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我国作为纺织生产大国,每年大约排放1.7×109 m3染料废水。其中印染废水的排放量占80%。印染废水具有色度高、有机物含量高、组分复杂、毒性强,生物降解困难等特点。随着牛仔布品种的逐年增加,靛蓝染料常年保持高需求量,因此,靛蓝废水是很严重的水污染之一。本课题目的是探究在靛蓝废水的电化学处理中电解池装置、电极材料、助剂浓度、脱色时间和电压对降解效率的影响,并通过极差分析、灰色聚类分析、响应曲面分析优化降解条件。首先探讨电极材料对双池电化学降解靛蓝废水影响,选取不锈钢和石墨作为阴、阳极电极材料,设计正交实验,探索Fe Cl3、Na Cl浓度、脱色时间和电压对脱色率影响。通过均值和极差分析各因素对脱色效率作用大小,并在优化后脱色效率条件下测量COD、BOD值,评价废水可生化性。结果表明,采用单一阳极区对废水进行降解,阴、阳极电极材料同为不锈钢时脱色效率最好,达到99%,COD去除率63.40%,BOD/COD值2.7。极差分析表明Na Cl浓度对脱色影响最为显著;采用阴、阳极区同时进行降解,阴极电极为不锈钢、阳极电极为石墨时,脱色效率最高达到98.71%,阳极废水COD去除率57.41%,BOD/COD值2.7,阴极废水COD去除率88.81%,BOD/COD值7.1。极差分析表明Fe Cl3浓度对阴极废水脱色影响最为显著,电压对阳极废水脱色影响更显著。其次研究不同氯化物、电极材料、脱色时间、电压和p H值等因素对单池电化学降解靛蓝废水的影响。结果表明,在Na Cl质量浓度5 g?L-1、电压7 V、脱色时间60 min、p H值11时,脱色率达到97.88%,B/C值为2.1,可生化性最好。从极差分析得出p H值对脱色率影响最为显著。第三步比较单池和双池降解靛蓝废水的效率,实验表明单池降解废水比双池降解优异,后续实验选取单池降解废水。再采用响应曲面优化单池电化学氧化降解条件,最后对絮凝沉淀中各元素进行分析与计算,得到以下结论:采用RSM法对单池电解条件进行优化。实验表明电压对脱色率、絮凝率和COD去除率影响最大。通过RSM得到的优化条件为:电压9 V,Na Cl浓度7.9 g?L-1,脱色时间60 min,在此工艺条件下进行电解200 m L靛蓝废水,废水脱色率为99.01%,COD去除率最高达到80.34%,絮凝率达到74.2%。通过EDS分析可知,Na、S、K、Fe等元素变化比较明显,处理前废水中Na元素含量为17.585%,减少到5.457%。S元素含量由8.187%减少到1.761%。废水中K元素降低到0。废水中增加的元素主要有Fe元素,Fe元素主要分布在沉淀中和溶液中,沉淀中Fe元素含量为54.64%,溶液中为45.36%。溶液中Fe3+∶Fe2+=4.68∶1,说明电极片上掉落的铁大部分转化为了Fe3+。最后探究三维电极对电化学降解的影响,在电解池中加入活性炭组成三维电极系统,比较二维电极法和三维电极法的靛蓝废水降解效率。二维电极法废水脱色率为96.71%,三维电极法的脱色率达到98.01%。通过正交试验设计,进一步分析Na Cl浓度、活性炭投加量、电解时间、电压对废水吸光度、COD、可生化性(BOD/COD)的影响。在优选工艺条件下处理靛蓝废水,对废水吸光度、COD、B/C等3项指标进行灰色聚类分析,获得优化工艺条件为:电压5V,Na Cl浓度为10 g?L-1,加入活性炭1.2 g?L-1,电解60 min,此时废水脱色率达到95.84%,COD去除率达到87.5%,B/C为1.57,可生化性好。