絮凝－光催化处理实际染料废水的研究 - 生态环境学报.doc

文章编号：1008-181X（1999）03-0189-04 絮凝-光催化处理实际染料废水的研究 李芳柏1, 2，古国榜2，陈伟彬2，万洪富1，何江华1 （1: 广东省生态环境与土壤研究所，广州 510650；2: 华南理工大学化工学院，广州 510642） 摘要：采用絮凝－光催化氧化工艺成功地处理了实际染料废水；研究了COD光催化降解动力学。COD和BOD5浓度分别为2169 mg/L、295 mg/L的染料废水，经絮凝－光催化处理后，出水COD和BOD5分别为214 mg/L、18.5 mg/L，去除率分别为90.1％、93.7％。向光催化体系中加入H2O2，可促进COD与BOD5的去除。该工艺可处理高浓度染料废水。 关键词：絮凝；光催化；染料废水；动力学 中图分类号：X131.2 文献标识码：A 印染行业是工业废水排放大户，我国每天约排放（3~4）×106 m3印染废水，全年为（9~12）×108 m3。印染废水成分复杂；有机污染物含量高且含芳族卤化物、芳族硝基化合物、联苯等生物难降解有毒物质；废水量大，色度高，毒性大；间歇排放，水量水质变化大；BOD5/COD比值低，一直是国内外难处理工业废水之一。印染废水中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类偶氮染料等有机物排入水体，危害极大。这些污染物许多为我国环境优先控制的有毒有机物，具有生物积累性，“三致”性。我国印染废水的处理率仅为22.5％，处理达标率仅42.0％；印染行业也是环境污染大户[1]。 印染废水的絮凝处理或生物处理无法使硝基苯、偶氮染料等难降解有毒有机物完全分解，其COD、色度的去除效果较差。而光催化法却能弥补这一缺点，它能把这些有机物彻底分解。但是光催化法对高浓度废水的处理效果不理想。光催化工艺与絮凝、生物处理等工艺结合处理染料废水可优劣互补。赵玉光等[2]提出以间歇延时曝气（IDEA）与光催化串联处理模拟印染废水取得了较好的效果。染料废水经絮凝处理去除其中的大部分非水溶性物质，降低色度；废水絮凝沉淀后出水进入光催化处理系统。本文以絮凝沉降工艺与浅池型光催化氧化工艺组成一个新的染料废水处理系统，探讨两者联合处理染料废水的可行性。 1 实验 染料废水：本研究中的染料废水取自广州绢麻厂的染料废水；废水中含还原染料、分散染料等。原废水CODCr为22000 mg/L；BOD5为2800 mg/L。原废水经稀释后，用聚三氯化铁及FeCl3絮凝沉淀处理后，上清液采用光催化氧化处理。 TiO2的固定：取钛酸丁酯17 ml，无水乙醇80 ml，蒸馏水14 ml，冰醋酸8 ml，采用溶胶－凝胶法制成0.05 mol TiO2溶胶，磁力搅拌，加入活性炭15 g，继续搅拌2 h后，放入真空干燥炉中，以90 oC干燥2 h后取出；再重复上述过程3次，放入马福炉中，以600 oC焙烧4 h，得TiO2－活性炭光催化剂，备用。 实验流程：原染色废水稀释后，经聚三氯化铁及三氯化铁絮凝沉淀处理后，进入光催化氧化体系。向光催化体系中加入TiO2－活性炭光催化剂10 g/L。染料废水经蠕动泵进入光催化反应器中处理，废水流速为0.1 L/min，系统的回流比为75％。 光催化反应器规格为30 cm×20 cm×10 cm的有机玻璃制品；用空气压缩机向反应液中充气以保证氧与溶液充分混合；反应容器上放一个抛物面罩；装有2支15 W紫外线杀菌灯，主波长为253.7 nm。当灯管距水面10 cm时光照强度为95 mW/cm2。 分析方法：CODCr与BOD5均采用国家标准方法测定。 2 结果 2.1 不同处理方式对染料废水的处理效果 原废水稀释20倍后，按1 L废水中加入2 ml聚三氯化铁的比例加入聚三氯化铁，再按0.01 mol/L的浓度加入一定量的FeCl3·6H2O；充分搅拌后，静置4 h，待充分絮凝沉淀后，取上清液进行光催化处理。原废水稀释20倍后，COD浓度为2169 mg/L，BOD5为295 mg/L；絮凝处理后，COD浓度下降至462 mg/L，去除率为78.7％；BOD5浓度下降至65.8 mg/L，去除率为77.7％。废水沉降处理后为紫红色。 表1 不同处理方式对染料废水的光催化处理效果 处理方式 COD BOD5 出水浓度/(mg/L) 去除率/％ 出水浓度/(mg/L) 去除率/％ TiO2-活性炭（无光） 414 10.4 56.5 14.1 光（TiO2-活性炭） 390 15.5 52.7 19.9 活性炭+光（无TiO2） 376 18.5 50.8 22.8 活性炭-TiO2+光 214 53.7 18.5 71.9 活性炭-TiO2+光+H2O2 165 64.2 10.8 83.6 图1 不同处理方式对染料废水的光