電催化氧化法處理陽離子染料廢水試驗研究.pdf

1、陽離子染料(Cationic dyes)因其分子中帶有一個季銨陽離子而得名。隨著我國聚丙烯腈纖維需求量的大量增長，其良好的發(fā)色性和堅牢度等特性使其在整個印染行業(yè)中的使用量迅速擴大。經(jīng)陽離子染料染色后產(chǎn)生的廢水具有成分復雜、CODcr濃度高、含鹽量高、色度達幾萬倍至幾十萬倍、可生化性差等特點。因此，單一的傳統(tǒng)工藝很難將其徹底降解，而采用膜分離、光催化等技術成本過高。
　　 本課題通過采用靜態(tài)模擬實驗對電催化氧化陽離子染料廢水試驗條

2、件進行優(yōu)化。通過正交實驗和單因素影響實驗得出電催化處理模擬陽離子染料結晶紫溶液最佳工作條件：pH值為9.41、電流密度為5.1 mA/cm2、電解質濃度為5g/L、電解時間50min。通過不同電解質對比實驗分析可知，在溶液中投加NaCl電解質較Na2SO4電解質具有較好的電催化效果。通過驗證試驗得出，本電極最佳工作條件大體適用于其他種類陽離子染料的降解脫色且能達到較高的脫色率。
　　 結晶紫染料分子共有三個吸收峰，分別為248n

3、m、300nm、582nm。在可見光區(qū)582nm處的吸收帶為發(fā)色團吸收帶，紫外區(qū)248nm、300nm處的吸收帶為苯的精細結構吸收帶。通過光譜掃描及推導可知，結晶紫染料分子在金屬鈮覆蓋摻硼金剛石膜電極電解催化條件下，其染料分子首先形成三芳基甲基自由基，與羥基自由基、次氯酸等結合生成化合物NN-二甲基苯胺和苯胺酸；NN-二甲基苯胺隨著電解過程與羥基自由基形成N-甲基苯胺或與質子結合形成NN-二甲基苯胺，NN-二甲基苯胺隨催化過程的進行生成

4、化合物N-甲基苯胺，N-甲基苯胺隨著進一步的脫甲基、脫氨基和脫羧基等反應最終形成氨、二氧化碳和水；對氨基苯甲酸通過電催化氧化經(jīng)去甲基最終生成苯胺酸，苯胺酸再經(jīng)脫甲基、脫氨基、脫羧基等最終形成氨、二氧化碳和水。最終體系中陽離子染料發(fā)色基團完全斷裂，結晶紫染料結構遭到破壞，溶液色度得以去除。
　　 通過采用絮凝沉淀+電催化氧化組合工藝處理從化某印染廠陽離子染料廢水，其印染廢水經(jīng)絮凝沉淀后廢水出水pH為9.4、CODcr為1087mg

5、/L、色度為3336倍，CODcr和色度去除率分別為62.05％、30.5％；經(jīng)絮凝沉淀后出水經(jīng)電催化氧化處理后出水CODcr為664mg/L、色度為40倍，出水pH呈堿性。整體裝置印染廢水CODcr從2860mg/L降至664mg/L，總體降解率為76.7％；色度從4000倍降至40倍，降解率為99.0％，說明組合工藝對陽離子染料廢水具有較好的處理效果。
　　 根據(jù)試驗成本估算可知，采用絮凝沉淀+電催化氧化組合工藝處理從化某印