[发明专利]一种活性染料废水处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种活性染料废水处理方法及装置。本发明采用电凝聚与超声技术联用，超声的清洗作用有助于削弱电极表面的钝化，促进传质，进一步提高电凝聚处理的效率以及活性染料的脱色率；采用铝钛复合阳极，钛电极能够分担部分电流，具有初步氧化降解和析出氧气的作用，能够减弱铝阳极的电流密度，活化铝电极；另一方面，在钛电极表面涂覆有包括氧化钌和生物质炭的电化学催化剂，并通过调整氧化钌和生物质炭的比例，提高钛电极的催化活性和持久性，有助于促进钛电极表面氧化析出，提升活性染料的处理效果。

技术领域

本发明涉及染料废水处理技术领域，具体涉及一种活性染料废水处理方法及装置。

背景技术

活性染料是指分子中含活性基团的水溶性染料，其具有色泽鲜艳、色谱齐全、成本低、染色工艺简便、染成品耐洗牢度和耐摩擦牢度高等优点，目前在染料工业中广泛应用。然而，含活性染料的废水成分复杂，可生化性差，盐度、 COD(化学需氧量)、氨氮及色度高，因而污染严重，治理困难。长期以来，国内外学者对印染废水的治理技术尤其是脱色技术展开了大量的研究，其大多利用微生物处理活性染料废水，但微生物处理法的研究主要在于高效菌种的选育和工艺的改变，微生物对营养物质、pH、含盐量、温度条件有要求，染料废水中的某些物质会破坏微生物细胞结构，抑制微生物代谢，从而导致染料废水的处理效果不理想。

电凝聚法是目前较为有效的废水处理方法之一，电凝聚法主要包括电解凝聚、电解气浮、电解氧化还原这三个过程，具有凝聚、吸附、上浮、氧化还原的作用，能够有效对废水进行杀菌、澄清、脱色、软化处理，且处理过程中无需加入添加剂，操作简单，适用范围广，成本较低，适合废水大规模处理。然而，随着电凝聚废水处理时间的延长，会导致电极极板表面形成致密的钝化膜，导致电凝聚处理效率降低，影响废水的处理效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种活性染料废水处理方法及装置，提高活性染料废水的处理效果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种活性染料废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将活性染料废水引入到电解槽中，加入电解质，并调节pH为酸性；

(2)选择由铝电极和钛电极组成的铝-钛复合电极作为阳极，且钛电极表面涂覆有电化学催化剂，采用铁电极作为阴极，控制电极电压为10～25V，在超声条件下，超声功率为500～800W，超声频率为80～120kHz，电解处理3～6h，将处理后的水排出，其中，电化学催化剂包括氧化钌和生物质炭，氧化钌和生物质炭的质量比为0.1～0.2:1。

本发明采用电凝聚技术与超声联用，超声对电极表面的清洗作用有助于削弱电极表面的钝化，促进传质，进一步提高电凝聚处理的效率以及活性染料的脱色率。另一方面，本申请采用铝-钛复合阳极，钛电极能够分担部分电流，具有初步氧化降解和析出氧气的作用，一部分析出的氧气和空气在铁电极还原为 H₂O₂，H₂O₂氧化废水中的活性染料，减弱铝阳极的电流密度，铝电极得到活化溶解产生絮凝物，从而避免铝电极的钝化失去活性而难以溶解；钛电极表面涂覆有包括氧化钌和生物质炭的电化学催化剂，并通过调整氧化钌和生物质炭的比例，提高钛电极的催化活性和持久性，有助于促进钛电极表面氧化析出。

作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述电化学催化剂的制备方法为：将RuCl₃.nH₂O溶于无水乙醇中，加入生物质炭，以400～800 rpm的转速搅拌均匀，加入氢氧化钠溶液，反应45～60min，离心、洗涤、干燥后，在120～140℃进行热处理，研磨，得到所述电化学催化剂。

作为本发明所述的活性染料废水处理方法的优选实施方式，所述步骤(1) 中，调节活性染料废水的pH为5～6，此时废水的脱色率和氨氮去除率均达到90％以上。