電解法印染廢水脫色及COD的測定徐景妍李志明王進黃健涵（中南大學應化1101班湖南長沙410083）摘要:本文以粒子群電極極性與活性炭的吸附富集理論為指導，研究電壓以及脫色時間對脫色效果的影響，從而找出最適的脫色條件。結果表明相同電壓下隨電解的時間的延長,脫色效果逐漸降低,且電解電壓越大,這種變化更加明顯；相同時間下隨著電壓增大,脫色效果明顯下降,且反應器時間越長,這種趨勢越大。當電壓在5-15V,COD去除率39.41%,脫色率可達90%以上。關鍵詞：電解法；印染廢水；脫色處理；活性炭；COD；TreatmentofprintinganddyeingWastewaterinActiveCarbonParticleSwarmElectrocatalyticReactorandCODDetermination(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:ThearticleisBasedonparticleswarmelectrodepolaritywithactivatedcarbonadsorptionenrichmenttheoryastheinstruction,studyingtheeffectofvoltageanddecoloringtimeondecoloringeffect,soastofindoutthebestconditionofdeclorizing.Theresultsshowedthattheextensionofelectrolysistimeofthesamevoltage,therateofdecolorizationdecreasedgradually,especiallytheelectrolysisvoltageishigher.Andasthevoltageincreases,therateofdecolorizationdecreasessignificantly,especiallyinlonghours.thatifthevoltagewas5-15Vandthetimewas10minutes,theremovalrateofCODcouldonly39.41%,andthedecolorationrateexceed90%.1引言隨著工業的發展和生活水平的提高，人們對水資源越來越重視。為了解決水資源日益緊張的問題，在尋找新的水資源的同時，人們已把廢水的治理以及深度處理和尋找新的水源視為同等重要的問題，我國是個淡水資源嚴重短缺和供求矛盾突出的國家，更需重視廢水治理的問。據統計，2000年全國工業和城鎮生活廢水排放量為428.4億噸，比上年度增加3.2%。其中工業廢水排放量200.7億噸，比上年度增加3.5%；城鎮生活污水排放量227.7億噸，比上年增加3.0%。而其中紡織印染行業和燃料行業的排放廢水排放量為1.2億噸。染色和漂染是紡織制造業中的兩步關鍵工序.據成分分析,約50%的染料殘留在廢水中[1],使得印染廢水具有pH變化范圍廣、溫度、色度以及COD和固體懸浮物濃度高、成分復雜等特點.因此,降低色度和去除難降解有機物是處理印染廢水的核心問題[2-4]。電催化氧化技術具有氧化能力強、化學藥劑消耗量少、適應性強、易于實現自動化控制等優點,逐漸應用于含烴、醛、醇、醚、酚及染料等有機污染物的廢水處理[5]。因此研究印染廢水的處理技術非常有重要的顯示意義。本工作通過在傳統電極間填充具有吸附功能的活性炭導電顆粒,增加電極的比表面積和強化電解槽的傳質,加快了有機污染物的降解反應速率,降低了廢水處理費用,并考察了用自制的活性炭粒子群電催化反應器處理含亞甲基藍廢水的效果。2實驗部分2.1儀器與試劑亞甲基藍人工印染有色廢水；0.04167mol/L重鉻酸鉀標準溶液(K2Cr2O7,AR)；0.2500mol/硫酸亞鐵銨標準溶液((NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,AR)；1.5%試亞鐵靈；硫酸銀-硫酸亞鐵溶液。可見分光光度計(722型,上海恒平科學儀器有限公司)；直流穩壓電源(YB1731A5A,江蘇綠揚電子儀器集團有限公司)；萬用電爐(北京中興偉業儀器有限公司)；500mL三角燒瓶；冷凝管；50.00mL滴定管；50mL量筒2.2活性炭粒子群電催化反應器的制作將為2-3mm活性炭,用篩篩取粉末,稱取60-65g,用水浸泡24小時,另外用塑料焊釘剪成2mm長小粒與活性炭顆粒混均勻,一起裝入脫色反應器中。兩電極埋與反應器的底部。處理廢水時廢水從上方進入反應器,經處理后從下方出水口流出(圖1)。是吸光度隨著時間的推移而減小。最后由于脫色效果達到最大而保持不變。由圖可知，四個圖整體反應的是吸光度隨著電壓的增大而先增大后小的情況，但在理論中，這種情況是不可能出現的。理想的圖線應是吸光度隨著電壓的增大而逐漸減小最后保持不變。在高壓范圍內(4-15V),脫色率應隨著電壓增大而下降,即電壓越大,脫色效果越差。3.2計算COD值以50mL自來水作為空白實驗,滴定所消耗的硫酸亞鐵銨量為25.50mL.未處理前原液(50mL)滴定消耗硫酸亞鐵銨量為10.12mL.由反滴定原理可以計算出未處理前原液中COD含量為(25.50-10.12)×0.2500×8000/50=615.2mg/L.取12V電壓電解30分鐘時的樣品50mL,滴定消耗硫酸亞鐵銨的量為24.88,同理可計算出處理后樣品COD含量為(25.50-24.88)×0.2500×8000/50=24.8mg/L.COD值脫除率為95.97%,可見在此條件下該反應器對廢水COD去除效果很好。4實驗結果與討論4.1反應器內活性炭顆粒的量對脫色率的影響反應器中活性炭顆粒的量的多少,直接導致污水脫色效果的好壞。活性炭顆粒越多,脫色率越高,脫色效果越好。但是在實驗過程中,由于活性炭量大,吸附效果好,不易飽和,因此不易看出脫色時間的長短對脫色效果的影響,或者短時間內趨勢不明顯,需要較長的時間才能看出脫色率的變化趨勢。在實驗過程中,活性炭的量要合適,不能過多也不能過少。若活性炭的量過少,脫色效果會很差,且活性炭很快飽和,影響實驗結果。由本實驗也可看出在5V、8V、12V下,隨取樣時間延長脫色效果的差異并不十分明顯,這就是由于活性炭量太多的緣故。4.2重鉻酸鉀法測COD各因素對測定結果影響重鉻酸鉀法測COD的原理在強酸性溶液中,加入定量的重鉻酸鉀氧化水中還原性物質,以試亞鐵靈作為指示劑,對過量的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨溶液反滴定,根據硫酸亞鐵銨溶液用量算出水樣中還原性物質消耗氧的量。在實驗過程中,空白實驗的條件要與水樣測定的條件一樣,才能保證實驗結果不受影響。若滴定終點呈綠色,則說明水樣里面有機物多,濃度高,重鉻酸鉀加的量不夠,水樣中的還原性物質沒有全部氧化,這時就需要重新進行實驗,增加重鉻酸鉀加入量或者將水樣進行稀釋,否則會使測出的COD值比真實值小。從加熱之前的溶液顏色可以初步判斷樣品COD值。溶液越接近重鉻酸鉀溶液的顏色(橙黃色)COD的值是越低；而黃色越淺,則相應COD值越高；若溶液呈綠色,COD就很高了。本次實驗結果吸光度和時間的關系因本次操作問題，導致沒有明顯的規律出現，在不同的電壓下。吸光度隨時間的變化有隨之變大也有隨之變小的情況出現。在理論中應是吸光度隨著時間的推移而減小。最后由于脫色效果達到最大而保持不變。參考文獻[1]陳梅芹,馬曉國,李凡修,李中保.微電解法處理印染廢水[J].廣東工業大學學報,2004,21(4):80-84.[2]周定,蔡偉民,孫麗欣.印染廢水脫色新方法的研究[J].環境化學,1984