印染廢水具有有機污染物含量高、堿性強、色度高和可生化性差等特點，屬于難降解工業(yè)廢水。隨著染料工業(yè)的快速發(fā)展，染料成分日趨復雜，染料本身的抗光解、抗氧化、抗生物降解能力也逐漸增強，進一步加大了印染廢水的處理難度。

我公司實驗室基于微電解法的氧化還原，絮凝共沉淀，吸附和電場效應等協(xié)同作用、它在廢水處理中“高效率，低成本”的巨大優(yōu)勢以及鐵炭微電解法存在的問題，本課題提出采用鋁炭微電解法處理模擬和實驗印染廢水。首先，以鋁粉和活性炭作為電極材料，以偶氮染料剛果紅為目標污染物，系統(tǒng)研究了鋁炭微電解法處理模擬印染廢水：實驗探討了剛果紅脫色和COD去除效果及各影響因素的影響范圍；確定了各影響因素的排序和最佳反應條件；深入研究了鋁炭微電解降解剛果紅脫色動力學；在分析鋁炭微電解法降解剛果紅中間產(chǎn)物的基礎上，描述了剛果紅可能的降解途徑。然后，以廢鋁屑和活性炭為電極材料，研究了鋁炭微電解處理實際印染廢水的效果，并分析了經(jīng)濟性。

實驗結(jié)果表明，剛果紅脫色率及COD去除率隨鋁粉投加量的增加而增加，合適的鋁粉投加量為16~24g/L；剛果紅脫色率和COD去除率隨著鋁炭質(zhì)量比的減小呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，適宜的鋁炭質(zhì)量比為1:3~1:1；初始pH對處理效果影響最大，在pH10~12.5內(nèi)，剛果紅脫色率及COD去除率隨著pH升高而急劇增加；在溶解氧1.25~7.59mg/L范圍內(nèi)，剛果紅脫色率及COD去除率隨著溶解氧的升高而降低。

正交試驗結(jié)果表明，各因素的影響排序為pH>鋁粉投加量>反應時間>鋁炭質(zhì)量比；鋁炭微電解法處理剛果紅廢水的最佳條件：鋁粉投加量24g/L，鋁炭質(zhì)量比1:2、pH12、反應時間90min。最佳條件下剛果紅脫色率及COD去除率分別達到90.4%和78.6%。

動力學分析結(jié)果表明，鋁炭微電解降解剛果紅脫色過程符合表觀二級動力學方程。剛果紅脫色反應表觀速率隨著溶液初始pH、鋁粉投加量、溫度、搖床轉(zhuǎn)速的增大而提高；隨著鋁炭質(zhì)量比的降低而先提高后降低。在288-308K范圍內(nèi)剛果紅脫色反應活化能為2379.6J/mol，剛果紅脫色反應屬于傳質(zhì)控制過程。采用紫外可見光譜掃描、離子色譜、LC-MS等分析剛果紅降解中間產(chǎn)物主要為：3,4-二氨基萘-1-磺酸鹽，聯(lián)苯胺，4-氨基-3-((4’-氨基-[1,1’-聯(lián)苯]-4-基)偶氮基)-1-磺酸鹽和2-((4’-氨基-[1,1’-聯(lián)苯]-4-基)偶氮基)-1-萘胺。推測出剛果紅的可能降解途徑為：剛果紅分子中的N=N雙鍵在新生態(tài)[H]的攻擊下斷裂，生成3,4-二氨基萘-1-磺酸鹽和4-氨基3-((4’-氨基-[1,1’-聯(lián)苯]-4-基)偶氮基)萘-1磺酸鹽；后者在[H]的進一步作用下，發(fā)生N=N雙鍵的斷裂，轉(zhuǎn)化為3,4-二氨基萘-1-磺酸鹽和聯(lián)苯胺，萘環(huán)開環(huán)和C—S鍵斷鍵，分別生成4-氨基-3-((4’-氨基-[1,1’-聯(lián)苯]-4-基)偶氮基)-1-磺酸鹽和2-((4’-氨基-[1,1’-聯(lián)苯]-4-基)偶氮基)-1-萘胺。

實驗結(jié)果：采用鋁炭微電解法處理印染廢水，pH在11~12范圍內(nèi)，廢水COD去除率不低于50%，同時，反應后出水基本無顏色。經(jīng)濟性分析表明處理每噸該實際廢水的費用不高于0.85元。