2024年4月5日发(作者：gt650m)

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中国给水排水　

ＣＨＩＮＡＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ　Ｎｏ．４　

石墨极板电解气浮法的脱色效果　

张林生　，　

蒋岚岚　，　肖璐宁　，钱

兴２１４２６２）　

萍　

（１．东南大学环境＿Ｔ－程系，　

江苏南京２１００９６；２江苏一环环保设计研究院，江苏宜　

摘要：提出了石墨电极电解气浮脱色的处理＿Ｔ－艺，研究了电导率、电解质的投加量、电通量　

等电解条件对废水处理效果的影响，确定了最佳的＿Ｔ－艺条件及操作参数，研究结果表明，该法脱色　

效果好，操作适应性强。　

关键词：　染色废水；　石墨极板电解气浮；　脱色　

中图分类号：Ｘ５０５　文献标识码：Ｃ　文章编号：１０００　４６０２（２００２）０４—００７５—０３　

７００　ｍｍ。电极为石墨电极，由６片（８　ｃｍｘ　５　ｃｍｘ１　

染色废水的色度高、可生化性差，用常规的方法　

处理则脱色效果较差，而活性炭吸附、臭氧或Ｆｅｎ—　

ｃｍ）石墨板组成，板间距为７　ｍｍ，安装位置距池底　

为６　ｍｍ。电极与导线连接处采用环氧树脂胶密封　

以防其他副反应发生。　

ｔｏｎ氧化法虽有较好的脱色效果，但处理费用高。　

腐蚀性阳极（Ａ１、Ｆｅ）电解法处理染色废水在工程上　

虽已有应用，但其主导作用是电絮凝，因而其脱色率　

尚不令人满意。因此，研究以不溶性电极材料——　

２试验结果及分析　

试验废水采用人工配水（将弱酸艳红Ｂ、活性艳　

石墨为极板的电解气浮工艺，寻找一种经济、合理、　

高效的染色废水脱色方法就很有必要。采用石墨电　

极的主要优点有：①电解时产生的新生态［ｏ］、［ｃ１］　

等强氧化剂可以破坏染料分子的发色基团，脱色效　

果好；②电流效率高，潜在处理能力大；③电极钝化　

弱，超电压低、耗电少；④电解时对废水的ｐＨ值适　

用范围宽；⑤电极不易腐蚀、操作条件好；⑥电极机　

械性能好、价格便宜　

橙ｘ＿（；Ｎ、直接枣红ＧＢ和中性黑ＢＬ混合，其浓度　

为２０　ｍｇ［Ｌ，ｐＨ＝７　７６，最大吸光波长＾＝５４５　ｎｎ１），　

其色度采用分光光度法（低浓度时）及稀释倍数法　

（高浓度时）测定。　

２．１电解质投量与废水电导率、脱色率的关系　

电解质的投加量与废水电导率的关系见图２。　

１试验装置　

试验装置见图１。　

２　。｝　．／／　

图２电解质投■与废水电导率的关系　

根据实测数据可求得电导率Ｋ与盐浓度ｃ的　

１导线　２电解气浮池

４石墨电极　５整流器

３浮遗出口　

６．交流电源　

关系：　

Ｋ＝Ｋ　＋ｋｃ　（１）　

图１电解气浮装置　

式中Ｋ——废水的电导率，ｍｓ／ｃｍ　

该装置用有机玻璃制成，尺寸为０１６０¨ｕｎ　Ｘ　

７５・　

Ｋ　——原水的电导率，ｍＳ／ｃｍ　

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Ｎｏ．４　

盐（Ｎａｚ￣－３４）浓度，　Ｌ　

上述各项中，除Ｅ　外均为电流强度ｊ的函数。　

过电位与电流强度近似直线关系，式（１）可表示为：　

Ｖ＝ｎ＋ｂｌ（日，６为常数）　

试验结果表明，对于任一电导率，电流与槽电压　

均为线性关系。对电流和槽电压作线性回归分析得　

相关系数ｒ均在０　９９６以上．“值均为２．３７左右，　

则槽电压可以写成：　

Ｖ＝２　３７＋ｂＩ＝Ｖｎ＋６，　

——

比例系数，１＿２９３　ｍＳ・　（ｇ・ｃｍ）　

电解质投加量与废水脱色率的关系见图３。　

