脉冲电絮凝处理难降解印染废水的研究

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1、脉冲电絮凝处理难降解印染废水的研究发布时间：2010-1-2016:19:00  中国污水处理工程网摘要：研究了以铝作阳极采用脉冲电絮凝技术对难降解染料废水的处理，探讨了脉冲电源脉冲占空比、脉冲频率、电流密度、电解时间和废水浓度等因素对废水色度和COD去除率的影响，并对脉冲方式在脱色率和COD去除率、材耗及能耗等方面进行了对比研究。结果表明，与直流电絮凝相比，脉冲电絮凝技术在处理难降解染料废水中有着明显的节能优势，单脉冲和双脉冲电絮凝其能耗分别降低了84%和87%，其电极消耗则分别与之持平和增加了93%。关

2、键词：脉冲；电絮凝；印染废水近年来，印染、制药、油漆、化工等行业的迅速发展，产生了大量的高浓度、难降解、毒害大的有机废水，包括难生物降解染料、酚类物质、硝基苯、苯乙酮、氯酚等有机污染物，给生态环境带来的极大的危害，这类废水的处理一直是国内外污水处理界公认的难题。人们相继提出了许多新的处理工艺，包括生物法、高级氧化技术等，特别是选用预处理工艺，然后经厌氧耗氧等后续组合工艺处理的方法已成为普遍共识。实践证明，采用化学絮凝剂预处理方法对于高浓度、难降解工业废水的预处理难以达到理想的效果。电絮凝法处理废水，一般不需

3、要添加化学药剂，设备体积小，占地面积少，操作简单灵活，污泥量少，后续处理简单。另外，电絮凝在去除部分COD的同时，能同时提高废水的可生化性能，大大提高了有机废水的生化处理效率[1-5]。然而，传统电絮凝技术存在着由于电极极化导致电耗升高、处理效率降低的不足。为了克服传统电絮凝的这一缺点，近年来国内外学者将脉冲技术与电絮凝法相结合，发展了一种新型的电絮凝技术———脉冲电絮凝水处理技术[6-8]。本文研究了脉冲电絮凝方法对难降解印染废水的处理，考查了实验参数对脉冲电絮凝的影响，表明脉冲电絮凝技术在处理难降解废水

4、中有较强的节能优势。1.实验部分1.1实验原理脉冲电解采用了“供电-断电-供电”不断重复的供电方式，与一般电絮凝技术相比，脉冲电絮凝过程中施加的是脉冲信号，因而电极上发生的反应时断时续，有利于电极表面的扩散，从而大大降低了电极的浓差极化导致的电极钝化；由于脉冲间歇过程中，实际通电时间远小于电絮凝处理的总反应时间，因而脉冲电絮凝技术可以有效地、大幅度地降低能耗。正常工作中，电极主要发生的反应如下：整个电絮凝过程至少包含了电解氧化还原、电解絮凝和电解气浮三种废水的电化学处理过程的协同效应，因而有助于大幅度提高难

5、降解废水的处理效果。1.2实验装置与原料实验装置如图1所示。 自制有机玻璃电解槽（有效体积750mL）；纯铝板电极（40mm×40mm×2mm，有效絮凝面积12cm2，极板间距保持10mm）；SMD-P型智能多脉冲电镀电源（占空比0~1无级连续可调，频率0.1~5kHz；河北邯郸市大舜电镀设备有限公司）；UV-2102PCS型紫外可见分光光度计（上海UNICO公司）；VC98A数字万用表（深圳市胜利高电子科技有限公司）；KN-100COD消解器（江苏电分析仪器厂）。模拟难降解废水为直接大红4BS（结构式见图

6、2）模拟难降解废水，并加入2g/L的无水硫酸钠作电解质，其最大吸收波长为507nm，1000mg/L直接大红废水实测COD为303.3mg/L。1.3实验方法在反应槽中加入300mL直接大红废水，磁力搅拌，改变脉冲电源的脉冲占空比、脉冲频率、废水浓度、电流密度和电解时间等参数进行脉冲电絮凝，静置10min，取中间清液过滤测定COD和色度，称量铝板电极反应前后的质量算出其电解过程中的消耗量，并测量两电极的电压变化。单脉冲和直流电絮凝实验阳极和阴极分别为铝和钛电极，双脉冲实验的两个电极皆为铝板电极，COD按HJ

7、/T399-2007方法测定。处理效率的计算方法及公式如下： 2实验结果与讨论2.1单脉冲电絮凝参数对色度和COD去除率的影响2.1.1占空比实验保持电源电流为0.2A（电极有效面积12cm）2，脉冲频率为1kHz，处理时间60min不变，考查占空比对500mg/L的废水脱色和COD去除率的影响，实验结果如图3。由图3可见，占空比对脱色率影响较小，在占空比0.3~0.8范围内，脱色率均达97%以上；占空比对COD去除率有明显的影响，随占空比的增加COD去除率增大，但只当占空比大于0.4以后COD去除率变化不

8、大，均达到85%以上。考虑到占空比越大，电耗越大，因此本实验后续采用占空比0.4。  2.1.2脉冲频率保持电流为0.2A（电极有效面积12cm2），占空比为0.4，处理时间60min不变，考查脉冲频率（中频到高频段：0.1~3.6kHz）对500mg/L的废水脱色率和COD去除率的影响，实验结果如图4。由图4可见，脉冲频率对脱色率变化不明显，在0.2~3.6KHz范围内脱色率均达97%以上；COD去除率随着频率