更難處理。印染廢水具有色度高、堿度大、成分復(fù)雜、可生化降解能力低、有機(jī)物含量高等特點(diǎn)，目前印染廢水常用的處理方法有生物法、氧化法、活性炭吸附法等[1],這些方法均有一定的處理效果，但同時也存在很多相應(yīng)的問題，甚至?xí)霈F(xiàn)環(huán)境二度污染[2]。因此研究印染廢水處理新技術(shù)并對其進(jìn)行分析、研究，已經(jīng)成為相關(guān)部門亟待研究解決的課題。與傳統(tǒng)處理方法相比，電混凝法無需額外添加藥劑、反應(yīng)時間更短、處理效率更高、操作更方便[3]，近些年來更是吸引了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注與應(yīng)用，值得深入研究[4，5]。

1 實驗裝置與分析方法

1.1 水樣的參數(shù)及排放標(biāo)準(zhǔn)

實驗水樣為印染廢水，取自遼寧某印刷廠。實驗中應(yīng)用到的水樣的各參數(shù)含量以及各個參數(shù)對應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 水樣參數(shù)及排放標(biāo)準(zhǔn)

1.2 實驗裝置與實驗方法

1)實驗裝置見圖1。

2)實驗方法。電混凝也稱電解絮凝，其原理是通過電解金屬陽極(如Fe，Al),在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產(chǎn)生Fe2+，Al3+等離子,Fe2+，Al3+會在溶液中發(fā)生水解、聚合形成多種羥基絡(luò)合物,進(jìn)而形成高分子多核羥基絡(luò)合物與氫氧化物，這些多核羥基絡(luò)合物與氫氧化物可以使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而與水分離[6，7]。

本實驗選用石墨做陰極、鐵板做陽極，常溫常壓下，在若干個1 000 mL的燒杯中加入1 000 mL實驗水樣，分別調(diào)節(jié)極板間距、廢水初始pH值、電流密度，待達(dá)到所需的運(yùn)行時間后，停止反應(yīng)裝置的運(yùn)行，靜置0.5 h后，使用移液槍在距液面2 cm～3 cm處取適量上清液，測定其COD值與TSS值，研究反應(yīng)時間、極板間距、廢水初始pH值以及電流密度對廢水中TSS與COD去除率的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 運(yùn)行時間對處理效果的影響

在常溫常壓下、初始pH值為6.3、電流密度為6 mA/cm2的條件下運(yùn)行時間60 min，電解時間對去除率的影響如圖2所示，COD和TSS的去除率都隨時間的增加而增高，40 min后去除率的上升趨勢開始逐漸變緩，50 min后開始趨于穩(wěn)定；這是由于電解時間的增長有利于反應(yīng)的充分進(jìn)行，去除率也隨之升高，因此運(yùn)行時間選為60 min較為合適，此時，COD去除率為64.3%，TSS去除率為55.5%。

2.2 水樣pH值對處理效果的影響

用稀H2SO4和NaOH溶液調(diào)節(jié)水樣pH值，使初始pH值分別為2.5，3.5，4.5，5.5，6.5，7.5，在電解時間為60 min，電流密度為6 mA/cm2的條件下對水樣pH值處理效果的影響進(jìn)行試驗研究，結(jié)果如圖3所示。這是因為酸性條件雖然有利于破乳，但同時也不利于絮凝體的產(chǎn)生，由實驗可知，強(qiáng)酸條件下的COD，TSS去除率并不高，在弱酸環(huán)境pH=6時，COD，TSS去除率均可達(dá)到最高，此時COD去除率為67.29%，TSS去除率為58.3%。

2.3 極板間距對處理效果的影響

在Fe做陽極，石墨做陰極，初始pH=6.5,電流密度6 mA/cm2，調(diào)節(jié)極板間距分別為2 cm，3 cm，5 cm，7 cm，電解60 min后COD以及TSS的去除率如圖4所示，雖然極板間距小有利于反應(yīng)的充分進(jìn)行，然而當(dāng)極板間距過小時反而會抑制反應(yīng)的進(jìn)行，故而極板間距選為3 cm最佳。

2.4 電流密度對處理效果的影響

調(diào)節(jié)初始pH=6.5,極板間距為3 cm，電流密度分別為3 mA/cm2，5 mA/cm2，7 mA/cm2，9 mA/cm2，11 mA/cm2，13 mA/cm2，如圖5所示，隨著電流密度的增加，COD與TSS的去除率都在上升，當(dāng)電流密度達(dá)到11 mA/cm2后，COD與TSS的去除率都趨于穩(wěn)定。當(dāng)電流密度達(dá)到11 mA/cm2時，COD的去除率為85.3%，TSS的去除率為65.8%。

3 結(jié)語

1)電混凝法設(shè)備簡單占地小、材料方便易得、運(yùn)行時間短，針對印染廢水的TSS與COD有較好的去除效果。

2)以Fe為陽極，C為陰極，極板間距為3 cm，常溫常壓，調(diào)節(jié)水樣初始pH值為6.5，電流密度為11 mA/cm2，電解1 h，可以獲得最佳處理效果。

3)實驗水樣經(jīng)電混凝處理后可以滿足污水二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 王 進(jìn)，張振家，孫德智.高效厭氧技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用研究[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2007(6)：76-77.

[2] 張 瑩，龔泰石.電絮凝技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].安全與環(huán)境工程，2009(1)：19-21.

[3] 王戰(zhàn)敏,何閃英,陳昆柏,等.電混凝法處理橙黃G模擬染料廢水[J].環(huán)境工程，2009(S1)：23-24.

[4] 李 巖,李亞林,鄭 波,等.含鉻電鍍廢水的資源化處理[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009(6)：16-18.

[5] 周旻昀.可見光催化劑BiOBr在模擬染料廢水處理中的應(yīng)用研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2016.

[6] 劉世德,孫寶盛,劉景允.綜合電鍍廢水處理技術(shù)的實驗研究[J].工業(yè)水處理，2010(3)：13-14.

[7] 儲金宇,史興梅,杜彥生,等.電絮凝法處理電鍍廢水中Crn+、Cu2+、Zn2+的試驗[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011(1):50-52.

Electric coagulation method and treatment of the experimental study of printing wastewater★

Hao Yipeng1Tong Shouhui2Wang Bing3

(1.HarbinJianyuanMunicipalEngineeringPlanningandDesignCo.,Ltd,Harbin150080,China; 2.WujiangHuayanWaterCo.,Ltd,Wujiang215200,China; 3.ShenyangJianzhuUniversity,Shenyang110168,China)

The paper introduces the craft principle for the electrolytic coagulation to deal with printing waterwaste, using Fe do cathode to anode C of printing wastewater by electric coagulation treatment, and explores the electrolysis time, current density, initial pH, plate spacing effect on the treatment effect, experimental results show that the initial pH value of 5.5 is 3 cm, current density, plate spacing for 30 min 11 mA/cm2electrolytic effect is optimal, the COD removal rate was 85.3%, the TSS removal rate is 65.8%.

electric coagulation, COD, TSS, printing wastewater

1009-6825(2016)31-0123-02

2016-08-23 ★：基于磷酸鹽還原體系的兼氧MBR氣化除磷機(jī)制研究(項目編號：51508343)兼氧平板膜MBR氣化除磷機(jī)制及污泥自消化對膜污染減緩機(jī)理研究(項目編號：F15-199-1-17)

郝軼鵬(1975- )，男，碩士，高級工程師

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