微电解法处理水性油墨废水的研究

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微电解技术在处理染料废水中的研究进展

微电解技术在处理染料废水中的研究进展

第52卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.52,No.10 2023年10月 Liaoning Chemical Industry October,2023微电解技术在处理染料废水中的研究进展王静怡,姚思如,徐孟晓(沈阳建筑大学 市政与环境工程学院,辽宁 沈阳 110168)摘 要:阐述了微电解技术净化污水的功能机理,传统微电解填料的缺点,介绍了微电解新型填料及新型反应器的的研究进展,并总结了近年来微电解技术在处理染料废水方面的应用和发展趋势。

关 键 词:微电解;废水处理;作用机理;研究进展中图分类号:X703 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)10-1542-03微电解技术在废水处理中是利用金属化学腐蚀的原理,以金属材料为阳极、非金属材料为阴极,与溶剂中接触后产生的无数微小的原电池,从而对污水中有机物进行降解的一种材料[1]。

另一方面,微电解填料使用的是一些废弃原材料如,工业废铁、铁皮、废钢渣等材料中的铁,还能实现废物的二次利用[2]。

微电解技术在国内已被高度重视,并被应用于印染工业生产污水、焦化废水、电镀工业生产污水、医药工业污水、生活垃圾渗滤液、石油化工等方面,并取得了非常好的处理效果[3-4]。

1 铁碳微电解技术1.1 铁碳微电解填料作用原理传统的微电解填料,其反应原理是以Fe作为阳极材料,以C作为阴极材料,经过一系列化学反应,初步生成活性较高的产物,而这些产物又可以继续进行化学反应,生成二级产物,进而降解污染物[5]。

主要化学反应式包括:阳极(Fe):Fe-2e- → Fe2+Eθ=-0.44 (1) 阴极(C):O2+2H20+4e-→4OH-(中性、碱性曝气)Eθ=0.40 V (2) 2H++2e- → 2[H]→ H2(酸性无氧)Eθ=0.00 V (3) O2 + H2+ + 2e- → H2O2(酸性曝气)Eθ=0.68 V (4) 4H++O2 + 4e- → 2H2O(酸性曝气)Eθ=1.23 V (5)上述化学反应过程中,当溶液pH呈碱性时,可形成Fe(OH)2; 在水中氧气浓度充足时,溶液中的Fe(OH)2进一步氧化变成Fe(OH)3,Fe(OH)3则会吸收溶剂中的不溶性物质。

微电解反应处理化工废水的实验研究

微电解反应处理化工废水的实验研究

微电解反应处理化工废水的实验研究摘要:对于难降解的有机化工污水的处理,是环保高新产业技术中的一部分。

本文针对大连天源基化学有限公司的化工废水进行预处理,找出微电解法处理该化工废水的影响因素,总结适宜化工废水的处理工艺。

通过对大连天源基化学有限公司的化工废水进行微电解处理,确定最佳处理条件pH为3.0,水力停留时间为1h,Fe/C为1∶1,H2O2的加入量为3.5ml/L。

处理结果表明:通过对大连天源基化学有限公司的化工废水的微电解处理,COD的去除率达到44%,可生化性由0.25提高到0.41。

关键词:化工废水微电解影响因素引言微电解法是利用金属腐蚀原理,在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生高低电位差对废水进行电解处理,以达到降解有机污染物的目的[1]。

微电解规整填料主要成分为铁、炭、低电位合金及催化剂,并且以极小颗粒的形式分散在微电解剂内;有很高的比表面积,可以与废水充分地接触。

由于炭、合金的电极电位比铁低,加上催化剂的催化作用,当电解剂处在电解质溶液中时就形成无数个腐蚀微电池,铁作为阳极被腐蚀消耗,电极反应生成的Fe2+及进一步氧化成Fe3+及它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性,特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量吸附水中分散的微小颗粒,金属粒子及有机大分子[2]。

在中性或偏酸性的环境中,微电解剂本身及其产生的新生态[H]、Fe2+等与废水中的许多组分发生氧化还原反应。

比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,可以脱色,降低CODCr提高可生化性,还可以氧化金属离子,降低其毒性[3]。

