印染废水处理用钛阳极钛电极成功案例

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2015-09-30 | 浏览:573次 ]

印染废水处理用电催化钛阳极钛电极——智铭钛阳极钛电极
印染废水是在纤维材料纺织成坯或浆纱、煮炼、退浆、漂白、丝光、印花工艺过程中产生产生、的废水,废水中含有萘系物、醌系物、胺类化合物、硫化物、铬、碱、酸等有毒有害物质。
1)物理化学法
A:混凝法
研究利用固体废弃物开发出含Fe3+,Al3+,Mg2+,Fe2+,Zn2+,Mn2+,Ca2+,TiO2+的多离子复合复合型混凝剂,利用其中各种金属离子的协同作用,通过压缩双电层、吸附电中和、沉淀网捕等作用外,还有与染料分子活性基团络合、螯合反应,脱除废水中的胶体颗粒和部分溶解物质。
B:吸附法
吸附法已经广泛用于印染废水的深度脱色处理,其吸附法有:物理、化学、离子交换3种方式。
最常用的吸附剂是活性炭,它对各种染料的吸附能力一次为:碱性>酸性>直接>硫化染料,尤其对分子量在400左右的染料分子脱色效果最为理想。尽管活性炭具有优越的吸附性能,但由于其价格较贵再生困难仍然限制了其广泛的应用。
操作简单,投资少是物化法的主要有点,但高的运行费用及大量物化污泥的处置则是其存在的问题。
2)生化法
尽管印染废水可生化性较差,含有有毒有害的物质,但通过优势菌的选育,在适宜的环境中仍可降解印染废水,且由于生化法操作简易,运行费用低,无二次污染等优点,在印染废水的处理中仍得到广泛应用。
A:脱色菌藻的生物技术
印染工业中的染料以上为偶氮染料。脱色菌在厌氧条件下产生的偶氮还原酶以NADPH2或NADH2为电子提供,催化还原裂解染料中的偶氮双键,形成芳香胺类中间产物,在好裂解染料中的偶氮双键,形成芳香胺类中间产物,在好氧条件下,芳香胺类产物继续降解,最终形成二氧化碳和无机物。
B:生化处理工艺的优化
20世纪80年代推出的厌氧-好氧-活性炭或混凝沉淀法,在实际中得到了较广泛的应用,难降解高分子物质在厌氧池水解酸化,变成较小的分子,从而提高了废水的可生化性,为后续处理创造条件,好氧池产生的污泥全部回到厌氧池进行厌氧消化,整个系统很少污泥排放。
随着印染技术的不断发展,尤其是碱减量技术的运用,大大增加了印染废水的处理难度,为此,人们开发出下列一些新工艺:
①物化-厌氧-好氧法:对废水浓度过高,尤其是毒物浓度很高时,可采用首先通过物化法,把有毒有害的物质除去,同时提高废水的BOD5/CODcr值,以利于后继生化处理。其中的物化法常用强化混凝沉淀或气浮。
②间歇活性污泥法:
由于自动控制和监测技术的飞速发展,集均衡、曝气、沉淀、生物脱氮除磷等于一体的间歇活性污泥法,由于其处理结构物少,处理过程简易,自动化程度高,工艺参数可根据具体条件灵活调节,抗冲击负荷能力强等有点,已成为目前国内外污水处理中的热门工艺,但存在的问题是操作管理水平要求较高。
③高效反应器的开发:随着反应器的容积负荷与MLSS的不断提高,可大大缩短废水处理停留时间。
C:化学法
化学处理法中,臭氧氧化法的技术已趋于成熟,在印染废水中应用较多,其对水溶性染料的综合效果较好,对硫化、还原、涂料等硫水性染料脱色效果较差。采用某些金属氧化物、金属盐、H2O2或NaClO与O3组成的催化氧化,能降低成本,达到较好的效果。
近年来出现的直接电解法为染料废水治理开拓了新的途径。电解法就是通过电极反应,在电解过程中,实现气浮和絮凝两个过程去除有机物和脱色。
电解法去除染料分子的过程实际上是电解-气浮-絮凝的过程。阴阳极发生电极反应。阳极上形成具有高吸附絮凝活性的絮凝剂,能有效地去除染料废水中的胶体微粒和杂质。阴极生成的H2可带动絮状物向上运动到表层,反应结束后再沉淀,这是气浮过程。两极氧化或还原反应,能够破坏染料分子的发色集团,把大分子物质变成小分子物质,或彻底氧化物CO2和H2O,溶液颜色变成无色。
加入的电解质一般是NaCl,有助于废水脱色和去除COD。原因是NaCl溶液电解时,阳极上发生放氯反应,Cl2是强氧化剂。Cl2、Na+和O2进一步生成NaClO,NaClO有更强的氧化性。Cl2和NaClO都是强氧化剂,可氧化颜料分子,使长键断裂失色。另外,加入NaCl后,加快了H2O电解,阴极不断产生的H2形成的气泡带动絮状物向上运动,加快了有机物的气浮和絮凝。
电解法对染料废水有较好的处理效果,CODcr去除率达90%以上,脱色率为100%。
用添加NaCl电解法,阳极为涂层钛阳极,对印染厂排出的两种废水进行处理:蓝色,靛蓝,稀释色度200-300倍,ph为9-10,电解120min后,颜色变清,ph值为7,黑杂色,硫化黑,稀释色度200-300倍,ph为9,电解60min后,废水颜色变清,ph值为7。
多种物理化学方法和生物方法都可以用于染料废水的脱色处理,如絮凝沉淀、吸附、离子交换、超滤、渗析、化学氧化、光氧化、电解及生物处理方法。考虑到工业效率和成本,目前,工业上常用絮凝沉淀(气浮),电解,氧化,吸附,生物降解等方法。其中电解法采用钛板作极板,以NaCl、Na2SO4或水中原有盐分作导电介质,对染料废水通电电解,阳极产生氧气和氯气,阴极产生氢气, 新生态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏了染料分子结构而脱色。这种方法对含-SO- 3,集团及N=N双键的可溶性酸性染料,活性染料均有良好的脱色作用。如在废水中投加阴阳离子高分子化合物,使与阴离子染料分子先形成络合物,并采用混凝法去除胶体态不溶性染料物质,后续处理再用电解法怎对可溶性染料完成氧化脱色,则可节省节能。此方法为混凝-电解法。根据试验成果,当废水中以纳夫妥为主的混合染料的质量浓度为154mg/L时,耗电仅为0.15-0.2kw•h/m3。
废水处理电解法是利用电解过程的电化学反应,使废水中有害物质转化而被去除的方法。根据电极反应发生方式的不同,可分为电絮凝、电气浮和电催化氧化等。其中电催化氧化法用于处理难降解的有机物具有很好的效果,它通过阳极反应降解有机物,面临的主要竞争副反应就是阳极氧气的析出。催化电极的一个必要条件是具有较高的析氧过电位,而不同电极材料具有不同的析氧过电位。

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