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印染废水中的染料,特别是蒽醌染料的降解是很困难的,降解过程从微观上说也是很复杂的。所以,对染料的处理方法及产物进行的研究,可以为处理其它有机污染物提供理论依据。
本论文首先以活性艳蓝KN-R为对象,采用不同的芬顿试剂氧化体系进行处理,讨论了光源、催化剂、氧化剂及介质的酸碱性对染料的脱色的影响。得到最佳的反应条件,并对UV-vis/草酸铁/H2O2体系对活性艳蓝KN-R处理的影响因素进行优化;在最佳条件下,比较了不同的降解体系的处理效果。研究表明,以草酸铁络合物作为光催化剂的光助Fenton法处理活性艳蓝KN-R效果最好,处理后染料的脱色率达到99.0﹪,COD和TOC去除率分别达到89.1﹪和65.6﹪。
讨论了改进的芬顿试剂方法光化学氧化染料的反应动力学,结果表明反应为拟一级反应,考察了影响因素对脱色反应动力学的影响,建立各影响因素的速率方程,同时得到三种染料降解反应的速率方程。另外,考察了天然水中的典型阴离子BrO3-、HPO42-、Cl-、NO3-、HCO3-等对反应的影响,其中HPO42-的抑制作用最为明显,其它阴离子也有不同程度的影响,使反应速率下降。
采用紫外可见光谱法和HPLC技术对降解产物及反应机理做了初探。结果表明,脱色要比降解快,在降解过程中有中间产物产生,并随着时间增加而逐渐被降解;从一系列液相色谱可以看出,原来的染料大分子可以被降解成为小分子化合物,从而提高染料废水的可生化性。
运用Fe(phen)32+光度法测定了不同H2O2、FeSO4浓度、pH对羟基自由基表观生成率随时间变化的规律。结果表明,这些参数对·OH的表观生成率均有较大的影响,溶液中H2O2浓度和FeSO4的浓度对·OH的表观生成率的影响是相互的,当pH为3~4时,·OH的表观生成率最快。因此,在实际应用中,必须严格控制H2O2和FeSO4的浓度以及溶液的pH,才能达到满意的处理效果。