一種活性染料廢水處理方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種活性染料廢水處理方法及裝置。本發(fā)明專利技術(shù)采用電凝聚與超聲技術(shù)聯(lián)用，超聲的清洗作用有助于削弱電極表面的鈍化，促進(jìn)傳質(zhì)，進(jìn)一步提高電凝聚處理的效率以及活性染料的脫色率；采用鋁鈦復(fù)合陽極，鈦電極能夠分擔(dān)部分電流，具有初步氧化降解和析出氧氣的作用，能夠減弱鋁陽極的電流密度，活化鋁電極；另一方面，在鈦電極表面涂覆有包括氧化釕和生物質(zhì)炭的電化學(xué)催化劑，并通過調(diào)整氧化釕和生物質(zhì)炭的比例，提高鈦電極的催化活性和持久性，有助于促進(jìn)鈦電極表面氧化析出，提升活性染料的處理效果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種活性染料廢水處理方法及裝置
本專利技術(shù)涉及染料廢水處理
，具體涉及一種活性染料廢水處理方法及裝置。
技術(shù)介紹
活性染料是指分子中含活性基團(tuán)的水溶性染料，其具有色澤鮮艷、色譜齊全、成本低、染色工藝簡便、染成品耐洗牢度和耐摩擦牢度高等優(yōu)點(diǎn)，目前在染料工業(yè)中廣泛應(yīng)用。然而，含活性染料的廢水成分復(fù)雜，可生化性差，鹽度、COD(化學(xué)需氧量)、氨氮及色度高，因而污染嚴(yán)重，治理困難。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)印染廢水的治理技術(shù)尤其是脫色技術(shù)展開了大量的研究，其大多利用微生物處理活性染料廢水，但微生物處理法的研究主要在于高效菌種的選育和工藝的改變，微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)、pH、含鹽量、溫度條件有要求，染料廢水中的某些物質(zhì)會(huì)破壞微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，抑制微生物代謝，從而導(dǎo)致染料廢水的處理效果不理想。電凝聚法是目前較為有效的廢水處理方法之一，電凝聚法主要包括電解凝聚、電解氣浮、電解氧化還原這三個(gè)過程，具有凝聚、吸附、上浮、氧化還原的作用，能夠有效對(duì)廢水進(jìn)行殺菌、澄清、脫色、軟化處理，且處理過程中無需加入添加劑，操作簡單，適用范圍廣，成本較低，適合廢水大規(guī)模處理。然而，隨著電凝聚廢水處理時(shí)間的延長，會(huì)導(dǎo)致電極極板表面形成致密的鈍化膜，導(dǎo)致電凝聚處理效率降低，影響廢水的處理效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種活性染料廢水處理方法及裝置，提高活性染料廢水的處理效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案如下：一種活性染料廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將活性染料廢水引入到電解槽中，加入電解質(zhì)，并調(diào)節(jié)pH為酸性；(2)選擇由鋁電極和鈦電極組成的鋁-鈦復(fù)合電極作為陽極，且鈦電極表面涂覆有電化學(xué)催化劑，采用鐵電極作為陰極，控制電極電壓為10～25V，在超聲條件下，超聲功率為500～800W，超聲頻率為80～120kHz，電解處理3～6h，將處理后的水排出，其中，電化學(xué)催化劑包括氧化釕和生物質(zhì)炭，氧化釕和生物質(zhì)炭的質(zhì)量比為0.1～0.2:1。本專利技術(shù)采用電凝聚技術(shù)與超聲聯(lián)用，超聲對(duì)電極表面的清洗作用有助于削弱電極表面的鈍化，促進(jìn)傳質(zhì)，進(jìn)一步提高電凝聚處理的效率以及活性染料的脫色率。另一方面，本申請采用鋁-鈦復(fù)合陽極，鈦電極能夠分擔(dān)部分電流，具有初步氧化降解和析出氧氣的作用，一部分析出的氧氣和空氣在鐵電極還原為H2O2，H2O2氧化廢水中的活性染料，減弱鋁陽極的電流密度，鋁電極得到活化溶解產(chǎn)生絮凝物，從而避免鋁電極的鈍化失去活性而難以溶解；鈦電極表面涂覆有包括氧化釕和生物質(zhì)炭的電化學(xué)催化劑，并通過調(diào)整氧化釕和生物質(zhì)炭的比例，提高鈦電極的催化活性和持久性，有助于促進(jìn)鈦電極表面氧化析出。