電解法印染廢水脫色及COD的測定

1、電解法印染廢水脫色及COD的測定劉世宏 張融 涂楊 賀佳萌（中南大學化學化工學院應化1103班 湖南 長沙 410083）摘要：印染廢水是我國工業(yè)污水的排放大戶，廢水具有排放量大、脫色困難、有機物濃度高（易引起微生物繁殖，對自然生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞）、成分復雜和難生化降解等特點。因此對于印染廢水的處理是重中之重已經迫在眉睫。由于活性炭的高吸附除雜性以及電流電解可除去廢水中的有機物，因此本文以粒子群電極極性與活性炭的吸附富集理論為指導，研究電壓以及脫色時間對脫色效果的影響，從而找出最適的脫色條件。同時通過對廢水的COD（工業(yè)上重要的污水處理指標）檢測來確定脫色的好壞。關鍵詞：電解法 廢水處理 脫

2、色 COD；1前言 1.1背景隨著工業(yè)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對水資源越來越重視。為了解決水資源日益緊張的問題，在尋找新的水資源的同時，人們已把廢水的治理以及深度處理和尋找新的水源視為同等重要的問題，我國是個淡水資源嚴重短缺和供求矛盾突出的國家，更需重視廢水治理的問1。據統計，2000年全國工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢水排放量為428.4億噸，比上年度增加3.2%。其中工業(yè)廢水排放量200.7億噸，比上年度增加3.5%；城鎮(zhèn)生活污水排放量227.7億噸，比上年增加3.0%。而其中紡織印染行業(yè)和燃料行業(yè)的排放廢水排放量為1.2億噸。因此研究印染廢水的處理技術非常有重要的顯示意義。本實驗用電解法對印染稅費

3、進行脫色，同時測得了印染廢水的COD值。粒子群電極電解法脫色法是活性炭吸附-電解氧化兩者的結合反應器中的活性炭由于多孔性而具有巨大的表面積對可溶性染料有較強的吸附作用，這樣與單純活性炭吸附作用有相似之處。但它又是良好的導體，當活性炭粒子與主電極直接相接或間接連接時，它就成為主電極外延部分，成為單極粒子群電極，從而有效地擴大了電極面積。（如圖1） 圖1活性炭在電場中的狀態(tài)同時活性炭結構形貌不完全相同，表面凹凸不平，具有明顯棱角尖端部位的電荷密度大，可以產生局部的高電位高電流，形成很多活性點，具有明顯活性催化電解作用。當含有染料廢水通過時，染料分子發(fā)色基團和助色基團組成共軛體系，由于在電極上發(fā)生氧

4、化或還原而被破壞，從而達到脫色作用。同時，也是活性炭吸附物質解吸作用。綜上分析，本法工作機理在于粒子群電極極性與活性炭的吸附富集、電解作用，催化分解作用等各種作用的協同作用。它具有脫色效率高、能耗低、使用壽命長等優(yōu)點。對印染廢水脫色效率可達99%以上，使出水透明無色，同時除去廢水中COD值達80%以上2。 2實驗部分2.1試劑亞甲蘭人工印染有色廢水：稱取亞甲蘭0.2g溶于1000ml水中，此液含亞甲蘭濃度為2.0×10-4g/mol，0.4167mol/L K2Cr2O7標準溶液：稱取12.259gK2Cr2O7（105干燥2小時，優(yōu)級純）溶于水中，并以水稀釋到1升。0.2500mo

5、l/硫酸亞鐵銨標準溶液：稱取98.0gFe(NH4)2(SO4)2·6H2O溶于蒸餾水中，加40ml濃H2SO4,加熱溶解至透明，冷卻，以不稀釋到1升。硫酸亞鐵銨溶液標定：取20ml0.04167mol/L K2Cr2O7標準溶液，水稀釋至100ml,加濃H2SO430ml,冷卻后，加2-3滴試亞鐵靈指示劑，用待標定硫酸亞鐵銨溶液滴定出淡紅色。2.2實驗儀器分光光度計、直流電源電爐1000W、調壓器（1kVA）、500ml三角燒瓶、冷凝管、滴定管、移液管（50ml）、脫色反應器：厚度由2mm的有機玻璃制成，其結構如圖2所示 圖2 脫色反應器2.3實驗方法2.3.1實驗條件選定活性炭填

6、充物準備：將為2-3mm活性炭，用篩篩取粉末，稱取60-65g,用水浸泡24小時，另外用塑料焊釘剪成2mm長小粒與活性炭顆?；炀鶆?，一起裝入脫色反應器中。（本次實驗只做了將處理好的活性炭裝入反應器中）將含亞甲蘭染料的廢水流入脫色器中，選擇控制流速為10ml/min,兩極通入直流，電壓選取5、8、12、15V分別進行電解。在電解時每隔10分鐘取一次流出處理廢液，在分光光度計上于680nm處進行測定光密度（E），測定結果列入表1。2.3.2 COD值測定實驗步驟取水樣（分別用實驗中的染料廢水原液和處理半小時后的廢水）50ml于500ml三角燒瓶中，加入25ml0.4167mol/L K2Cr2O7

