电解法印染废水脱色及COD的测定

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1、电解法印染废水脱色及COD的测定刘世宏 张融涂杨 贺佳萌中南大学化学化工学院应化1103班 湖南长沙 410083 摘要：印染废水是我国工业污水的排放大户，废水具有排放量大、脱色困难、有机物浓度高易 引起微生物繁殖，对自然生态环境造成巨大破坏、成分复杂和难生化降解等特点。因此对于 印染废水的处理是重中之重已经迫在眉睫。由于活性炭的高吸附除杂性以及电流电解可除去废 水中的有机物，因此本文以粒子群电极极性与活性炭的吸附富集理论为指导，研究电压以及脱 色时间对脱色效果的影响，从而找出最适的脱色条件。同时通过对废水的COD工业上重要的 污水处理指标检测来确定脱色的好坏。关键词：电解法废水处理脱色 CO

2、D；1 前言1.1背景随着工业的发展和生活水平的提高，人们对水资源越来越重视。为了解决水资源日益紧张 的问题，在寻找新的水资源的同时，人们已把废水的治理以及深度处理和寻找新的水源视为同 等重要的问题，我国是个淡水资源严重短缺和供求矛盾突出的国家，更需重视废水治理的问1。 据统计， 2000年全国工业和城镇生活废水排放量为428.4亿吨，比上年度增加3.2%。其中工 业废水排放量200.7亿吨，比上年度增加3.5%；城镇生活污水排放量227.7亿吨，比上年增 加3.0%。而其中纺织印染行业和燃料行业的排放废水排放量为1.2亿吨。因此研究印染废水 的处理技术非常有重要的显示意义。本实验用电解法对印

3、染税费进行脱色，同时测得了印染废 水的COD值。粒子群电极电解法脱色法是活性炭吸附-电解氧化两者的结合反应器中的活性炭由于多孔 性而具有巨大的外表积对可溶性染料有较强的吸附作用，这样与单纯活性炭吸附作用有相似之 处。但它又是良好的导体，当活性炭粒子与主电极直接相接或间接连接时，它就成为主电极外 延部分，成为单极粒子群电极，从而有效地扩大了电极面积。如图1图 1 活性炭在电场中的状态同时活性炭结构形貌不完全相同，外表凹凸不平，具有明显棱角尖端部位的电荷密度大，可以产生局部的高电位高电流，形成很多活性点，具有明显活性催化电解作用。当含有染料废 水通过时，染料分子发色基团和助色基团组成共轭体系，由于

4、在电极上发生氧化或复原而被破 坏，从而到达脱色作用。同时，也是活性炭吸附物质解吸作用。综上分析，本法工作机理在于粒子群电极极性与活性炭的吸附富集、电解作用，催化分解 作用等各种作用的协同作用。它具有脱色效率高、能耗低、使用寿命长等优点。对印染废水脱 色效率可达99%以上，使出水透明无色，同时除去废水中COD值达80%以上。2 实验部分2.1试剂亚甲兰人工印染有色废水：称取亚甲兰0.2g溶于1000ml水中，此液含亚甲兰浓度为2.0X10-4g/mol, 0.4167mol/L K Cr 0 标准溶液：称取 12.259gKCrO105C干燥 2 小时，优级2 2 7 2 2 7纯溶于水中，并以

5、水稀释到1升。0.2500mol/硫酸亚铁铵标准溶液：称取98.0gFe(NH) (SO) 6H0溶于蒸馏水中，加40ml浓H SO ,加热溶解至透明，冷却，以不稀释4 24 2224到1升。硫酸亚铁铵溶液标定：取20ml0.04167mol/LKCr 0标准溶液，水稀释至100ml,加浓2 2 7H SO 30ml，冷却后，加2-3滴试亚铁灵指示剂，用待标定硫酸亚铁铵溶液滴定出淡红色。242.2实验仪器分光光度计、直流电源电炉1000W、调压器1kVA、500ml三角烧瓶、冷凝管、滴定管、 移液管50ml、脱色反应器：厚度由2mm的有机玻璃制成，其结构如图2所示图 2 脱色反应器2.3实验方

6、法2.3.1 实验条件选定活性炭填充物准备：将为2-3mm活性炭，用筛筛取粉末，称取60-65g，用水浸泡24小时， 另外用塑料焊钉剪成2mm长小粒与活性炭颗粒混均匀，一起装入脱色反应器中。本次实验只 做了将处理好的活性炭装入反应器中、将含亚甲兰染料的废水流入脱色器中，选择控制流速为10ml/min，两极通入直流，电压选取 5、8、12、15V 分别进行电解。在电解时每隔 10 分钟取一次流出处理废液，在分光光度计上于入=680nm处进行测定光密度E测定结果列入表1。2.3.2 COD值测定实验步骤取水样分别用实验中的染料废水原液和处理半小时后的废水50ml于500ml三角烧瓶中, 加入25m