（试验废水同前．电解电流，－－５　Ａ）　

＋通电ｌ０咖ｎ　＋通电２０ｒａｉｎ　

术　

徭＿　

蝴　

再经转换可得槽电压　

１　，　

堡　

Ｖ。　１。者。　２・３７　１２・２８‘玄　

Ｏ　●

＝：

１　

：

Ｋ　

＝：

●

：

●

：＝＝　

２　２　３　

式中

圈３电解质（ＫＣ１）投加量与脱色率的关系　

Ｉ／Ａ——电导池常数，ｍ　

ｖｎ——表观分解电压，ｖ　

，——电流强度．Ａ　

１　，　

拈¨奸鳃惦毫｛　

，，，，，，，，●Ｌ宦　　

ｍ　ｍ　ｍ　ｍ　ｍ　ｍ　ｍ　ｍ　

当水中电解质含量不足时，电解质的加入会增　

该电解气浮池消耗功率可以写为：　

大电导率，从而降低电耗，提高电解效率。但随着投　

加量的增大，脱色率提高渐缓直至下降，过多的电解　

质会抑制电极反应。从图３中还可看出，投加定量　

的电解质，废水脱色率随时间的增加而增加，这一点　

与法拉第定律相符合。　

２．２电导率对电耗的影响　

Ｎ　，。　，（Ｖ－ｏ　玄’者’Ｉ）　

：

，（２　３７＋—　）　（３）　

由式（３）可知，电解气浮池的消耗功率Ｎ为电　

流，的二次函数，并与电导率成反比关系。若增加　

电导率（即增加电解质投加量）可降低电耗，但会增　

通过投加不同含量的电解质（Ｎａ２，９０４）来调节　

电导率以研究电流与电压之间的关系，从而确定电　

导率与槽电压及电耗之间的关系。电流、电压用　

ｒ一８３００型数字式万用表测量，电导率用ＤＤｓ一　

１１Ａ型指针式电导率仪测定　电极常数为１　０２。试　

验结果见图４。　

加药耗　由于染料废水含盐量较高，电导率Ｋ通常　

可达４　ｍＳ／ｃｍ　上．因此在采用电解气浮法处理时　

般无需投加电解质。这也正是电解气浮法处理染　

色废水的优势。　

２．３电通量对脱色率的影响　

试验废水取自南京某印染厂，其色度为７００倍。　

ｉ霉　

２　４　

ｐＨ＝６．５、最大吸光波长　：４５０　ｎｍ　电解电流分　

别取０　５、１、２、３、４、５　Ａ，每隔一定时间取样一次，采　

用７２１分光光度计测吸光度并计算出脱色率。电流　

与通电时间的乘积为电通量，可得电通量与脱色率　

的关系如图５所示　

电流／Ａ　

冰　

图４电导率与电流、电压的关系　

理论上槽电压　

Ｖ＝Ｅｄ＋　Ａ一（一　）＋　Ｉ＋　２　

（２）　

徭Ｌ　

脚　

ｇ　

式中￡ｌ＿——理论分解电压　

——

阳极过电位　

阴极过电位　

０　３　６（ＫＩ　６∞Ｏ　

／Ｃ　

９　Ｏｏｏ　Ｌ２（Ｋ１０　１５【Ｋ１ｕ　

——

限．——溶液压降　

圈５电通量与脱色率的关系　

很？——金属导体压降　

７６・　

由图５可知，在不同的电解电流下废水的脱色率　

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中国给水排水　ｏ　４　

均与电通量成正比例关系　这说明电解产生的中间　

耗；而过量的电解质则会抑制电极反应，降低脱色　

率。通常实际染色废水含盐量大，电导率可达４　

ｍＳ／ｃｍ以上　此时无需投加电解质，这正是电解气　

浮法具有工程应用价值的重要条件。　

④电解脱色率与电通量成正比。当电通量大　

于极限电通量（脱色率接近定值时的电通量）时，脱　

粒子对染料分子的氧化作用可使废水脱色。但随着　

电流强度的加大和电解时间的增加，脱色率接近定　

值　当废水电导率为４　ｒｒ　ｃｒｎ（工作电压为５　ｖ，电流　

为１　Ａ），通电４０ｍｉｎ，电通量２　４００Ｃ，水样体积为８Ｌ　

时，废水脱色率可达５８．５％，此时能耗为０．４（ｋＷ・　

ｈ）／　。由图５还可看出＋同样电通量时，高电流（相　

应地时间短）的脱色率较差，这是由于多余的电通量　