其相关反应如下:阳极反应Fe-2e→Fe2+E(Fe2+/Fe)=-0.44V阴极反应2H++2e→H2↑ E(H2+/H2)=0.00V当有氧气时O2+4H++4e→2H2O Eθ(O2)=1.23VO2+4H2O+4e→4OH-E(O2/OH-)=0.40V近年来微电解法在许多行业废水处理中都有大量应用,工艺已日趋成熟[4]。

探索微电解技术在工业废水处理中的应用

探索微电解技术在工业废水处理中的应用

探索微电解技术在工业废水处理中的应用微电解技术处理工业废水不仅具有成本低的优势,而且操作简便,污水处理效果好,其所使用的材料也是机械加工后的废屑,能达到”以废治废”的效果。

本文通过简述微电解技术的基本原理,综述了该技术近年来在国内外工业废水处理中的研究进展及应用,探讨了该技术存在的问题及发展方向。

标签:微电解技术工业废水处理应用0前言微电解技术的首次运用是在印染废水处理中,在此次的废水处理后,微电解技术受到广泛关注。

微电解技术及其组合工艺能提高废水的可生化性,改善废水的水质,减轻后续处理工艺负担及可应用于不同类型的废水等优势越来越多的被应用于各个领域的工业废水的处理中,如制药、化工、印染、电镀等行业。

本文对该技术近年来在国内外工业废水处理中的研究进展及应用进行了综述,并对该技术的进一步发展进行了展望。

1作用机理微电解工艺利用金属腐蚀的原理,将具有电极电位差的金属与金属(或非金属)在传导性较好的废水中接触,形成电池效应或发生电解反应来处理废水,又称铁屑过滤法、闪电解等。

一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭等作为电解材料,也有采用铁—铜、铝—炭等组合加强处理效果。

微电解处理废水的作用机理因废水的不同而不同,通常包括以下几种:(1)氧化还原作用:铁碳微电解法是基于电化学中的原电池反应,将铁碳等金属的阳极和阴极接触在一起,浸没在电解质溶液中发生电池反应,金属电极电位低因此成为阳极被氧化腐蚀而消耗。

阳极反应中产生的Fe2+具有很强的还原能力,可破坏有机物的发色基团;阴极反应中的[H]和[O]在偏酸的环境下,能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,达到消除有机废水色度的目的。

(2)铁离子絮凝沉淀作用:微电解反应中有大量Fe2+、Fe3+及它们的水合物产生,它们都具有较高的吸附—絮凝活性。

在碱性或有氧条件下可形成Fe (OH)2、Fe(OH)3等氢氧化物,这些氢氧化物能吸附废水中悬浮或胶体态的微小颗粒及有机分子,降低废水的色度并去除部分有机污染物质。

微电解工艺处理印染废水的研究

微电解工艺处理印染废水的研究

24 铁屑 类 型 的影响 .
22p . H的影 响
铁/ 比为 3: ,曝气 3 n时 ,不同 p 碳 1 0 mi H下废水 的处理 效 果 如 图 2所 示 。
铁/ 比为 3:1 碳 ,调节废水 的 p H至 2 ,曝气 3 n 0 mi,考 察粗 细两种铁屑 对废水处理效 果 的影 响,其中粗铁屑为 细粒 状 ,而细铁屑为细粉状 。实验结果如 图 4所示 。
( olg f h mi r n n i n na E gn eig D n g a nv r t f eh oo y C l eo e s yadE vr metl n ier , o g u nU ies yo c n lg , e C t o n i T
D n g a 2 8 C ia o g u n5 3 0 , hn ) 8
尤其是超过铁含量 的比例 时,单位体积内铁粒 的数 目太少 ,反 而抑 制了原 电池 的 电极反应 ,从而使处 理效果 出现 下降 的趋 势 。铁碳 比为 3:1时废水的处理效果最好 。合适的铁碳 比可 使填料在废水 中形成的微 电池数量最大化 , 从而达到最佳处理
效果 。
氧化成为 F”,造成色度 的增加及后续处理的种种 问题。所 以 e 反应时间并非越长越好 ,而且对各种不同的废水 ,因其成分不 同, 其反应时间也不一样 , 本实验 中确定最佳反应时间为 3 n 0mi。
S udyonTr a m e to e n a t t rby M ir - lc r l ssTe h l g t e t n fDy i gW swa e c o ee t o y i c no o y
W u Xi uwe Xu Pi r , a g Lih n n, n u W n s e

