催化铝微电解法预处理印染废水实验研究

摘要

印染废水具有水质成分复杂、有机污染物含量高、色度高、碱性强、可生化性差等特点，较难处理。微电解法是集电化学氧化还原、絮凝沉淀、微电场和物理吸附等综合作用为一体的良好工艺，以其经济、处理效果好等特点，被广泛应用于各种废水的处理中。但以铁碳微电解为核心的各种微电解技术只适用于酸性环境，不能直接用于碱性废水的处理。而印染废水通常碱性较强，传统铁碳微电解运行过程中需加入大量酸进行调节，大大增加了处理成本。金属铝是较铁更活泼的金属，既能与酸反应也能与碱反应，因此在碱性条件下处理废水时比铁更有优势。
　　实验分别以铝碳和铝铜为反应材料，对强碱性印染废水进行预处理研究，并取得了较好的处理效果，弥补了传统铁碳微电解工艺对强碱性印染废水处理效果差的局限。
　　铝碳微电解法处理印染废水的最佳运行条件为:进水pH=12.06，铝片投加量为100g/L，铝碳质量比为1∶1.5，反应时间为120min，废水的CODCr去除率为42.22％，色度去除率为56.22％，处理后废水的B/C从原水的0.15提高至0.46。
　　铝铜微电解法处理印染废水的最佳运行条件为:进水pH=12.06，铝片投加量为100g/L，铝铜质量比为5∶1，反应时间为120min，废水的CODCr去除率为37.00％，色度去除率为59.10％，处理后废水的B/C可提高至0.49，且向催化铝微电解体系中加入改性沸石有助于提高去除效果。
　　将催化铝微电解法与催化铁微电解法进行对比，在填料质量比相同的条件下，处理实际强碱性印染废水。结果表明:在强碱性条件下，催化铝微电解法的处理效果远大于催化铁微电解法，在弱碱性条件下，二者处理效果相差不大。因此，可将催化铝微电解法应用于强碱性废水的处理中。
　　在微电解反应过程中，电化学作用和絮凝沉淀作用对污染物的去除起主要作用，同时还可能存在吸附等作用，催化铝微电解法在运行过程中填料易发生钝化，可采用稀酸对其进行活化，使填料可以重复利用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 印染废水概述

1．1．1 印染废水来源

1．2．2 印染废水特点及危害

1．2 印染废水处理研究进展

1．2．1 物理法

1．2．2 化学法

1．2．3 生物法

1．3 课题研究的内容与意义

1．3．1 选题背景

1．3．2 选题依据及意义

1．3．3 主要研究内容

1．3．4 创新点

2 微电解法概述

2．1 微电解法原理

2．1．1 原电池反应

2．1．2 氧化还原作用

2．1．3 电化学附集

2．1．4 混凝沉淀作用

2．2 微电解法研究现状

2．2．1 Fe／Cu微电解

2．2．2 Fe／Cu微电解

2．2．3 催化铝微电解

2．3 微电解技术的优缺点和主要发展方向

2．3．1 微电解法的优缺点

2．3．2 微电解法的缺点

2．3．3 微电解技术的主要发展方向

3 实验材料及分析方法

3．1 废水水质

3．2 实验仪器及试剂

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验试剂

3．3 实验方法

3．3．1 实验材料预处理

3．3．2 实验方法

3．4 分析测定方法

4 铝碳微电解法预处理印染废水

4．1 实验内容

4．2 单因素实验研究

4．2．1 进水pH值影响

4．2．2 铝片投加量影响

4．2．3 铝碳质量比影响

4．2．4 反应时间影响

4．2．5 混合方式影响

4．2．6 进水浓度影响

4．3 正交试验

4．4 最佳条件去除效果

4．5 SEM图像分析

4．6 本章小节

5 催化铝微电解法预处理印染废水

5．1 实验内容

5．2 单因素实验研究

5．2．1 进水pH值影响

5．2．2 铝片投加量影响

5．2．3 铝铜质量比影响

5．2．4 反应时间影响

5．2．5 沸石的影响

5．2．6 进水浓度影响

5．3 正交试验

5．4 最佳条件去除效果

5．5 SEM图像分析

5．6 铝碳微电解法与催化铝微电解法对比实验

5．7 GC-MS图谱分析

5．9 本章小结

6 催化铝微电解处理印染废水机理

6．1 电化学腐蚀

6．2 絮凝沉淀作用

6．3 批次反应实验

6．3．1 实验方法

6．3．2 CODCr去除效果

6．3．3 pH的变化

6．4 催化铝微电解与催化铁微电解法对比

6．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果