Fenton试剂氧化法处理印染废水实验研究--《再生资源与循环经济》2014年08期
Fenton试剂氧化法处理印染废水实验研究
【摘要】：通过将Fenton法应用于印染废水的处理,研究pH值、温度、反应时间、Fe2+投加量以及H2O2投加量对Fenton试剂处理印染废水的影响,同时确定Fenton法处理印染废水的最适反应条件。实验结果表明:(1)最适反应条件,即pH值、温度、反应时间、Fe2+投加量、H2O2投加量分别为3,50℃,45 min,70 mg/L,2.5 mL/L,此时COD的去除率最高,为66.60%。(2)pH值为3时,下列因素对COD的去除率影响程度大小依次为H2O2投加量Fe2+投加量反应时间反应温度。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：X791【正文快照】：
印染行业是工业废水排放大户,约占整个纺织工业废水排放量的80%[1]。印染废水组成复杂,多数分子是以苯环为核心的稠环、杂环结构,属于高度稳定且有高致癌性的废水,难以降解,并含有大量残余的染料和助剂。目前印染废水主要问题是残余染料所产生的色度,染料废水中颜色来源于染料
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京公网安备75号Fenton氧化处理甲基橙染料废水的研究 (1)-免费论文
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Fenton氧化处理甲基橙染料废水的研究 (1)
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中文摘要 中文摘要 随着染料工业的迅速发展，染料品种和数量日益增加，染料废水给环境带来的污染也日益加大。&&&&高色度的印染废水是目前公认的有害工业废水，其中主要含有染料及染料中间体等难生物降解的有机物。&&&&对染料废水的脱色及降解的研究是世界性的难点和热点，已成为当今环保科研的重要课题。&&&& 偶氮染料是构成工业用染料的最大一部分，这类染料的废水特点是：水量大种类多，色度深毒性大，水质成分复杂。&&&&它们不能被好氧生物降解，而且在厌氧条件下，它们可能被还原为具有致癌作用的芳烃胺类。&&&&传统的吸附、絮凝，以及生物氧化技术通常不能达到净化的目的。&&&&为了高效处理印染废水，本论文将甲基橙作为研究对象，系统研究了Ｆｅｎｔｏｎ氧化技术处理甲基橙染料模拟废水的处理效果及影响因素；较为深入地探讨了该技术氧化降解污染物的动力学特征：通过研究Ｆｅｎｔｏｎ反应过程中氧化还原电位（ＯＲＰ）的变化规律，为采用ＯＲＰ控制Ｆｅｎｔｏｎ反应及提高Ｆｅｎｔｏｎ反应降解有机物效率提供依据；此外，还对Ｆｅｎｔｏｎ一光催化耦合技术应用的可行性进行了初步探讨。&&&&主要研究内容如下：（１）对影响Ｆｅｎｔｏｎ氧化降解过程的各因素的研究和分析表明：５ ｒａｉｎ后主要氧化反应过程基本结束；最佳ｐＨ值为３左右：增加Ｈ２０２和Ｆｅ２十的浓度有利于甲基橙的降解，但也不宜过高；适当提高甲基橙浓度并未使最终脱色率明显降低，而使ＣＯＤ的去除率大大降低。&&&&通过单因素分析可得：在甲基橙的初始浓度为０．１５ ｍｍｏｌ／Ｌ，Ｈ２０２的浓度为３．９ ｍｍｏｌ／Ｌ，Ｆｅ２相２０２＝ｌ：１８，初始ｐＨ为３，反应２０ ｍｉｎ后，甲基橙降解率和ＣＯＤ去除率可分别达到９０％和８０％以上；（２）通过对Ｆｅｎｔｏｎ氧化理论的基础研究，求得的甲基橙降解动力学模型为： ｄｆＲＨｌ ＝―．Ｌ－－ｊ．－－－－ｊ＝：．ｋｍｌＲＨｌ啜００＊芦西１ｔ “‘ 建立的模型和实验数据得到了较好的吻合。&&&&因此，采用该动力学模型能较好地预测溶液中甲基橙的降解情况。&&&&Ｈ２０２与甲基橙初始浓度的变化均会影响反应速率常数，其关系可归纳为：ｋｍｌ＝Ｏ．０５〔碣ｏｊ０１ ４和‰萨Ｏ．０２３一皿』都ｏ．１ ３；（３）通过考察Ｆｅｎｔｏｎ氧化过程中Ｈ２０２／Ｆ矿投加比的改变对溶液中氧化还原电位（ｏＲＰ）及Ｈ２０２剩余浓度的影响，发现ＯＲＰ参数的变化可较好地表征溶液中Ｆｅ２＋浓度的变化规律，同时，为有效利用Ｈ２０２，降低运行成本，选定的最佳Ｈ２０２／Ｆｅ２＋投加比为１：１；当溶液中含有一定量的甲基橙时，有机自由基的存在可加快Ｆｅ３＋的还原，并且这个还原过程亦可通过ＯＲＰ的变化来在线监钡９；此外，可根据溶液ｑａＯＲＰ值的变化趋势来控制和调节Ｈ２０２的投加点：鋈塑查兰堡主兰笙笙奎 ！！坐竺墨垡竺堡！兰堡墨整壅查塑里！窒（４） 通过在对影响光催化降解过程的各因素分析及甲基橙降解效果的比较中发现：Ｆｅｎｔｏｎ．