刘栋 付忠田 王允妹 祁国恕 陶冶

（1营口开发区环境保护监测站 辽宁营口 115007 2东北大学资源与土木工程学院 辽宁沈阳 110004 3沈阳环境科学研究院 辽宁沈阳 110016 4辽宁省污水处理管控中心 辽宁省沈阳 110161）

直接黄R 染料废水的电解脱色研究

刘栋1付忠田2王允妹3祁国恕3陶冶4

（1营口开发区环境保护监测站 辽宁营口 115007 2东北大学资源与土木工程学院 辽宁沈阳 110004 3沈阳环境科学研究院 辽宁沈阳 110016 4辽宁省污水处理管控中心 辽宁省沈阳 110161）

染料在生产环节会产生大量废水，且色度高、成分复杂、可生化降解性差，是水处理领域的研究热点。本文采用电凝聚法对直接黄R染料模拟废水进行处理，考察不同因素对直接染料模拟废水脱色的影响，确定了采用该方法处理直接黄R染料废水的最佳参数，并对反应机理进行简单分析，具有积极的现实意义。

燃料废水；电解脱色；直接黄R染料

引言

染料生产过程中会有大量废水产生，因其具有色度高、成分复杂、可生化降解性差等特点，一直是水处理领域的研究热点。目前，学者们对印染废水的处理方法进行了大量的研究[1-2]，其中电凝聚法具有工艺简单、占地面积少、设备易于维护、不需要添加额外处理药剂、污泥量少等优点，在水处理领域的应用越来越广泛[3-4]。本研究采用电凝聚法对直接黄R染料模拟废水进行处理，考察不同因素对直接染料模拟废水脱色的影响，确定了采用该方法处理直接黄R染料废水的最佳参数并对反应机理进行了简单分析。

1 处理对象与研究过程

1.1 模拟染料废水的配置

染料模拟废水均用蒸馏水配制，准确称取一定量直接黄R染料粉末，溶于蒸馏水中，定容，并根据需要调整初始pH值，然后加入Na2SO4作为支持电解质。

1.2 最大吸收波长的确定

配制250mg/L的直接黄R染料模拟废水，用紫外-可见光分光光度计进行全波长扫描，来确定该模拟废水最大吸收波长，结果如图1.1所示，由图可知，直接黄R染料的最大吸收波长为416 nm。

图1 .1 直接黄R染料模拟废水的紫外-可见光全波扫描结果

1.3 实验装置与过程

1.3.1 实验装置

实验装置由直流稳压电源、电解槽和电磁搅拌装置等组成。有机玻璃柱状电解槽的直径是80 mm，有效容积约400 mL；装置如图1.2所示；铁和不锈钢电极板置于电解槽中央，两极板间距约16 mm。

图1 .2 实验装置

1.3.2 电极材料的处理

实验过程中分别采用铁板和不锈钢板作为阳极和阴极，电极长60mm，宽40mm，厚2mm。电极使用前分别用粗细砂纸打磨，并分别用氢氧化钠和稀硫酸清洗，之后再用去离子水清洗干净，晾干，待用。

1.4 脱色率的计算

在染料的最大吸收波长处分别测定其脱色降解反应前后染料溶液的吸光度，染料脱色去除率依据以下公式计算：

DPN的临床诊治近年来少有突破，因此，其发病机制一直是国内外研究的热点。对DPN患者大脑局部神经元活动的研究，有利于进一步探索特定脑区在DPN发病机制中的作用，为DPN的治疗提供新机遇。本研究运用rs-fMRI技术及ReHo算法发现DPN患者存在多个脑区神经元活动局部一致性（ReHo）的异常，证实DPN存在确切的脑功能活动改变。DPN患者存在默认网络区域神经元活动的改变，左侧颞下回可能是其功能代偿脑区。右侧中央后回神经元活动异常与Painful DPN患者的疼痛症状存在关联。

式中：D—染料脱色率（%）；

A0—模拟废水处理前的吸光度；

A—模拟废水处理后的吸光度。

2 实验结果与讨论

2.1 最佳反应条件的确定

研究过程中，采用单条件方法分别研究了电流密度、模拟废水pH值、模拟废水初始浓度、处理时间、添加Na2SO4浓度等对直接黄R模拟染料废水脱色的影响，结果表明，以铁为阳极不锈钢为阴极电凝聚法处理直接黄R模拟染料废水时的最佳处理条件为：电流密度为2.917mA/cm2、pH值为中性、模拟废水初始浓度为50～150mg/L之间、电解质Na2SO4添加浓度为0.1mol/L左右；在此条件下处理60min，直接黄R模拟染料废水脱色率能够达到96%以上。

2.2 反应机理分析

图2 .1 直接黄R染料模拟废水的紫外-可见吸收光谱

从图2.1可以看出，随着反应时间的延长，模拟废水吸光度不断减弱。直接黄R染料模拟废水处理前在紫外区416nm有强吸收，处理60min后在该特征峰处基本消失；据推测偶氮发光结构被还原后生成了一种新的结构，有可能为氢化偶氮从而导致发光基团消失从而脱色。

结论

（1）以铁为阳极电凝聚法处理直接黄R模拟染料废水时的最佳处理条件为：电流密度为2.917mA/cm2、初始pH值为中性范围内、染料初始浓度为50～150 mg/L之间、电解质Na2SO4浓度为0.1mol/L左右；在此条件下处理60min，可使直接黄R模拟染料废水脱色率达到96%以上；

（2）紫外-可见光光谱分析表明，采用该方法处理直接黄R模拟染料废水，染料结构中的偶氮发光结构被还原后生成了新的不发光结构，据分析有可能为氢化偶氮。参考文献

[1]杨蕴哲，杨卫身，杨凤林等.电化学法处理高含盐活性蒽醌染料废水的研究[J].化工环保，2005，25(3):178~181.

[2]芦国营，张朝晖，周晓云.生物吸附在染料废水处理中的应用研究.工环保，2005，25(6):446-450.

[3]Ayhan S,Mahmut O.The decolorization of C.I.Reactive Black 5 in aqueous solution by electrocoagulation using sacrificial iron electrodes.Journal of Hazardous Materials,2009,161(2-3):1369-1376.

[4]孙兆楠，付忠田，胡筱敏等，周期换向电凝聚法处理染料废水的脱色机理研究，《安全与环境学报》，2010，（4）：41-44.