劉 楠 孫慧萍 楊雨桐

（沈陽化工大學(xué)，遼寧 沈陽 110142）

0 前言

染料廢水作為一種較難處理的工業(yè)廢水[1]，因其具有污染物濃度高、色度深、難生化降解等特點故傳統(tǒng)的沉淀[2-4]，生化等方法處理染料廢水降解過程緩慢，脫色效果差。電催化氧化法因其具有反應(yīng)條件安全，無選擇性，無二次污染等優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注。目前在國內(nèi)外研究電催化氧化處理染料廢水技術(shù)逐漸被關(guān)注。

酸性藏藍溶液在印染行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、處理過程中副產(chǎn)物較多使其處理難度較高。本文就在催化劑作用下的電催化氧化法處理效果進行探究，考察了槽電壓和曝氣量的改變對處理效果的影響。同時對其最佳工藝條件進行探索。

1 試驗部分

1.1 實驗儀器

實驗電源為可調(diào)直流電源，輸入電壓為0~30V可調(diào)電壓，最小輸入電壓0.1V，根據(jù)溶液電導(dǎo)率可在表盤上讀出電流值（數(shù)字顯示）。反應(yīng)器為自制有機玻璃反應(yīng)器。通過反應(yīng)器底部的有機材質(zhì)過濾網(wǎng)，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子與催化劑的分離，使得在反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中不致破壞催化劑，從而是催化劑得以最大幅度的降低反應(yīng)活化能，促進反應(yīng)的進行。

通過日立UV-3010(PC)紫外-可見光譜儀對待測液進行全波長掃描以確定最大吸收波長。

通過HACH DR5000多功能水質(zhì)分析儀測定處理后的樣品的吸光度。

通過曝氣裝置向待處理酸性藏藍染料廢水中通入空氣，并用轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)記錄通入空氣的流速。

1.2 實驗藥品

染料廢水采用酸性藏藍溶液，分子式C26H19N3O10S·3Na，分子量691.58。根據(jù)實際工業(yè)染料廢水的濃度，本實驗擬配置40mg/L的酸性藏藍燃料廢水進行試驗探究。

1.3 實驗方法

探究在不同工藝參數(shù)處理條件下，通過取處理后的樣品所測得的吸光度來探究處理效果的優(yōu)劣，廢水脫色效果的優(yōu)劣以吸光度作為指標，通過處理后樣品的吸光度相比于樣品原樣的吸光度衰減值進行比較，經(jīng)全波長掃描測定得出酸性藏藍分子中偶氮與芳香族共軛顯色基團最大吸收峰波長630nm。

1.4 分析方法

本試驗采用不銹鋼板作為電極，通入直流電，采用連續(xù)降解方式，每隔不同時間取樣來進行測定處理效果。

2 結(jié)果與討論

2.1 槽電壓對酸性藏藍溶液降解的影響

隨著槽電壓越大，染料廢水脫色率逐漸增高，在槽電壓為10V時，經(jīng)兩小時處理，酸性藏藍染料廢水脫色率為46.7%，而當槽電壓為30V時，經(jīng)兩小時處理，其脫色率可高達79.8%。這是因為隨著槽電壓的升高提升了反應(yīng)的能量，促使電解時產(chǎn)生更多的OH,因其具有的極強的氧化特性，可將染料分子中的碳元素氧化為CO2，氫元素氧化成H2O，破壞了染料分子中起顯色作用的偶氮基團，進而達到了降解染料的效果，最終使得染料廢水處理效果明顯增強。

2.2 曝氣量對酸性藏藍溶液降解的影響

隨著通入空氣流速增大，處理效果優(yōu)于無空氣通入，在無空氣通入時，酸性藏藍染料的脫色率僅為79.8%，而當以0.08m3/h的速率向酸性藏藍染料廢水中通入空氣時，其處理效果明顯增強，可高達84.8%，這是因為空氣中含有氧氣，在通入空氣過程中相當于間接增加了染料廢水中溶解氧的量，由于電解時產(chǎn)生的·OH和溶解的分子態(tài)氧，它們在溶液內(nèi)部發(fā)生了一系列復(fù)雜的自由基反應(yīng)，產(chǎn)生了多種具有氧化性的產(chǎn)物，從而加速了該反應(yīng)的進行。

2.3 處理效果的分析

隨著電催化氧化處理過程的進行的同時以每10分鐘為間隔對處理產(chǎn)物進行全波長掃描的過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)在隨處理時間的推移，原樣所具有的630nm特征峰明顯減弱，但300nm處的最大吸收峰吸光度變化不是很明顯。我們可以認為，隨著處理的進行，原樣所具有的未形成共軛體系的苯環(huán)結(jié)構(gòu)被降解，但同時，偶氮鍵與兩個萘環(huán)和三個磺酸基團構(gòu)成共軛體系在降解的過程中也形成了新的苯環(huán)，因此300nm處的吸收峰的吸光度值降低不明顯。

3 結(jié)論

試驗結(jié)果我們得出,在槽電壓為30V,曝氧量0.08m3/h時具有最佳處理效果。處理初始濃度為40mg/L，初始COD值為1300mg/L的模擬酸性藏藍溶液120min后，其脫色率達84.8%，COD去除率達65.0%。在電催化氧化作用下，酸性藏藍的特征吸收峰（630nm）強度逐漸減弱并基本消失，分子結(jié)構(gòu)中的偶氮基團與芳香族結(jié)構(gòu)的共軛體系被破壞，并生成萘磺酸產(chǎn)物，酸性藏藍分子被有效降解。

［1］聞海峰，秦琴，楊琴淋.氧化鈷修飾活性炭微波催化降解染料廢水的工藝研究[J].水資源與水工程學(xué)報，2013（1）：100-101.

［2］孟冠華，劉寶河，萬彤,等.非均相催化氧化處理染料廢水[J].工業(yè)用水與廢水，43（6）:24-25.

［3］劉詠，鄒文慧，廖洋，等.Ce3+電催化降解甲基橙模擬廢水的研究[J].中國稀土學(xué)報，29（1）：105-106.

［4］張俊麗，李慶新，湯亞飛.電催化氧化處理茜素紅模擬染料廢水試驗研究[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2009，5：142-143.