光催化耦合技术的应用具有可行性，溶液中加入的Ｆｅ２＋能有效的利用光催化降解过程中生成的Ｈ２０２。&&&&因此．光催化与Ｆｅｎｔｏｎ氧化之间的协同作用可提高甲基橙的降解效果。&&&&关键词：甲基橙，Ｆｅｎｔｏｎ氧化法，影响因素，动力学，氧化还原电位，光催化 ＩＩ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｙｅｓｔｕｆｆ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｄｙｅｓｔｕｆｆ ｈａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｄａｙ ｂｙ ｄａｙ．Ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｔａｋｅｎ ｂｙ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｈａｓ ｓｔｅｐｐｅｄ ｕｐ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅａｎｗｈｉｌｅ．Ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃｏｌｏｒ ｄｅｇｒｅｅ ｆｒｏｍ ｐｒｉｎｔ ａｎｄ ｄｙｅ ｐｌａｎｔｓ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｐｅｒｎｉｃｉｏｕｓ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍｏｒｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｂｅ ｂｉｏｄｅｇｒａｄｅｄ，ｓｕｃｈ ａｓ ｄｙｅ ａｎｄ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｕｂｊｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｃｉｅｎｃｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ．ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｈａｒｄ ａｎｄ ｈｏｔ ｐｏｉｎｔ ａｌｌ 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ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｆｅｎｔｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．（１）Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔ１１ａｔ ｔ１１ｅ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ Ｗａｓ ｑｕｉｔｅ ｆａｓｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｍｉｎｕｔｅｓ；ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ＷａＳ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｔ ｐＨ ３．Ｏ；ｔｈｅ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ Ｈ２０２ ａｎｄ Ｆｅ”ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｄｄｅｄ。&&&&ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｃａｕｓｅｄ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ；ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｄｙｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｌｅ ｉｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｈａｓ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ＣＯＤｒｅｍｏｖａｌ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ ｄｅｅｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｐＨ ａｔ ３．