微电解技术在工业废水处理中的研究与应用

微电解技术在工业废水处理中的研究与应用

微电解技术在工业废水处理中的研究与应用摘要随着我国社会经济的持续增长,我国的工业企业数量也不断增多,规模也不断扩大,导致工业废水的排量也逐年增多,对我国的环境产生了较大的污染。

故此,进行工业废水的处理也就具有重要的显示意义。

本文主要围绕微电解技术,就其在工业废水处理中的应用进行简要的分析。

关键词微电解技术;工业废水;应用引言随着我国工业企业数量的持续增多,导致我国的工业废水的排量也达到了一个惊人的程度,极大的污染了我国的环境。

现如今,绿色环保理念得到了大家的逐渐重视,人们越来越重视环境污染问题。

作为环境污染的首要因素,工业废水的处理就显得尤为重要了。

故此,就需要我国政府部门加大对工业废水处理方式的研究,为我国的环境治理提供技术保障。

1 微电解技术原理所谓微电解技术,指的是通过电解反应来处理工业废水的,或者是通过电池反应来对工业废水进行处理的,其所采用的原理主要为金属腐蚀原理,故此,其又被称为铁屑过滤法。

该技术所采用的材料主要为以下几种[1]:石墨、煤、碳等,为了加强工业废水的处理效果,也可以运用组合形式的材料。

该技术第一次运用是在印染废水处理过程之中,之后便收到了社会各界的广泛关注。

20世纪80年代,该项技术引入我国,在我国各行业的工业废水处理中,受到了广泛的运用。

例如,制药行业。

下文就其废水处理原理进行简要的阐述。

1.1 氧化还原作用该技术是以化学中电池反应为基础,以此来对工业污水进行相应的处理,若将微电解材料中的碳和铁浸入到电解溶液之中,那么会产生一种新型的电解离子,也就是我们常说的二价铁离子,这种电解材料有一个较大的优势——还原能力,能够将污水中的一些有毒物质进行还原,此外,二价电离子还可以将一些不饱和的物质进行打开,通过将发色物质的结构进行破坏,以达到去色的这一效果。

运用二价铁离子的氧化还原作用,还能够起到一个作用,就是将一些难降解的物质进行转化,将这些物质转化为易降解的物质。

当电解溶液产生反应之后,往往会产生许多的氢和氧,此时,电解溶液的状态主要为偏酸性,以下几种活性成分会与工业废水中的有机物质发生反应,①氢、②铁、③氧等,进而使废水中的一些成分得到还原,能够达到降解有机分子目的。

微电解处理农药废水试验研究论文

微电解处理农药废水试验研究论文

微电解处理农药废水试验研究论文微电解处理农药废水试验研究论文水源是人类得以发展的基础前提,是生命的源泉。

在现代社会,工业、农业发展在促进经济快速发展的同时,也造成了不同程度的水污染。

根据环境部门的调查资料显示,我国大约90%的城市都存在不同程度的水污染问题,大约50%的城市存在生活引用水不合格的问题,这也凸显出传统的水源处理工艺逐渐不能满足人们的用水需求的问题。

在这种背景下,微电解预处理技术得到了较为广泛的应用,该技术使用寿命比较长、运行成本比较低廉且整体水源处理效果比较好,在文章中将进行详细的论述。

1、微电解预处理技术的主要作用机理研究微电解预处理技术的作用机理主要是充分利用了铁、碳之间存在的电位差,利用这种差位,形成很多微小的原电池,在原电池中,铁的电位相对较低,因此作为阴极使用,而碳的电位比较高,因此作为阳极来使用,在整个电池使用中,医废水作为电解质溶液导体,使之发生充分的氧化还原反应。