7、標準溶液，并投入3-4粒玻璃球，小心加入H2SO4-AgSO4試劑40ml立即裝上冷凝管，用電爐加熱沸騰，保持回流狀態(tài)1小時，冷卻后，用蒸餾水沖洗一次冷凝管，取下三角燒瓶，流水冷卻至室溫，水稀釋到150ml,加入3-4滴亞鐵為指示劑，0.2500N硫酸亞鐵銨標準滴定到由蘭綠色變?yōu)榧t色為止。同樣方法做空白實驗。3實驗數據與處理3.1脫色效果與時間與電壓的關系表1 實驗測得不同電壓下被處理樣品的吸光度次數原處理液樣1(10min)樣2(20min)樣3(30min)樣4(40min)5V時吸光度E/v2.6120.0030.0030.0030.0038V時吸光度E/v2.6380.0020.002

8、0.0030.00412V時吸光度E/v2.7010.0020.0030.0020.00415V時吸光度E/v2.6600.0010.0010.0020.003其中E0為原處理液的吸光度，En為樣品的吸光度?？瞻讓嶒炈腇e(NH4)2(SO4)2的體積：30.00ml。測出染料廢水原料消耗Fe(NH4)2(SO4)2的體積16.60ml。以及處理后廢水消耗的消耗Fe(NH4)2(SO4)2的體積V226.10ml。滴定現象：溶液顏色變化為：橙黃草綠綠深綠紅表2 脫色率(E0-En)/E0樣品1樣品2樣品3樣品45V99.885%99.885%99.885%99.885%8V99.924%9

9、9.924%99.8862899.848%12V99.926%99.889%99.926%99.852%15V99.962%99.962%99.925%99.887%根據表(1)中的時間和吸光度數據作圖。另外根據電壓與吸光度的數據作圖。 圖3 吸光度與時間的關系吸光度和時間的關系因本次操作問題，導致沒有明顯的規(guī)律出現，在不同的電壓下。吸光度隨時間的變化有隨之變大也有隨之變小的情況出現。在理論中應是吸光度隨著時間的推移而減小。最后由于脫色效果達到最大而保持不變。圖4 吸光度與電壓之間的關系由圖可知，四個圖整體反應的是吸光度隨著電壓的增大而先增大后小的情況，但在理論中，這種情況是不可能出現的。理想

10、的圖線應是吸光度隨著電壓的增大而逐漸減小最后保持不變3.2計算COD值對于染料廢水原液：a=30.00ml,b=16.60ml,N=0.2500mol/L,V=50ml對于處理半小時后的廢水A=30.00ml,b=26.10ml,N=0.2500mol/L,V=50ml4實驗結果與討論4.1實驗結果 本次實驗結果比較沒有規(guī)律，首先是電壓和吸光度的關系我們組的數據擬合出來的曲線是完全沒有關聯了，其次在擬合吸光度與處理廢水時間的關系上，四個曲線的變化也是不一致的。但是在計算COD的值的時候我們實驗計算所得到的結果還是比較好的，脫除率為70.9%，效果還算可以。4.2實驗誤差分析及結果討論在本次實驗

11、中，我初步了解了有關污水處理的方法，尤其是在數據處理時，了解了很多有關污水檢測和處理的方法。并且熟悉了相關儀器的操作。經思考，本人認為影響實驗的因素可能有如下幾點：在測定吸光度時，由于沒有調整好進水與出水的流速一致，導致在測量中流速發(fā)生變化影響了脫色效果。比色皿的差異：在測量一部分樣品的吸光度時，沒有用同一個比色皿，不同的比色皿，對吸光度有影響。其他組樣品的影響及潤洗的差異，在實驗后期，雖用了同一個比色皿，但由于是與其他組共用，會到其他組樣品的影響。同時不同組員測量時，由于操作等問題，也會造成一些誤差。在一開始裝儀器的時候可能我們接的線就是錯誤的，沒有任何脫色的效果，而且在實驗過程中水的流速也是不穩(wěn)定的，水流速過大的話也會導致脫色效果變差。在儀器方面，儀器功能不是很穩(wěn)定，有時候同樣一個液體連續(xù)測兩次的結果都有不同，而且比色皿的擦拭我們只是用濾紙來進行，濾紙并不能完全的除去比色皿光滑面的灰塵。在用蒸餾水做參比溶液時，我們在實驗室用的是自來水做的標準液，這個對于實驗結果也是有一定的影響。在滴定方面的誤差主要是由于對于滴定終點的理解不正確，在滴定的時候我對于滴定終點始終沒有