０．ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｈ２０２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ３．９ ｍｍｏｌ／Ｌ，ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｆｅ”／Ｈ２０２ Ｗａｓ ｌ：１ ８，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌｄｙｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏ．１ ５ ｍｍｏｌ／Ｌ．Ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ＣＯＤ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅｗｉｔｈｉｎ ２０ ｍｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ９０％ａｎｄ ８０％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．（２）Ａ ｋｉｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌｏｒａｎｇｅ ｗｉｔｈ Ｆｅｎｔｏｎ ｓｙｓｔｅｍ． １１１江南大学硕士学位论文 Ｆｅｎｔｏｎ氧化处理甲基橙染料废水的研究 二÷＝。&&&&ｋｌ”ｔ〔ＲＨＪ〔Ｈ２０２ｆ砸”２‘“ “ｌ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｕｎｄｅｒ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｉｓ ｉｎｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｙｅ ｉｓａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｙｅ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ（ｋＲＨ）ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ４ｔｈｅ ｄｙｅ’Ｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｓ ｋＲＨ＝ｏ．０５〔Ｈ２０２】ｏｌ ａｎｄ ｋＲＨ＝Ｏ．０２３〔ＲＨ〕ｐ（３）Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｈ２０２／Ｆｅ”ｒａｔｉｏ ｏｎ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ―ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｔｈｅｒｅｍａｉｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈ２０２ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ―ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅ”ｐｒｅｌｉｊｒａｂｌｙ．Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｒａｔｉｏ ｏｆＨ２０ｄＦｅ”ｗａｓ １：１：ｗｈｅｎ ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ ｗａｓ ｅｘｉｓｔ ｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｏｒｇａｎｉｃ ｒａｄｉｃａｌ ｃａｎ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅ”，ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｎ ｂｅ ｉｎｓｐｅｃｔｅｄ ｂｙｏｘｉｄａｔｉｏｎ―ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ；ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈ２０２ Ｃａｌｌ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｈｏｕｇｈｏｘｉｄａｔｉｏｎ－ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ．（４）Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｆｅｎｔｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｐｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ．Ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｆｅｎｔｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ，Ｆｅｎｔｏｎ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，Ｉｍｐａｃｔ ｆａｃｔｏｒ，Ｋｉｎｅｔｉｃｓ，Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ－ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ，Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ 独创性声明 本八声明所量变的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。&&&&尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方岁｝，论文中不包禽其他人已缝发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一褥工作兹瑟恚对本研究薪傲的｛圣街贡献均鑫程论文中佟了明确的说明并表示谢意。&&&& 签名：叁蕉塑 日期；埘５筇３月Ｉ苦日 关于论文使是授权的说瞬 举学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权僳蜜并向国家有关部忍躐枧搀送交论文的复印传和磁盘，允许论文被奁阅和借阅，可以将学能论文的全部或部分内容编入有关数据库进彳亍检索，可以采甩影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学锻论文，并疑本人电予文档的蠹容和纸质论文的内容相一致。&&&& 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。&&&& 签名：装整妞 导师签名；、叁盘望 霹襄：≯归扉弓嚣｝ｌ曩 第一章绪 论 第一章绪论 １．１研究背景 １．１．１染料废水污染状况 随着工业的迅猛发展，水环境污染问题也日趋严重。&&&&当前，水资源污染是世界各国普 遍面临的急需解决的问题之一。&&&&染料工业是我国纺织、轻工、化工等领域重要的组成部分。&&&& 目前，我国染料的年产量和贸易量都居世界第一位，其中７０％－８０％是偶氮染料。&&&&在２００１ 年出台的《印染行业废水污染防治技术政策》中指出，据不完全统计每年纺织行业排放废 水量多达９亿多吨，居工业排放量的第六位。&&&&染料废水含有大量的残余染料和助剂，主要 污染物包括悬浮物（ＳＳ）、化学需氧量（ＣＯＯ）、生化需氧量（ＢＯＤ）、热、色度、酸性、碱 性、以及其它可溶物质。&&&&染料废水如果直接排放，会对当地水环境造成不可估量的损失． 一方面染料废水会降低水体透光性，削弱水生植物的光合作用，从而影响整个水体生态系‘统的稳定性；另一方面，染料，尤其是偶氮染料和与苯胺结构相连的二重氮类染料，以及 染料的添加剂和中间产物如芳香胺等，都具有较强的毒性和致癌作用，会对生态环境产生 长期的不良影响。