實驗03_微電解法處理印染廢水實驗

1、實驗三微電解法處理印染廢水實驗1實驗目的(1) 了解微電解法處理廢水的原理；(2) 進一步認識影響微電解法處理印染廢水效果的因素。2. 實驗原理微電解法主要是以工業(yè)廢鐵屑經(jīng)活化處理與惰性材料混合作為原料，利用微電解原理所引起的電化學和化學反應及物理作用達到凈化廢水的目的。以處理印染廢水為例，微電解法機理可歸納為以下幾點：(1)電極反應將廢水通過鐵碳柱，在鑄鐵和碳之間，鑄鐵中的鐵和鑄鐵中所含的碳之間，鐵為陽極，碳為陰極，自動產(chǎn)生微電解反應，反應式如下：陽極:F e-2 e»FeE(Fe2 / Fe) = 0.44V(1)陰極:在酸性條件下2H 2e > 2H 、H2(E(H ,

2、H20.00V )(2)02 4H 4e > 2H2O(E(02) =1.23/ )(3)在堿性條件下O2 2H2O 4e= 4OH一 (E(02. OH 3 = 0.40V )(4)在原電池反應過程中， 有機物得到降解，成為較易處理的小分子。 另外由于金屬離子的 不斷生成，能有效地克服陽極的極化作用，從而促進金屬的電化學腐蝕。只要固一液兩相充分接觸，微電池反應的速度是相當大的，瞬間即可反應完全。(2) 電場作用微電池產(chǎn)生微電場，廢水中分散的膠體顆粒、極性分子、細小污染物受微電場作用后 形成電泳而聚集在電極上，形成大顆粒沉淀，而使COD降低。(3) 氧化還原反應氧化性強的離子或化合物會被

3、鐵或亞鐵離子還原成毒性較弱的還原態(tài)。例如在酸性條件下(E°( Cr2O?2-/Cr3+ ) =1.33V)，鉻由毒性較強的氧化態(tài) Cr2O?2-轉(zhuǎn)化成毒性較弱的 Cr3+ 還原態(tài)。即 Cr2O14H6Fe2 =2Cr36Fe3 7H2O(5)(4) 鐵離子的絡合作用從陽極得到的Fe2+在有氧和堿性條件下，會生成 Fe(OH)2和Fe(OH)3。Fe“OH= F(e 0)4(6)Fe3 30H ' Fe(OH)廠(7)同時由氧化反應產(chǎn)生的Cr3+在堿性條件下發(fā)生如下反應Cr3 3OH -二Cr（OH）3 “（8）Fe （OH） 3可能水解生成Fe （OH ） 2+、Fe （OH

4、 ） +等絡離子，具有較大的表面能，可 以吸附水中的Cr（ OH ） 3不溶性物質(zhì)，使廢水得到凈化，同時可以很有效地去除廢水中的鉻。（5）物理吸附在弱酸性溶液中，由于鑄鐵屑是一種多孔性的物質(zhì)，與其中的微碳粒一樣，都具有較強的活性，能吸附多種金屬離子及廢水中的有機污染物，達到凈化廢水的目的。（6）過濾作用由于鐵屑本身是過濾介質(zhì)，被吸附、凝聚在一起的微絮體，通過鐵屑層的過濾而除去。（7）電子傳遞作用鐵是生物氧化酶中細胞色素的重要組成部分，通過Fe2+、Fe3+之間的的氧化還原反應進行電子傳遞。微電解出水中新生態(tài)的鐵離子能參與這種電子傳遞，對生化反應有促進作用。微電解反應機理復雜，這些機理同時發(fā)揮著

5、作用，凈化廢水。此法具有適用范圍廣，處理效果好，成本低廉及操作維護方便等的特點，并且使用的鐵屑多是來自切削工業(yè)的廢棄物，也不需要消耗有限的電力資源，具有 以廢治廢”的意義，該法從某種程度上改變了傳統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)的投資大，運行費用高等缺點，是一種很有效的預處理方法。3. 實驗裝置與設備3.1實驗裝置本實驗采用靜態(tài)實驗，即燒杯內(nèi)裝入鐵屑和活性炭加入水樣進行振蕩反應的方法。3.2實驗設備及儀器儀表分光光度計（721型）；振蕩器（THZ 82）; pH計（Model828 ）;電子分析天平（BS210S）; 燒杯（250mL, 12個、1000mL, 1個）；量筒（100mL , 1個）；廢鐵屑、粒狀

6、活性炭、 NaOH 和H2SO4、印染廢水；比色管（50MI , 6支）。4. 實驗步驟4.1鐵屑的預處理將鐵屑用10%氫氧化鈉溶液浸泡 10分鐘，用自來水沖洗干凈；再用 5%的鹽酸或硫酸 溶液清洗20分鐘，用水沖洗干凈。4.2活性炭的預處理用水樣浸泡活性炭 72h以上，使其吸附飽和從而消除活性炭吸附對廢水處理效果的影 響。4.3標線的繪制1配備0.002g/L的堿性紫溶液；2用分光光度計掃描吸光度與波長間的關系，確定最大吸光度的對應波長；3將1準備的堿性紫溶液稀釋，每稀釋一次就用分光光度計從2所得波長測得吸收量（用吸光度或透光率表示），最少要求五個點。4繪制吸光度與堿性紫濃度（克堿性紫/升溶液）的關系曲線，即標準曲線。4.3原水吸光光度值的測定取5mL印染廢水，稀釋10倍，測其吸光度。4.4微電解最適反應pH的考察取5個250ml燒杯加入100mL廢水，用NaOH和H2SO4調(diào)節(jié)pH值分別為3、5、7、9、 11。往每個燒杯中倒入 20ml鐵屑和20ml活性炭，混合均勻后放置于搖床150r/min振蕩反應1h后取出，靜置一段時間，取上面液體50ml，測定在最大吸收波長處的吸光光度值。5. 實驗數(shù)據(jù)記錄和處理1數(shù)據(jù)記錄原水濃度 pH 表1微電解實驗條件數(shù)據(jù)記錄pH值吸光度