其公式如下:Fe+2H+→Fe2++H2↑在和废水溶液发生反应的阶段,铁和碳共同组成了完整的回路格,在回路格表面,在微电池内部电流会进行快速地运转。

研究可以发现,当电流处在低压状态的时候,可以在很大程度上去除污水中的钙、镁离子,进而有效地降低了水的硬度,并且在微电解处理的过程中,还能够产生具有灭菌消毒作用的氢氧自由基,该自由基可以和溶液中的化学物质发生充分的化学反应,通过一系列的反应完成污水处理。

2、微电解法处理在农药废水处理中的研究应用在当前,铁碳微电解处理废水的应用已经十分普遍,尤其是处理浓度相对较高的农业废水,微电解法能够有效的降解农业废水中的毒性物质,提高水源的生化性质,有效的去除有色度。

例如著名化学家王晓阳曾经采用铁碳微电解法降解农药废水,在其试验配置中,设置的铁碳之间的有效比例为 1:1,试验 PH 数值为设定为 3,固液值的比例设定为0.15,设置的化学反应时间设定为10 分钟,经过一系列工序之后,去除废水的色度高达80%,化学性能得到了极大地提高。

油墨废水处理方案

油墨废水处理方案

油墨废水处理项目设计方案目录1工程概况.............................................................. - 1 -1.1工程名称............................................................................................................................ - 1 -1.2工程地点............................................................................................................................ - 1 -1.3工程简介............................................................................................................................ - 1 -1.4工程范围............................................................................................................................ - 1 -1.5主要技术经济指标............................................................................................................ - 2 -2设计依据.............................................................. - 3 -2.1设计依据............................................................................................................................ - 3 -3设计参数.............................................................. - 4 -3.1设计废水处理量................................................................................................................ - 4 -3.2设计进水水质.................................................................................................................... - 4 -3.3设计出水水质.................................................................................................................... - 4 -4处理工艺选择.......................................................... - 5 -4.1废水处理工艺选择原则.................................................................................................... - 5 -4.2废水处理工艺类型............................................................................................................ - 6 -4.3废水处理工艺的选择........................................................................................................ - 7 -4.4处理工艺特点.................................................................................................................. - 16 -5工艺设计............................................................. - 17 -5.1工艺流程.......................................................................................................................... - 17 -5.2工艺流程简介.................................................................................................................. - 18 -5.3主要构池筑物、设备说明.............................................................................................. - 19 -6主要构筑物及设备参数................................................. - 24 -6.1主要构筑物、建筑物一览表.......................................................................................... - 24 -6.2主要设备参数一览表...................................................................................................... - 25 -7工程设计说明......................................................... - 29 -7.1总图设计.......................................................................................................................... - 29 -7.2建筑设计.......................................................................................................................... - 29 -7.3结构设计.......................................................................................................................... - 29 -7.4电气设计.......................................................................................................................... - 30 -7.5自控设计.......................................................................................................................... - 31 -7.6采暖、通风设计.............................................................................................................. - 32 -8运行费用分析......................................................... - 32 -8.1工资费用.......................................................................................................................... - 32 -8.2药剂费用.......................................................................................................................... - 32 -8.3耗电费用.......................................................................................................................... - 33 -8.4直接运行费用.................................................................................................................. - 33 -1工程概况1.1工程名称油墨综合废水处理工程。

微电解反应处理化工废水的实验研究

微电解反应处理化工废水的实验研究

微电解反应处理化工废水的研究微电解反应处理化工废水的研究1.绪论1.1 背景目前,我国水污染来源主要有城市污水与工业污水两大类,其中工业污水占70%以上。

农药﹑印染等行业是化工中的污染大户,也是治理难度最大﹑投资最多的行业,其废水排放量约占全国工业废水排放总量的20%。

由于其产品种类多,生产历程长,反应步骤多,原材料﹑合成工艺﹑产品化学结构之间差异较大,其生产过程中排放出的废水含有机物浓度高﹑毒性大﹑污染物成分极为复杂。

目前,化工行业用于治理污染的投资每年在100亿元以上,大部分大﹑中型企业都建成了一批处理三废的净化装置,每年可处理废水58亿吨,为排放量的72%,综合利用率可达到68%。