&&&&目前，有数种染料废水的脱色方法，但都不能单独有效地使用。&&&&例如； 絮凝处理法能有效地对不溶性染料（如分散染料）进行脱色，但对溶解染料作用却不大；在 絮凝过程中还会产生大量的污泥，这本身也是一种污染物并会增加处理费用Ｉ¨。&&&&臭氧氧化 处理法虽能较为有效地对很多染料（分散染料除外）进行脱色，但不能有效去除ＣＯＤ；此 外，臭氧氧化处理法的脱色效果还会因废水中的杂质而降低，这将增加臭氧的消耗量和处 理费用。&&&&活性碳吸附法不适用于不溶性染料。&&&&生物处理法会因染料对生物的毒性作用而不 能有效的脱色。&&&& １．１．２染料废水的分类 染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业，由各种产品和中间体结晶的母液、 生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。&&&&染料工业废水主要可分为： （１）含盐有机物有色废水。&&&&其中无机盐浓度在１５％．２５％，主要是氯化钠，少量硫酸钠、 氯化钾及其他金属盐类； （２）氯化或溴化废水； （３）含有微酸微碱的有机废水： （４）含有铜、铅、锰、汞等金属离子的有色废水； （５）含硫的有机物废水。&&&&江南大学顿上学位论文 Ｆｅｎｔｏｎ氧化处理甲基橙染料废水的研究１．１．３染料废水的特点（１）废水有机物成分复杂且浓度高 由于染料生产流程长，从原料到成品往往伴随有硝化、还原、氯化、偶合等单元操作过程。&&&&副反应多，产品收率低，染料生产过程损失率约２％，染色过程损失率１０％，所以废水中有机物和含盐量都比较高，成分非常复杂。&&&&废水中含有较多的原料和副产品，如染料浆料、助剂、油剂、酸碱，纤维杂质及无机盐。&&&&高浓度染料有机废水中，ＣＯＤ值高达数十万。&&&&（２）废水量大，色度高，毒性大 染料工业以水为溶剂，分离、精制、水洗、抽滤等工序排出大量的废水。&&&&染料废水中的有毒物质可以分为无机物和有机物。&&&&无机有毒物质主要是铜、铬、锌、镉、汞等重金属。&&&&此外，还包括砷、硒、溴、碘等非金属。&&&&有机有毒物主要是酚类化合物、取代苯类化合物等。&&&&由于染料中间体生产基本原材料是苯、萘、蒽醌类有机物，芳香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代以后生成的芳族卤化物、芳族硝基化合物、芳族胺类化合物、联苯等多苯环的取代化合物，毒性都较大。&&&&废水中含有许多发色基团，因此色度比较高。&&&&现列出染料废水中的主要污染物：悬浮物：纤维屑粒、浆料，整理加工药剂等；ＢＯＤ：有机物，如染料、浆料、表面活性剂酯酚，加工药剂等；ＣＯＤ：染料、还原漂白剂、醛、还原净水剂，淀粉整理剂等；重金属毒物：铜，铅、锌、铬、汞离子等；色度：染料、颜料在废水中呈现的颜色。&&&&（３）废水排放的间歇、多变性 我国染料工业具有小批量、多品种的特点，每年要生产十几种甚至几十种产品。&&&&而且产品制造大部分是间歇操作，所以废水洲断性排放，水质水量随时间变化较大，变化范围也很大。&&&&这就给废水处理工程设计、运行管理增加许多困难。&&&&（４）废水处理难度大 由于染料生产品种多。&&&&并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展。&&&&其中芳香环染料，葸醌染料、士林染料等还原性染料废水，由于色度大、浓度高及可生化性差，处理难度更大。&&&&据文献报道，对染料废水一般采用中和、混凝、活性炭吸附等方法处理ｆ２训，处理成本高，效果差，难以达到国家规定的排放标准。&&&&因此，染料废水是一类较难处理的工业废水。&&&&１．１．４染料废水的常用处理方法与存在问题 染料废水净化处理，最突出的问题是脱色与难降解有机物的去除。&&&&目前处理技术遵循两条基本思路：（１）将发色物质与其他难降解的有机物富集后进行分离；（２）直接破坏发色物质与其他难降解的有机物，使其最终矿物化。&&&&对于染料废水的处理方法，主要可分为两大类，即物化法和生化法。&&&& 有机染料是一大类化学性质稳定、难以降解的化学品，一般的物化处理法，即常规物 墨二！堕 丝理、化学方法，常常达不到对含染料废水进行有效脱色的目的【５川。&&&&至今所报道的较为有效的物化处理法，主要有辐射法、吸附．萃取法、磁分离法、混凝沉降法和氧化法等。&&&&Ｓｏｌｐａｎ等【５】采用Ｄ射线辐射法对活性染料进行脱色和降解研究，结果表明，对活性蓝５和活性黑５的脱色和降解效果都很好，且随辐射剂量的增加而增加；当其浓度较低时，两种染料污水的脱色程度达至ｌＪｌ００％，ＣＯＤ也下降－ｊ”７６％一８０％。