作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述電化學(xué)催化劑的制備方法為：將RuCl3.nH2O溶于無水乙醇中，加入生物質(zhì)炭，以400～800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌均勻，加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)45～60min，離心、洗滌、干燥后，在120～140℃進(jìn)行熱處理，研磨，得到所述電化學(xué)催化劑。作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(1)中，調(diào)節(jié)活性染料廢水的pH為5～6，此時(shí)廢水的脫色率和氨氮去除率均達(dá)到90％以上。作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述生物質(zhì)炭的原料為馬尾藻。以馬尾藻為原料制備得到的活性炭具有良好的多孔特性，有助于氧化釕的負(fù)載。作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述生物質(zhì)炭為酸洗改性生物炭，將生物質(zhì)炭按1:2～4的質(zhì)量比加入0.5～1M的鹽酸溶液中，在80～90℃水浴攪拌1～2h，水洗至中性后，在氮?dú)鈿夥罩懈稍铮玫剿嵯锤男陨锾俊Ｍㄟ^酸洗處理后，能夠改變活性炭表面官能團(tuán)，去除孔隙內(nèi)部的雜質(zhì)，改善活性炭的浸潤性和親水性能，增強(qiáng)活性炭對(duì)電解液離子的吸附能力，從而提高活性炭的電化學(xué)性能。作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述氧化釕和生物質(zhì)炭的質(zhì)量比為0.16～0.18:1。將鈦電極表明上的氧化釕和生物質(zhì)炭的質(zhì)量比控制為0.16～0.18:1時(shí)，作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述電解質(zhì)為濃度為0.05～0.06M的Na2SO4溶液。作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述鋁電極使用前置于丙酮溶液中浸泡5min后，用砂紙打磨，置于0.5M的氫氧化鈉溶液中反應(yīng)，待氣泡冒出后，采用去離子水清洗，再用0.1M的鹽酸溶液清洗5min，待氣泡冒出后用去離子水清洗，備用。作為本專利技術(shù)所述的活性染料廢水處理方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述鐵電極使用前采用0.1M的鹽酸溶液清洗5min，待氣泡冒出后用去離子水清洗，備用。本專利技術(shù)還提供了一種用于上述方法的活性染料廢水處理裝置，包括電源、電極、電解槽和超聲發(fā)生器，所述電極包括第一陽極電極、陰極電極和第二陽極電極，所述第一陽極電極和第二陽極電極均為鋁-鈦復(fù)合電極，鋁-鈦復(fù)合電極由表面涂覆有電化學(xué)催化劑的鈦電極和鋁電極組成，所述陰極電極為鐵電極，其中，電化學(xué)催化劑包括氧化釕和生物質(zhì)炭，氧化釕和生物質(zhì)炭的質(zhì)量比為0.1～0.2:1，電極間距為1.5～3cm，兩個(gè)鋁-鈦復(fù)合電極連接電源的正極，鐵電極連接電源的負(fù)極，超聲發(fā)生器置于電解槽的底部，并與電解槽的器壁貼合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：本專利技術(shù)采用電凝聚與超聲聯(lián)用，超聲對(duì)電極表面的清洗作用有助于削弱電極表面的鈍化，促進(jìn)傳質(zhì)，進(jìn)一步提高電凝聚處理的效率以及活性染料的脫色率。本申請采用鋁-鈦復(fù)合陽極，鈦電極能夠分擔(dān)部分電流，具有初步氧化降解和析出氧氣的作用，一部分析出的氧氣和空氣在鐵電極還原為H2O2，H2O2氧化廢水中的活性染料，減弱鋁陽極的電流密度，鋁電極得到活化溶解產(chǎn)生絮凝物，從而解決因鋁電極的鈍化失去活性而難以溶解，導(dǎo)致活性染料廢水處理效率不高，脫色率較低的問題；另一方面，在鈦電極表面涂覆有包括氧化釕和生物質(zhì)炭的電化學(xué)催化劑，并通過調(diào)整氧化釕和生物質(zhì)炭的比例，提高鈦電極的催化活性和持久性，有助于促進(jìn)鈦電極表面氧化析出。