近年来,新型高效的治理技术在化工废水治理中得到开发和广泛应用。

铁炭微电解工艺是一种具有独特优点的废水处理技术,目前在实践应用中已取得较好成果。

对于难降解的有机化工污水的处理,是环保高新产业技术中的一部分。

污水处理的本质是采用各种技术手段将污水中的污染物质分离出来,或将其转化为无害的物质,使污水得到净化。

在有机化工污水中,存在着各种有机物和无机物。

难降解有机物是指在一般生化处理过程中不能分解且对生化反应有抑制或毒害作用的有机物,如有机农药、多氯联苯等。

国内外处理难降解的有机物通常有两类方法,一类是采用吹脱、吸附、膜分离、氧化、焚烧、电化学处理等物理化学法;另一类是立足于生化法,通过预处理或生物处理的一些强化手段,提高生物对难降解有机物的分解能力。

近年来,国内外的环保科研人员正在深入的研究铁碳微电解水处理技术,作为难降解有机物的预处理工艺,它对提高后续生化处理的能力意义重大。

1.2 废水的来源废水来源分为生活污水与生产废水两大类。

工业废水由于生产过程、原料、产品的不同,具有不同的性质和成分,一种废水往往含有多种成分。

微电解反应处理化工废水的研究根据污浊程度的不同,废水分为净废水和浊废水两大类。

前者是人们生活过程中排出的废水(主要包括废便水、浴洗水和冲洗水);后者是工业生产中排出的废水。

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2试 验 结 果 与 讨 论
2 . 1 对铁屑用量 、 p H值 和反应时间 个重要 因素用正交 实验 法进 行 了分析 , 最后得 f J J 分析结论 。 对去除色素的影响由大到小为 : 铁 屑用量 ,反应时 间 , p H值 。对去 除 C O D的影响 由大 到小为 : p H 值, 铁 屑用量 , 反应时间。得出最优 的组合方式为 : 在进行废 水微 反应 时间应该为 6 0 分钟 , 铁屑用量为 1 / 1 0 , p H值为 4 。 水性油墨是 以水作 为溶剂的 , 有 机溶 剂的含量非常少 。它具 电解时 , . 2 各个 因素对有害物质去除率的影响实验 有不会燃 烧 、 不会 爆炸 、 无残 留 、 对人 身体无 害等特点 , 所 以水性 2 . 2 . 1初 始 p H值 的影 响 油墨是一种绿色的印刷油墨。 但是水性油墨在生产 的过程 中和应 2 在进行实验 的过程 中 ,初始 p H值 的差异会对实验结果造成 用 的 过 程 中产 生 了一 些 废 水 。废 水 的 主 要 成 分 是 丙 烯 酸 树 脂 、 亲 p H值会影响 电极反应 的速度 , 也会影响到溶液 中铁 水性的颜料以及其他的一些添加剂 ,这些废水具 有较高的 C O D、 很大 的影响 , 铁屑用量 1 / 1 0 , 温 色度较高 、 用 生物方法难 以降解能特点 , 如果直接排放到环境 中 , 离子和废水中物质的降解 。这个实验 的条件为 : 5摄 氏度 , 时间为 6 0分钟。 本实验的 目的主要是测试 p H值 会造成严重的环境污染 , 而这种水性油墨废水 的处 理难 度又非常 度为 2 大, 用 一些常规 的方法效果都 不是很好 , 所 以本文对 微 电解法 对 对有害物质 去除的影 响。 2 . 2 . 2铁屑投放量对去除率的影 响 水性油墨废水的处理效果进行 了实验研究 。 铁屑在实验过程 中会形成微小 的类似 于电池 的两极 , 投放量 铁屑微 电解法治理 油墨 污水是几 种污水处理方法的综合 , 这 不 同形成的数量也不 同, 所以肯定会影响反应进行 。本实验 的实 种 方法操作 比较简便 、 处理废 水的成本 较低 、 用铁 屑来 治理废水 验条件与上一个 实验外界条件相 同 , 考察 的项 目相 同 , 是对 C O D 可以以废治废。 