&&&&Ｋａｎｎａｎ等【７Ｊ的研究，用稻壳等为原料自制活性炭与商业活性炭对亚甲基蓝的脱色率均大于９５％，随初始浓度的提高脱色率降低。&&&&商业活性炭的脱色效果更好，但自制活性炭的费用仅约为商业活性炭的２０％，在价格上有优势。&&&&郑曦【８｝研究表明，高铁酸盐可有效地氧化降解废水中的有机染料，还原后生成的Ｆｅ”是一种絮凝剂，水解产物Ｆｅ（ＯＨ）３有很好的吸附作用，对染料废水ＣＯＤ的去除达６０％。&&&&物化处理技术虽然具有设备简单、操作简便、工艺成熟等优点，但是有机污染物只是从液相转移到固相或气相，并没有完全降解，而且，由于一些技术经济上的原因，有机污染物没有得到很好地回收利用，造成了废物的二次污染。&&&& 生物处理法可分为好氧法和厌氧法，好氧法处理效率高、速度快、比较经济，是废水处理的主要方法；厌氧法因代谢速度慢、停留时间长、容器体积大、影响因素多、造价高等不利因素，一般用于有机污泥或浓度特高的废水处理。&&&&实践表明，传统的生物法并不能对纺织、印染废水中的有机染料起到有效的降解作用。&&&&因此必须选择一种合适的技术来有效地处理染料废水。&&&&１．２高级氧化技术基本原理与应用１．２．１高级氧化技术的概述 高级氧化技术（ＡｄｖａｎｃｅｄＯｘｉｄａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｅｓ）简称ＡＯＰｓ，其原理在于运用电、光辐射、催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基（如?ＯＨ），再通过自由基与有机化合物之间的加成、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子难降解有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为Ｃ０２和Ｈ２０，接近完全矿化，从而使有机污水的ＣＯＤ值大大降低，对水中高稳定性、难降解的有机污染物尤为有效１９１。&&&& 与其它氧化法相比，高级氧化工艺具有以下特点：第一，可以产生大量非常活泼的羟基自由基，?ＯＨ无选择性，直接与废水中的有机污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无机盐，不会产生二次污染：第二，可以在常温常压下操作，很容易控制反应迸行；第三，既可作为单独处理工艺，又可以和其它处理过程相组合。&&&&如作为生化处理的前、后处理，可有效地降低处理成本，提高处理效果。&&&& 目前高级氧化技术已经逐渐成为水处理技术研究的热点，主要包括光催化氧化法、Ｆｅｎｔｏｎ类氧化法、臭氧类氧化法、超临界水氧化法和辐射法，各自的特点见表１．１。&&&& 江南大学硕上学位论文 Ｆｅｎｔｏｎ氧化处理甲基橙染料废水÷！至！壅 设备简单，操作方便，高效，无二 光量子效率较低，运行费用高，处 光催化氧化法 次污染或污染低。&&&& 理量小。&&&& 高效，设备简单，操作方便，试剂 价格低廉，反麻迅速，反应条件缓和， 处理费用较高，只适于低浓度、少 Ｆｅｎｔｏｎ类氧化法 无二次污染，几乎可以氧化所有的有机 量废水的处理。&&&& 物，极具戍用游力。&&&& 选择性地氧化有机物，０３的含量低、 臭氧类氧化法 反府速度快，无二次污染。&&&& 利用率低，氧化能力不足。&&&& 反应速率快，几乎所有的有机物在 异常苛刻的安全要求，对反应器材 超临界水氧化法 极短时间内就可完全分解。&&&& 质的要求特别高。&&&& 装置昂贵，技术要求高，能耗大， 辐射法 处理效率高，操作简便。&&&& 能量利用率较低，为避免对人体的辐射 需要特殊的保护措施。&&&& 通过对表中几种高级氧化技术进行比较，Ｆｅｎｔｏｎ氧化法的优势较为突出。&&&&但由于在处理过程中需投加药剂，如果单独使用Ｆｅｎ＿Ｉｏｎ试剂处理废水，成本比较高；但若将其与其它工艺相结合，如作为生化处理的前处理，可以有效降低废水的处理成本，提高处理效率。&&&&１．２．２ Ｆｅｎｔｏｎ氧化法的作用机理 Ｆｅｎｔｏｎ试剂是由Ｈ２０２｝１〕Ｆｅ２＋混合得到的一种强氧化剂，因为Ｈ２０２和Ｆｅ２＋能通过一系列反应产生氧化能力很强的－ＯＨ等自由基，该反应的过程可表示为： Ｆｅ２十＋Ｈ２０２一Ｆｅ’＋＋?ＯＨ＋ＯＨ。&&&& （１） ＲＨ＋’ＯＨ―Ｒ’＋Ｈ２０ （２） Ｒ?＋Ｆｅ３＋一Ｒ十＋Ｆｅ２＋ ０１ Ｆｃ２＋＋?