超声辅助电凝聚法处理染料废水的研究

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1、超声辅助电凝聚法处理染料废水的研究周兵　薛建军　王玲　沈东（南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏南京210016）【摘要】以罗丹明B模拟印染废水为例，采用超声辅助电凝聚法来处理模拟废水，分析了电极板组合不同形式、电流密度、pH值、Na2SO4浓度、初始废水的浓度等影响因素。结果表明：在电极板组合A-C-A-C为Al-Fe-Fe-Fe、电流密度在15mA/cm2、初始pH为6.00、电解质Na2SO4浓度为0.01mol/l、初始印染废水浓度为10mg/l时，废水的脱色率达到90%以上。超声技术可以有效地防止电极板钝化。.jyqkodelentbyu

2、ltrasonicassistedelectrocoagulation,odelentpliedthatdecolourizationratioof90%A/cm2,pHvalueof6.00andelectrolyteNa2SO4concentrationfor0.01mol/l,theinitialconcentrationofprintinganddyeingg/l.Inadditional,thetreatmentontheultrasonictreatmentcaneffectivityadvoidthepassivationoftheele

3、ctronpole.【KeyA/cm2，电解质Na2SO4浓度为0.01mol/l，pH为8.00，染料浓度的10mg/l条件下，对于电极组合考虑了8种不同的电极组成，用不同的电极组合来处理模拟废水，发现电极组合A-C-A-C为Al-Fe-Fe-Fe时处理效果比较好。2.2　不同的电流密度对染料脱色的影响在电极组合为Al-Fe-Fe-Fe，电解质Na2SO4浓度为0.01mol/l，pH为8.00，染料浓度的10mg/l条件下。由图二可以看出电流密度从5mA/cm2到15mA/cm2随着电流密度的增加罗丹明B的脱色效果在增加。当电流密度在15mA/cm

4、2时处理30min脱色率达到88.7%。主要原因是电流密度的增大，阳极Fe/Al溶出的速度不停地增大，此时电化学反应速率是控制步奏。当电流密度达到15mA/cm2时继续增大电流密度脱色效果反而下降。当阳极溶出离子浓度达到一定程度染料与金属离子的水解产物的凝聚反应过程则成为整个过程的控制步骤,此时电流密度的增加不再能够提高染料的脱色率。当电流密度超过15mA/cm2之后可能导致阳极钝化程度增加，造成电极表面钝化，失去活性，降低电凝聚效率。综合以上因素，电流密度在15mA/cm2为佳。2.3　不同的初始pH值对染料脱色的影响图4　不同pH值对脱色率的影响在

5、电极组合为Al-Fe-Fe-Fe，电解质Na2SO4浓度为0.01mol/l，电流密度为15mA/cm2，染料浓度的10mg/l条件下。可以看出，随pH值的增加，色度的去除率先增大后减小，其原因在于以下两个方面：pH＜4时溶液中正电荷聚合离子过多，会使胶体的电荷改变符号，出现胶体再稳现象。pH过低，溶液中的H+会在阴极上还原析出氢气而使OH-产生的量减小，金属氢氧化物的量减少。其次当pH﹥10时溶液中的铁离子、铝离子主要以Fe(OH)4-和Al(OH)4-形式存在，对负电荷胶体起不到中和作用，所以去除效果很差。当pH在6左右时，色度去除率较高,可达90

6、%以上。所以选择pH为6.00。2.4　不同的电解质浓度对染料脱色的影响图5　不同浓度的Na2SO4对脱色率的影响在电极组合为Al-Fe-Fe-Fe，电流密为15mA/cm2，pH为8.00，染料浓度的10mg/l条件下。电解质Na2SO4浓度的增加废水的脱色率先增加后减少。刚开始随着Na2SO4的浓度的增加电流效率增大导致废水的脱色率增大，在Na2SO4为0.01mol/l脱色率达到90.2%。当继续增大电解质浓度时脱色率反而下降0.02mol/l时脱色率为85.8%。电解质浓度过高会使胶体的电荷改变符号，出现胶体再稳现象。从而脱色率降低。2.5　不

7、同的进水染料浓度对染料脱色的影响在电极组合为Al-Fe-Fe-Fe，电解质Na2SO4浓度为0.01mol/l，电流密度为15mA/cm2，pH为8.00时。由图六可知，随着罗丹明B的初始浓度的增加，染料的脱色率呈下降趋势。染料的初始浓度的10mg/l时，处理30min之后，色度的去除率达到90%。当初始浓度为20mg/l时，色度去除率只有77.8%。出现上述现象的原因可以解释如下：在电流强度不变的条件下，罗丹明B的浓度越高与铁离子、铝离子的水合物发生凝聚的机会越多，形成的絮体吸附磷的可能性越大，这有利于提高铝离子、铁离子的利用率而使除染料的量增加。色

8、度去除率随原水浓度增加而降低是由于单位铝阳离子、铁阳离子所负担染料的量增加的缘故。2.6　电极