微波-活性炭体系脱色处理印染废水

发布时间:2018-3-23 15:33:55

  染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业,废水组分复杂、COD浓度高、色度大,且随着染料工业的发展,新型染料、助剂及化学浆料被大量使用,使印染废水向抗光解、抗生物氧化方向发展;传统的活性污泥法生物处理工艺对COD去除效果不够理想,而我国目前又出台了更为严格的污染物排放标准(COD≤50mg/L),因此寻求处理高效、成本低廉、操作易行的废水处理方法显得尤为重要。活性炭等对微波有很强的吸收能力,由于表面的不均匀性,微波辐射会在其表面产生许多“热点”,它们的能量比其他部位高得多,常用作诱导化学反应催化剂。近年来,微波诱导催化技术在环境工程中得到了广泛应用,但以单一模拟染色废水处理方面的研究较多,而对成分较复杂的混合废水研究较少。本文以我院染色打样室混合染色废水(二配色)为研究对象,并与印染厂印染车间排放废水进行对比,研究在活性炭存在下,利用微波辐射处理印染废水的工艺技术。

  活性炭用量对废水处理效果的影响

  在微波功率为700W,辐射时间4min的条件下,考查活性炭用量对废水处理效果的影响,结果表明,活性炭用量越大,脱色效果越好。这可能是活性炭用量越大,能够吸附的有机物越多,同时随着活性炭用量的增加,吸收微波能力更强,形成更多的活性中心,氧化更多的有机物分子,吸附协同氧化两者共同作用的结果,脱色率明显提高。但当活性炭用量大于5g时,脱色率增加缓慢。考虑成本,本实验选取5g活性炭进行实验研究。

  微波功率对废水处理效果的影响

  在活性炭用量为5g,微波辐照4min的条件下,考查微波辐射功率对废水的处理效果的影响,结果表明,从总体趋势来看,微波辐射功率越高,脱色效果也越好,分析原因,可能是随着微波功率的提高,活性炭表面单位面积的“热点”数量相应增加,脱色率随之提高.但从图3可以看出,随着微波功率的增加,功率对脱色率影响越来越小,当微波功率为700W时,脱色率达到了理想的效果。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  微波辐射时间对废水处理效果的影响

  取5g颗粒活性炭,在微波辐射功率为700W的条件下,考查微波辐照时间对处理效果的影响。结果表明,微波辐射时间越长,脱色效果越好,但4min之后,脱色率增加的趋势相对较为缓慢。而且在实验中发现,微波辐射后废水的体积变少了,这是由于微波辐射使废水沸腾,导致水分挥发而造成的,可通过补足水量来消除水分蒸发对废水脱色效果的影响,但随着辐射时间的增加,水份的损失量越大,水分损失对脱色率影响将成为主要因素。综合考虑,选取4min的辐射处理时间进行实验研究。

  活性炭使用次数对废水处理效果的影响

  在微波辐射功率为700W,活性炭用量为5g的条件下,微波辐照4min,考察活性炭使用次数对废水的处理效果,可以看出,随着活性炭的重复使用,从总体趋势来看,活性炭的脱色率有所下降,其中开始脱色率下降较为明显,但随着重复使用次数的增加,废水脱色率下降趋势逐渐变缓,这可能是反应完成后活性炭部分表面已被有机物分子覆盖而无法再吸附,活性炭重复使用过程中的有机物分子主要是通过催化氧化而去除。但由图6可知,活性炭连续使用6次,废水的脱色率可保持在68.5%以上。如果活性炭反复过多重复利用而使其活性下降明显,为保证废水处理的效果,可以通过微波技术使活性炭再生。活性炭的重复使用及再生性能,可有效降低废水处理的成本。

  结论以微波作为热源,颗粒活性炭为催化剂,考察了活性炭用量、微波功率、微波辐射时间、pH值等因素对模拟混合染色废水处理效果的影响。结果表明,当微波功率为700W,活性炭用量为5g,辐射时间为6min,pH为3.0时,模拟混合染色废水脱色率达到73.6%。在模拟混合染色废水得到的最佳工艺条件下,微波诱导催化技术用于实际印染车间染色废水,脱色率虽没有模拟混合染色废水效果好,但仍能达到62.1%。微波诱导氧化、活性炭吸附和单纯微波辐射三种不同工艺的对比实验表明,微波诱导氧化工艺具有明显的优越性,且不会对环境造成二次污染。

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