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的活性染料廢水處理裝置，1為電源，2為電解槽，3為超聲發(fā)生器，4為陰極，5為第一陽極電極，6為第二陽極電極。具體實(shí)施方式為更好地說明本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。實(shí)施例中，所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。以下實(shí)施例1～6和對(duì)比例1～3實(shí)驗(yàn)采用的活性染料廢水均為實(shí)驗(yàn)室自制模擬廢水，包括活性染料、葡萄糖及其他微量元素配制而成。活性染料的濃度為50～300mg/L，葡萄糖的濃度為400mg/L，(NH4)2SO4100mg/L，Na2CO3100mg/L，CaCl225mg/L，KCl25mg/L，CaHPO425mg/L，MgSO425mg/L，尿素25mg/L。活性染料為活性艷藍(lán)KN-R，也可以將其替換為其它種類的活性染料，如活性黑KN-B、茜素黃和茜素綠。實(shí)施例7采用的實(shí)際染料廢水取自江門某印染企業(yè)的廢水接收池，系各種染料廢水的混合廢水，主要為活性染料，pH為5～7，COD為7558mg/L，氨氮為6本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種活性染料廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將活性染料廢水引入到電解槽中，加入電解質(zhì)，并調(diào)節(jié)pH為酸性；(2)選擇由鋁電極和鈦電極組成的鋁?鈦復(fù)合電極作為陽極，且鈦電極表面涂覆有電化學(xué)催化劑，采用鐵電極作為陰極，控制電極電壓為10～25V，在超聲條件下，超聲功率為500～800W，超聲頻率為80～120kHz，電解處理3～6h，將處理后的水排出，其中，電化學(xué)催化劑包括氧化釕和生物質(zhì)炭，氧化釕和生物質(zhì)炭的質(zhì)量比為0.1～0.2:1。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種活性染料廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將活性染料廢水引入到電解槽中，加入電解質(zhì)，并調(diào)節(jié)pH為酸性；(2)選擇由鋁電極和鈦電極組成的鋁-鈦復(fù)合電極作為陽極，且鈦電極表面涂覆有電化學(xué)催化劑，采用鐵電極作為陰極，控制電極電壓為10～25V，在超聲條件下，超聲功率為500～800W，超聲頻率為80～120kHz，電解處理3～6h，將處理后的水排出，其中，電化學(xué)催化劑包括氧化釕和生物質(zhì)炭，氧化釕和生物質(zhì)炭的質(zhì)量比為0.1～0.2:1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性染料廢水處理方法，其特征在于，所述電化學(xué)催化劑的制備方法為：將RuCl3.nH2O溶于無水乙醇中，加入生物質(zhì)炭，以400～800rpm的轉(zhuǎn)速攪拌均勻，加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)45～60min，離心、洗滌、干燥后，在120～140℃進(jìn)行熱處理，研磨，得到所述電化學(xué)催化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性染料廢水處理方法，其特征在于，所述步驟(1)中，調(diào)節(jié)活性染料廢水的pH為5～6。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性染料廢水處理方法，其特征在于，所述生物質(zhì)炭的原料為馬尾藻。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的活性染料廢水處理方法，其特征在于，所述生物質(zhì)炭為酸洗改性生物炭，將生物質(zhì)炭按1:2～4的質(zhì)量比加入0.5～1M的鹽酸溶液中，在80～90℃水浴攪拌1～2h，水洗至中性后，在氮?dú)鈿夥罩懈稍铮?..

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周武，李鎮(zhèn)江，
申請(專利權(quán))人：江門市邑凱環(huán)保服務(wù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44