7、l0.4167mol/L K Cr O标准溶液，并投入3-4粒玻璃球，小心加入H SO -AgSO试剂40ml22 7244立即装上冷凝管，用电炉加热沸腾，保持回流状态1小时，冷却后，用蒸馏水冲洗一次冷凝管，取下三角烧瓶，流水冷却至室温，水稀释到150ml,加入3-4滴亚铁为指示剂，0.2500N硫酸亚铁铵标准滴定到由兰绿色变为红色为止。同样方法做空白实验。3 实验数据与处理3.1脱色效果与时间与电压的关系表 1 实验测得不同电压下被处理样品的吸光度次数5V时吸光度2.612E/v8V 时吸光度2.638E/v12V 时吸光度2.701E/v15V 时吸光度2.660E/v样1 (10min)

8、样2 (20min)样3 (30min)样4 (40min)0.0030.0030.0030.0030.0020.0020.0030.0040.0020.0030.0020.0040.0010.0010.0020.003原处理其中E为原处理液的吸光度，En为样品的吸光度。空白实验所消耗Fe(NH) (SO)的体积:04 24 230.00ml。测出染料废水原料消耗Fe(NH) (SO)的体积16.60ml。以及处理后废水消耗的消耗4 24 2Fe(NH ) (SO)的体积V 26.10ml。滴定现象：溶液颜色变化为：橙黄一草绿一绿一深绿一红4 24 22刘世宏等 电解法印染废水脱色及 COD

9、的测定表2脱色率(Eo-En)/Eo样品1 样品2 样品3 样品45V99.885%99.885%99.885%99.885%8V99.924%99.924%99.8862899.848%12V99.926%99.889%99.926%99.852%15V99.962%99.962%99.925%99.887%根据表(1)中的时间和吸光度数据作图。另外根据电压与吸光度的数据作图。404040105004099.9459.8599.8499.9699.9499.9299.9购9259 8B99/92199.929S.-999.8699.869 9. SB图 3 吸光度与时间的关系吸光度和时间的关

10、系因本次操作问题，导致没有明显的规律出现，在不同的电压下。吸光 度随时间的变化有随之变大也有随之变小的情况出现。在理论中应是吸光度随着时间的推移而 减小。最后由于脱色效果到达最大而保持不变。0.0040.0030.0020.0010.0040.0030.002g.goi0.004D.0030.002 .01样品二0.0060.0040.002图 4 吸光度与电压之间的关系由图可知，四个图整体反应的是吸光度随着电压的增大而先增大后小的情况，但在理论中这种情况是不可能出现的。理想的图线应是吸光度随着电压的增大而逐渐减小最后保持不变3.2计算COD值硫酸亚铁铵浓度=重铬酸钾体积(ml)x0.0416

11、7x 6核酸亚铁铵溶液体积ml)对于染料废水原液：a=30.00ml,b=16.60ml,N=0.2500mol/L,V=50ml小八 ，八 (a - b) N x 8000(30.00ml 16.60ml)x 0.2500molL x 8000COD(mg/ L)=V50ml= 536mg/L对于处理半小时后的废水A=30.00ml,b=26.10ml,N=0.2500mol/L,V=50ml(a - b)N x 8000(30.00ml 26.10ml) x 0.2500mol/L x 8000COD(mg/ L)=V50ml=156mg /LCOD脱除率少6监胯= 70.9%4 实验结果

12、与讨论4.1 实验结果本次实验结果比较没有规律，首先是电压和吸光度的关系我们组的数据拟合出来的曲线是 完全没有关联了，其次在拟合吸光度与处理废水时间的关系上，四个曲线的变化也是不一致的。但是在计算COD的值的时候我们实验计算所得到的结果还是比较好的，脱除率为70.9%,效果 还算可以。4.2 实验误差分析及结果讨论 在本次实验中，我初步了解了有关污水处理的方法，尤其是在数据处理时，了解了很多有 关污水检测和处理的方法。并且熟悉了相关仪器的操作。经思考，本人认为影响实验的因素可 能有如下几点： 在测定吸光度时，由于没有调整好进水与出水的流速一致，导致在测量中流速发生变化 影响了脱色效果。 比色皿

13、的差异：在测量一部分样品的吸光度时，没有用同一个比色皿，不同的比色皿， 对吸光度有影响。 其他组样品的影响及润洗的差异，在实验后期，虽用了同一个比色皿，但由于是与其他 组共用，会到其他组样品的影响。同时不同组员测量时，由于操作等问题，也会造成一些误差。 在一开始装仪器的时候可能我们接的线就是错误的，没有任何脱色的效果，而且在实验 过程中水的流速也是不稳定的，水流速过大的话也会导致脱色效果变差。 在仪器方面，仪器功能不是很稳定，有时候同样一个液体连续测两次的结果都有不同， 而且比色皿的擦拭我们只是用滤纸来进行，滤纸并不能完全的除去比色皿光滑面的灰尘。在用 蒸馏水做参比溶液时，我们在实验室用的是自来水做的标准液，这个对于实验结果也是有一定 的影响。 在滴定方面的误差主要是由于对于滴定终点的理解不正确，在滴定的时候我对于滴定终 点始终没有一个具体的概念，对于颜色的突变不了解。参考文献：1 付永胜，鄂铁军，水解酸化-UASB-SBR组合法处理印染废水J.化工环保，2002，,226：1551572 刘帅霞，何松，水解酸化-生物接触氧化工艺处理印染废水J.中国给水排水.2002.18(11):75763 何云芳，朱建荣推流式曝气增氧活性污泥法处理针织漂染废水J.给水排水，2002,286：3234