布艺之家讯:印染废水组分复杂,色度和COD高,有毒、难降解,采用单一的处理方法难以取得理想的效果,多种技术联合是处理印染废水的有效途径。
Fenton氧化技术具有设备简单、反应条件温和、操作方便和高效等优点,广泛应用在处理有毒、有害、难生物降解的有机废水。但是该方法应用时需要消耗大量的酸,H202利用率低,废水处理费用较高。超波(us)技术集合了高级氧化、燃烧、超临界水氧化等多种处理技术的特点,其与Fenton试剂联合,可用超声的空化效应以及其引起的温度升高和充分搅拌接触,促使Fenton试剂在反应过程中迅速产生大量的·OH自由基,从而提高H2O2利用率,降低成本。本研究以酸性大红G模拟印染废水,研究超声波.Fento试剂联合降解印染废水时的协同作用及可行性。
1试验部分
1.1试剂和仪器
仪器FS.300超声波处理器(上海生析超声仪器),UV-1800紫外-可见分光光度计(日本岛津公司),752型分光光度计,PHS-3C精密pH计,恒温水浴槽。
试剂双氧水(含量30%),硫酸亚铁,氢氧化钠,硫酸,硫酸亚铁铵,重铬酸钾,以上均为分析纯。
染料酸性大红G(工业品)
1.2试验方法
配制100mg/L酸性大红G储备液模拟印染废水,取200mL置于30℃水浴槽中的反应器,用硫酸调节溶液的pH值,然后投加适量的H202和FeSO4,同时开启超声波处理器,处理120min。处理完毕静置一定时间后,取上清液测定其色度及COD,并计算色度和COD去除率。试验装置见图l。
(1)色度去除率
采用分光光度法,在酸性大红G最大吸收波长530nm下测定废水处理前后的吸光度,按式(1)计算色度去除率:
式中,Ao——染液初始吸光度;
A——废水处理后染液吸光度。
(2)COD去除率
采用重铬酸钾法测定染液处理前后的COD值,按式(2)计算COD去除率:
2结果与讨论
2.1Fe2+用量对废水处理效果的影响
废水初始的COD值为79.06mg/L,由此值可计算出理论H202的投加量,约为560mg/L。保持H20投加量为560mg/L,废水初始pH值为3,改变Fe2+投加量,考察Fe2+的质量浓度对染料废水处理效果的影响,结果如图2所示。
从图2可以看出,在无Fe2+条件下,染料废水降解效率很低。这是由于超声波对酸性大红G染料的降解以自由基型反应为主,而超声空化过程中产生的·OH自 由基只有很少一部分能进入液相主体,大多数的·OH自由基重新结合为氧化能力较低的H2O2。当反应体系中引入Fe2+后,随着Fe2+质量浓度的增加, 其催化作用逐渐增强,液相主体中的·OH自由基逐渐增多,色度和COD的去除率增加。当Fe2+的质量浓度达到8mg/L时,染料废水色度和COD去除率 分别为91.59%和56.07%;进一步增加Fe2+用量,色度和COD的去除率增加缓慢;当Fe“用量超过14mg/L时,色度和COD的去除率反而 有所降低。这是由于Fe2+浓度过高时,能与溶液中的·OH自由基发生反应枞而使反应速率下降:Fe 2+ +·OH→Fe 3+ + OH-
2.2H202用量对废水处理效果的影响
保持Fe2+投加量为8mg/L,废水初始pH值为3,考察H202投加量对染料废水处理效果的影响(图3)。
图311202质量浓度对染料废水降解的影响从图3知,随着H202用量的增加,废水的色度和COD的去除率增加,当H202用量为380Illg/L 时,色度和COD去除率分别达到93.98%和60.9%;继续增加H202投加量,色度和COD去除率开始下降。这是因为H:02用量较低时,·OH自 由基的产生量与H20:质量浓度成正比;当H202超过一定量后,过量的双氧水会把Fe2+迅速氧化为Fe3+,从而使反应在Fe3+的催化作用下进行, 既消耗了H202,又抑制了·OH自由基的产生此外,过量的H202会与·OH自由基发生反应:
H202+·OH→H20+H02
虽然HO2·也是一种氧化剂,但其氧化还原电位(1.7V)远低于·OH自由基(2.8V),降低了Fenton试剂的氧化效率。
2.3初始pH值对废水处理效果的影响
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