和色度去除率 的影 响。通过对实验 结果进行 分析得f } J 结论 : 铁屑 1实 验 部 分 投入量与有 害杂质 的去除率是呈正 比关系的。随着铁屑量投入量 1 . 1 废 水 水 质 增加, 去 除率也增 加。在铁屑投入量 9 g 之前去除率增加率较 大 , 本 次试验用的水性油墨废水取 自某 车间的水性 油墨废水 , 这 在铁屑投入量 9 g 之后增加率开始减缓 。综合考虑 , 确定铁屑用量 些 废水 主要 是在 清洗设备 时遗 留下 的废水 。 这些废水的主要指标 为 1 0 %, 在这个值 时 , 去除效果好 , 成本也 比较低。 如下 :具有 很 高的色 度 ,透光 性很 差 , C O D 5 0 0 0 — 7 0 0 0 m  ̄L , S S 2 . 2 . 3反应时间对去除率 的影 响 反应时 间的长短 , 会影 响反应溶液 中铁 离子 的浓 度 , 影 响有 6 0 - 1 0 0 m g / L, B O D, 3 0 0 - 5 0 0 m  ̄ L , p H 8 . 0 — 8 . 5 。 1 . 2 . 1 实 验 前 的 处理 机 物降解 程度。本实验的实验条件为 : 铁 屑为 1 0 %的用量 , p H值 水 性油墨 中含有很 多丙烯酸树脂 ,这 种树 脂的亲水性很强 , 为4 , 实验 的温 度为 2 0 摄 氏度 , 然 后控制反应 时间的长 短从而得 而且对 D H值特别的敏感 ,所以在进行实验之前应 当用 H c l 中和 出反应时间对去除率 的影 响。通过对实验结果 的分析得 出结论 , 下废水 , 将废水的 p H值降低一下 , 中和完之后再将废水静 置一 反应时间与去除率呈正 比关系 。以 6 0分钟为分界点 , 在 6 0分钟 段 时间。这样就能把废水 中的胶体类物质分离 出来 , 使废水 中的 以前去除率增加率较大 ; 在 6 0分钟 以后 , 去除率增加率变小 。综 废 渣 含 量 减 少 。 而且 在 进 行 p H 调节 之 后 , 废水 的 C O D值 大 大地 合考 虑 , 选择 6 0分钟作为最佳的反应时间。 降低 ,能够 降低 到 7 0 0 — 9 0 0 mg / L ,色度也大大降低 ,可以降低 到 3 结 论 1 5 0倍左右 。 将溶液调节成酸 胜之后也 为后期 的实验提供 了条件 , 通 过 实 验研 究 得 出 , 铁 屑微 电解 水性 油 墨 废水 的 最 佳 实 验 条 因 为微 电解 需 要 一 个 酸 性 的环 境 。 件为: p H = 4 , 反应时 间为 6 O分钟 , 铁屑取 1 0 %的用量 。在这个实 1 . 2 . 2微 电 解部 分 能够达 到较 高的有害物质去除率 。用铁屑微 电解法处 这 一 部 分 首 先 要 做 的就 是 要 将 铁 屑进 行 活 化 处 理 , 因 为 铁 屑 验条件下 , 操作 简单 、 陈本低 廉 、 去 除率高 等优 表 面有 一些油质 ,所 以先用 N a O H溶液将铁屑表 面的油 质去掉 , 理 水性 油墨具 有 以废 治废 、 具有很高的生产应用 价值 。 然 后用 3 %的 H c l 溶 液浸泡铁 屑 3 0分 钟 , 将 铁屑进 行活化 , 活化 点 ,
微 电解 法处 理 水 性 公 司 广东 东莞 5 2 3 5 6 0 ) 调节, 将 p H调 节到 8 - 9 , 然后将混 合液静置 , 在杂 质沉淀 以后取 上 面的液体进行水质分析 。 1 . 2用玻璃 电极法测定处理后液体 p H, 用重铬酸钾法测定处理后 液体 的 C O D, 用稀释倍数法测定处理后液体 的色度 。
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