ＯＨ―Ｆｅ３＋＋ＯＨ‘ （４） 由于‘ＯＨ有很强的电负性或电子亲和能，很容易攻击高电子云密度Ｃ＝Ｃ键发生加成反应，也可使有机物发生脱Ｈ反应，随后发生Ｃ―Ｃ键的开裂，最后完全氧化成Ｃ０２和Ｈ２０。&&&&１．２．３ Ｆｅｎｔｏｎ氧化法的应用与研究 Ｆｅｎｔｏｎ试剂独特的氧化能力１８９４年就被发现了，但直至ＫＪ２０世纪６０年代后期，Ｆｅｎｔｏｎ试剂法才开始应用于有毒有机污染物的降解领域。&&&&Ｆｅｎｔｏｎ试剂法在去除水中有毒有害有机污染物方面十分有效，其最主要的优势是能彻底破坏有机化合物的分子结构，生成ｃ０２，Ｈ２０和无机盐，因此对于Ｆｅｎｔｏｎ试剂法处理水体中难降解有机物的研究和应用己十分广泛，并取得了良好的效果。&&&& 叶招莲等人ｌｌｌＪ采用Ｆｅｎｔｏｎ法针对酸性大红染料模拟废水迸彳亍了处理研究。&&&&他们研究 蔓二皇堕 丝发现：Ｆｅｎｔｏｎ反应的最佳适用的初始ｐＨ值与待处理溶液的ＣＯＤ值有关，在３到５之间波动。&&&&对于ＣＯＤ为３２２０ ｍｇ／Ｌ的酸性大红染料废水，在按Ｈ２０２：ＣＯＤ＝１：１（质量比）投加３０％Ｈ２０２，按Ｈ２０２：Ｆｅ＝６：ｌ（质量比）投加分析纯ＦｅＳ０４?７Ｈ２０且避光反应１．５ ｈ，初始溶液ｐＨ为３时，ＣＯＤ的去除率达到４７％。&&&&同时，在Ｆｅｎｔｏｎ反应过程中，并不是Ｆ矿越多越好，因为二价铁过多会与过氧化氢发生氧化还原反应，消耗部分过氧化氢，使效率急剧下降。&&&&过氧化氢与二价铁的比值在３～６之间，ＣＯＤ降解率比较高。&&&&Ｎｏｒａ Ｓａｎ Ｓｅｂａｓｔｉｄｎ Ｍａｒｔｌｎｅｚ等【１２】用Ｆｅｎｔｏｎ试剂预处理污染严重的制药废水，１０ ｍｉｎ内ＣＯＤ去除率就达到９０％以上。&&&&Ｍ．Ｍｕｍｇａｎａｎｄｈａｍ等〔１３】分别用Ｆｅｎｔｏｎ和光－Ｆｅｎｔｏｎ法对偶氮染料活性橙４脱色，考察了各主要因素的影响，发现提高染料的初始浓度会降低色度的去除率。&&&&ＡｒｔｕｒｏＡ．Ｂｕｒｂａｎｏ等【１４１用Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理含ＭＴＢＥ的废水，研究了氧化过程的动力学和不同因素对￣ｆｒＢＥ降解效果的影响。&&&&１．２．４ Ｆｅｎｔｏｎ氧化法的发展 Ｆｅｎｔｏｎ试剂法对于有机废水的处理能力己得到广泛认可，但是要作为最主要的废水处理工艺来普遍使用，显然还没有成熟的条件，其中最主要的制约因素就是相对于生物处理法处理成本较高的问题。&&&&因此在过去的几年中，还不断地有关于优化和改进Ｆｅｎｔｏｎ处理工艺的研究报道出现。&&&&１．２．４．Ｉ Ｆｅｎｔｏｎ一混凝工艺 因为在Ｆｅｎｔｏｎ氧化过程中，往往会产生大量大小不一的絮凝物，由于絮凝物体积微小面难以沉降。&&&&人们就通过增加铁盐浓度或加入其它混凝荆的方法，来促进絮凝物的沉降，这就是Ｆｅｎｔｏｎ试剂法在实际应用中的主要形式，ＲＰＦｅｎｔｏｎ．混凝工艺。&&&&该工艺不仅能降低水中的铁离子浓度和进一步去除废水的ＣＯＤ，而且能明显降低ＦｅＩｌｔｏｎ试剂法的处理成本。&&&& Ｋａｎｇ等人研究了结合化学氧化和混凝的Ｆｅｎｔｏｎ处理工艺对于去除含聚乙烯醇和活性染料Ｒ９４Ｈ混合纺织废水的ＣＯＤ和色度的效率，结果发现色度主要通过Ｆｅｎｔｏｎ氧化去除，而ＣＯＤ主要通过Ｆｅｎｔｏｎ混凝。&&&&周丹等人１１５ｌ在处理造纸废水时采用ＹＦｅｍｏｎ加混凝的处理工艺，研究表明。&&&&将这两种工艺联用，用氧化来促进混凝，可以减少药剂的用量，降低成本，提高处理的效果。&&&&刘红【１６ｌ等人在采用Ｆｅｎｔｏｎ试剂催化氧化．混凝法处理焦化废水的实验研究中发现在最佳处理条件下，废水的ＣＯＤ值可由１１７３．０ｍｇ，Ｌ降至３８．２ｍｇ／Ｌ，符合国家一级排放标准，ＣＯＤ去除率达到９６．７％。&&&&１．２．４．２光．Ｆｅｎｔｏｎ技术 研究者们发现，用紫外光或可见光照射Ｆｅｎｔｏｎ反应时，两者之间具有明显的协同效应。&&&&并认为它们的协同作用主要是光能促进口ＡＴ－－方面反应的进行〔Ｄ，ｌｓｌ：①促进多种对光有活性的三价铁离子（如Ｆｅ３＋，ＦｅＯＨ２＋，Ｆｅ（ＯＨ）２针等）从新转化为亚铁离子，并产生．ＯＨ；②促进三价铁离子鳌合中间产物【Ｒｃ０２－Ｆｅ〕２＋的水解；③促进有机化合物直接水解，从而有利于对其的降解。&&&&目前，对于光．Ｆｅｎｔｏｎ的研究己经得到了广泛的开展。&&&&望童查堂堕兰：堂堡垒苎 ！！里堡里塾些竺墨！茎堡銎塑壅查竺竺塞 徐新华等四针对活性染料染色废水迸行有光和无光条件下的Ｆｅｍｏｎ处理试验研究中发现，在光助条件下，ＣＯＤ去除效果要比无光Ｆｅｎｔｏｎ条件好.
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