周期换向电凝聚法处理印染废水的研究

论文摘要

印染废水由于其废水量大、水质复杂、有机物浓度高、成分复杂、难降解物质多、对环境危害大等特点成为废水处理的难点,日益受到关注。而电化学法处理印染废水,由于其设备小、占地少、运行管理简单、不需要投加化学药剂及不产生二次污染等优点,被称为“环境友好型”技术,日益受到人们的重视。但同时也存在一些问题,如耗电量大、阳极板易发生钝化等。为了更好的解决这些问题,本文利用自行设计的周期换向电源,考虑阴阳极板的作用,对周期换向电凝聚法处理印染废水的效果及规律进行研究。同时对处理单位质量染料的能耗进行分析,并进一步探讨和研究了该处理过程的反应机理。本文通过单因素实验分析得出：反应时间、电极电压、换向周期、电解质浓度、极板间距、初始染料浓度、搅拌速度、初始pH值对周期换向电凝聚法处理印染废水的效果有不同程度的影响,其中以电解质浓度对处理效果的影响最为明显。综合各因素对色度去除率和COD去除率的影响确定最佳反应条件：反应时间为30min,电极电压为10V,电解质Na2S04浓度为0.01mol/L,搅拌速度为1000r/min,换向周期为10s,极板间距为1.0cm,染料浓度为200mg/L,初始pH值为5。本文对以铝板和铁板为反应电极,周期换向电凝聚法处理活性黑KN-B模拟染料废水的机理也做了进一步分析,研究结果显示,电凝聚法处理染料废水是电解还原氧化,电气浮及金属离子絮凝作用共同作用的结果。其中金属离子的絮凝作用比较显著,大致为47.64%；在实验过程中发现,周期换向有效的防止了电极钝化,对电极起到了一定程度的保护作用；同时该方法处理活性黑KN-B模拟染料废水的能耗进行分析,结果表明,通过该方法处理相同质量的活性黑KN-B染料有效地降低了电能消耗。该方法有效的克服了以往电化学方法处理印染废水耗能大,阳极易钝化的缺点,是一种有效可行的新型印染废水处理方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 染料概述
• 1.1.1 我国染料工业现状
• 1.1.2 活性染料
• 1.1.2.1 活性染料定义与分类
• 1.1.2.2 活性染料的应用
• 1.1.2.3 活性黑KN-B染料简介
• 1.2 印染废水概述
• 1.2.1 印染废水简介
• 1.2.2 印染废水的来源
• 1.2.3 印染废水的性质和特点
• 1.3 染料废水的常规处理方法及研究现状
• 1.3.1 物理方法
• 1.3.1.1 吸附法
• 1.3.1.2 膜分离技术
• 1.3.2 生物方法
• 1.3.3 化学方法
• 1.3.3.1 混凝法
• 1.3.3.2 氧化法
• 1.3.4 电化学方法
• 1.4 电化学方法原理
• 1.4.1 电化学反应原理
• 1.4.2 电凝聚作用原理
• 1.4.3 电气浮作用原理
• 1.4.4 电解氧化和电解还原作用机理
• 1.5 电化学方法处理印染废水的研究现状及进展
• 1.5.1 内电解法
• 1.5.2 电凝聚法
• 1.5.3 电催化氧化
• 1.6 选题意义
• 第2章 研究内容、实验装置与方法
• 2.1 研究内容
• 2.2 实验装置
• 2.3 实验材料
• 2.3.1 实验药品
• 2.3.2 实验器材
• 2.4 实验过程
• 2.4.1 模拟染料废水配置
• 2.4.2 电极的处理
• 2.4.3 实验步骤
• 2.4.4 活性黑KN-B模拟染料废水的标准曲线
• 2.5 分析方法
• 2.5.1 紫外-可见吸收光谱
• 2.5.2 原子发射光谱分析（ICP）
• 2.5.3 X-射线衍射分析
• 2.5.4 COD测定
• 2.5.5 脱色率
• 第3章 模拟染料废水处理效果的影响因素
• 3.1 反应时间对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果影响
• 3.2 电极电压对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果影响
• 3.3 换向周期对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果影响
• 3.4 染料浓度对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果影响
• 2SO₄）浓度对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果的影响'>3.5 电解质（Na₂SO₄）浓度对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果的影响
• 3.6 搅拌速度对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果影响
• 3.7 极板间距的影响
• 3.7.1 极板间距对电流的影响
• 3.7.2 极板间距对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果影响
• 3.8 初始pH值对活性黑KN-B染料模拟废水处理效果的影响
• 3.9 实验结果及稳定性分析
• 3.10 小结
• 第4章 电凝聚法处理印染废水机理研究
• 4.1 反应产物紫外-可见扫描光谱分析
• 4.2 电化学氧化还原
• 4.2.1 阴极直接还原
• 4.2.2 阴极间接还原
• 4.3 金属离子的絮凝作用分析
• 4.4 铁离子和铝离子絮凝作用分析
• 4.5 极板材料及通电方式对活性黑KN-B废水处理效果影响
• 4.6 周期换向消除电极化钝化的机理探讨
• 4.7 絮体分析
• 4.8 小结
• 第5章 能耗分析
• 5.1 反应时间对电能损耗的影响
• 5.2 电极电压对电能损耗的影响
• 5.3 换向周期对电能损耗的影响
• 5.4 进水染料浓度对电能损耗的影响
• 2SO₄）浓度对电能损耗的影响'>5.5 电解质（Na₂SO₄）浓度对电能损耗的影响
• 5.6 搅拌速度对电能损耗的影响
• 5.7 极板间距对电能损耗的影响
• 5.8 初始pH值对电能损耗的影响
• 5.9 小结
• 第6章 结论、展望及建议
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 6.3 建议
• 参考文献
• 致谢