仅用于废水增温而对脱色无益。而在电通量一定时．　

低电流、长时间可取得较高的脱色效率。　

３结论　

①石墨电极电解气浮法对染色废水具有明显　

色率不能提高。而电通量一定时，低电流、长时间可　

获得较好的脱色率。　

参考文献：　

１］张林生，Ｂ　Ｄｏｂｉａ．ｓ．染料废水综合混凝一电气浮脱色处　

理［Ｊ］给水排水，１９９３、（６）：２２　２６　

［２］张林生，Ｈ　Ｈａｈｎ铂电极电解气浮的研究［Ｊ：中国给水　

排水，１９９３，９（６）：４—９　

［３　Ｊ　Ｊｕｒｇｅｎ　Ｍａｎｇｅｒ，ＬｉＫｓｈｅｎｇ　Ｚｈａｎｇ，Ｈｅｒｍａｎｎ　Ｈ　Ｈａｈｎ　Ｌｉｑ　

ｕｌｄ—ｓ０ＩＩｄ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｅｌｅｃｔｒａ—ｆｌｏｔａｔｉｏｎ：ａｎ　ａＩｎ　ｄｉ　

的脱色效果，并可同时完成气浮分离作用。某印染　

废水（色度为７００倍）在电通量为２　４００　Ｃ时的脱色　

率可达５８　５％，此时电耗为０．４（ｋＷ－ｈ）／ｍ３　

②电导率是影响槽电压从而直接影响电解气　

浮法电耗的重要参数。若废水电导率增加，则电解　

气浮电耗减少，从而可节省能量。　

ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ａｉｒ　ｔｔｏｔａｔｉｏｎ［Ｊ］Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｗａｔｅｒ　

ａｎｄＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｌ：ｍｅｎｔ．１９９０．１５１　１６９　

③电导率值可通过改变电解质的投加量来加　

电话：（０２５）３６１４２６２　

收稿日期：２００１　０７　０５　

以调节，适宜的电解质浓度可提高电导率，降低电　

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技术交流－　

生活饮用水输配水设备的安全性试验及评价　

１试验应参照的标准　

试验应严格依照ＧＢ／Ｔ　１７２１９－－１９９８（生活饮用水输配水设备厦防护材料的安全性评价标准》进行。该　

标准中规定了卫生安全性评价的方法并适于与饮用水、处理剂直接接触的管配件，且管网末梢的水质必须符　

合ＧＢ　５７４９—８５要求。根据ＧＢ／Ｔ　１７２１９－－１９９８的要求，试验需要检测细茵学、放射性和部分理化指标以厦　

总固体、ＣＯＤ￣，等。其中ＣＯＤＭｎ采用ＧＢ　３８３８—８８中的检测方法，总固体参照ＧＢ／Ｔ　５７５ｏ＿＿８５溶解性总固　

体检测方法，其余项目均按照ＧＢ／Ｔ　５７５０—８５中的方法执行。　

２评价　

试验时将配制的浸泡水注入受试管内，在２５±５℃避光的条件下浸泡管道２４　ｈ后，再对浸泡水进行检　

测分析来判断受试管材是否对管网水水质产生不利影响。这样的试验条件虽然比较接近管网运行的时间和　

温度，但并没有考虑水对管壁产生的冲刷会影响水质。此外，随着管网运行时问的增长，管道对水质造成的　

污染是不断变化的．即管壁变得越来越光滑，冲刷带来的污染不断地减小。　

对于大口径输水管道内部防护材料可以根据ＧＢ／Ｔ　１７２１９—９８附录Ｂ《与饮用水接触的防护材料卫生标　

准检验方法》检测。该试验要求将防护材料涂在玻璃片上后在配制的浸泡水中浸泡，并将第３０天的分析结　

果作为判断依据。这样的检测方法也没有考虑到水力冲刷问题，但因浸泡时间长，可减少部分误差。　

（合肥市供水集团有限公司沈时兴供稿）　

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