牛仔经纱靛蓝染色过程中约有10%的染料未与纤维结合,排放的靛蓝废水存在色度深、碱性强、组分复杂等问题。目前常用的水处理方法有混凝法、化学氧化法和生物降解法。电化学絮凝技术作为一种新型的废水处理技术,处理印染废水时不仅可以吸附固体污染物,而且相比于传统化学絮凝法,具有化学药剂用量少、污泥产量低等优点。现阶段对电絮凝技术的研究主要集中在铝、铁电极的工艺优化,对絮体、辅助电解质和电极类型的深入研究较少。本课题目的是探究靛蓝染色废水电化学絮凝过程中絮体的生成及吸附机理,电解质和电极对絮凝效果的影响,采用单因素实验、正交实验和响应曲面设计分析优化处理工艺。本文研究内容如下:(1)探究电絮凝过程中絮体生成及吸附效果。选取石墨和纯铝作为阴、阳电极材料,采用单因素实验探索施加电压、电解时间、溶液p H和极板间距对絮体粒径的影响。在此基础上设计正交实验,通过均值和极差分析各因素对絮体尺寸影响的强弱,确定最佳工艺条件后进行吸附效果研究。结果表明,絮体粒径与电压和时间呈正相关,与极板间距呈负相关,且溶液p H为7时有利于絮体凝结;正交实验优化最佳工艺为电解时间50 min、电压11 V、初始p H为7、极板间距3 cm,絮体的中值粒径可达211.686μm;废水电絮凝处理后经滤饼循环过滤2次,脱色率可达93.42%。(2)探究辅助电解质的影响。分别采用硫酸钠、硝酸钠、碳酸钠、氯化钠、氯化钡、氯化铵和氯化钙作为辅助电解质,添加量为5 g/L,电压为9 V,处理时间20 min。结果表明:电解质中阳离子对溶液p H、电导率和絮凝物质量影响较大,阴离子影响电极的氧化和钝化;溶液脱色率取决于絮体吸附沉淀和氧化分解,硫酸钠处理后溶液脱色率为97.83%,氯化钠的脱色率为99.34%。(3)探究电极类型的影响。分别采用石墨、铁、铝、铜和不锈钢作为阳极,固定石墨为阴极进行电絮凝实验。结果表明:铝电极在低电压条件下(3 V～7 V)处理效果高于其他电极,脱色率为58.04%～70.15%;9 V～11 V时,不锈钢和铝的处理效果较高,脱色率可达88.73%和88.52%;铜电极易钝化,脱色率仅为69.54%;铁电极处理后溶液中存在淡黄色锈点,液面漂浮红褐色片状铁锈,脱色率为75.44%。(4)响应曲面法优化电絮凝工艺。基于响应曲面Box-Behnken中心组合设计方法研究硫酸钠用量、施加电压和电絮凝时间的影响,优化处理工艺并对溶液及絮凝物的灰分含量、元素种类进行测定和分析。结果表明,电絮凝最佳控制参数为硫酸钠5 g/L,电压7.16 V,时间40 min。此时,阳极损失率为4.36%,絮凝率为0.51%,脱色率为97.59%,COD去除率为71.58%。该工艺可使溶液灰分含量降低0.77%。