clo2氧化處理印染廢水的影響因素【開題報告+文獻綜述+畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文系列</b></p><p><b>　　開題報告</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　ClO2氧化處理印染廢水的影響因素</p><p>　　印染廢水排放量約占工業(yè)廢水總排放量的1/10,我國每年

2、約有6—7億t印染廢水排入水環(huán)境中，印染廢水是當(dāng)前主要水體污染源之一，因而要實現(xiàn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須首先解決印染行業(yè)的污染問題。</p><p>　　印染加工的四個工序都要排出廢水，預(yù)處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或除漂白廢水以外的

3、綜合廢水。</p><p>　　印染廢水的特點是成分復(fù)雜、有機物含量高、色度深、化學(xué)需氧量高，而生化需氧量相對較低，可生化性差，排放量大且組分復(fù)雜，除含有助劑和大量的漿料外，廢水中還含有苯胺、硝基苯、鄰苯二甲酸類等含有苯環(huán)、胺基偶氮等基團的有毒有機污染物，不但難以生物降解，而且多為致癌物質(zhì)，危及人的身體健康。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計采用ClO2氧化處理印染廢水，通過對溫度、pH、時

4、間等因素對ClO2處理印染廢水的脫色、降低COD等方面的影響，得出處理印染廢水的最佳效果下的溫度、pH、時間等條件的值。</p><p><b>　　國內(nèi)研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　目前國內(nèi)處理印染廢水多以生化法為主,有些也輔以化學(xué)法,但普遍存在處理投資費用大、運行成本高、處理效果不佳、色度去除困難等缺點。在此基礎(chǔ)上,采用物理和化學(xué)處理法的研究也比較多。通過

5、混凝沉淀、化學(xué)氧化、吸附及膜技術(shù)等均可去除一定的COD和色度,其中氧化法對去除色度最為明顯。但由于氧化副產(chǎn)物(如有機鹵代物和環(huán)氧化合物) 或者運行費用等問題使氯和臭氧的使用受到了限制。二氧化氯作為一種具有強氧化性和氧化過程中很少有有機鹵代物產(chǎn)生的氧化劑,在水處理的氧化消毒及造紙、紙漿工業(yè)的漂白等行業(yè)已經(jīng)廣泛使用。近年來人們對新型氧化劑ClO2在處理廢水方面進行了研究,并有用ClO2直接處理印染廢水的報導(dǎo)。本文對二氧化氯在印染廢水處理中的

6、應(yīng)用研究的現(xiàn)狀、作用機理及發(fā)展趨勢作一綜述和探討。</p><p><b>　　實驗基本方法</b></p><p>　　制備ClO2：2NaClO3+Na2SO3＋H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4＋H2O</p><p>　　印染廢水：直接采樣或自行配取</p><p>　　通過分析經(jīng)ClO2氧化處理前后印染廢

7、水的色度，COD含量的變化，研究溫度、pH、時間因素對處理效果的影響情況。保持其中一個變量變化，其余變量恒定的情況下，采取縱向?qū)Ρ?，得出這一變化變量對ClO2氧化處理印染廢水的影響。按照此法得出其他變量對ClO2氧化處理印染廢水的影響情況。從而能使得在最優(yōu)條件下利用ClO2氧化處理印染廢水。</p><p><b>　　進程安排</b></p><p>　　1—2周

8、 論文選題</p><p>　　3—4周 開題報告</p><p>　　5—6周 實驗前期準備</p><p>　　7—10周 實驗</p><p>　　11—12周 后期數(shù)據(jù)整理，得出實驗結(jié)論</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　

9、　此實驗的目的是通過多組實驗的對比，得出環(huán)境因素對ClO2氧化處理印染廢水的脫色與COD減少的影響情況。從而探索ClO2氧化處理印染廢水的最優(yōu)條件。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]徐錫彪，褚宏偉．對氨基苯甲醚廢水處理[J]．環(huán)境污染與防治，2001，23(3)：134—135． </p><p>　　

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15、;<p>　　[14] Zhang，Y，Hongmei Lu．，Robert E etc．Enhanced Storage— life of Fresh Haddock fillets with Stabilized Sodium Chlorite.</p><p><b>　　畢業(yè)論文文獻綜述</b></p><p><b>　　環(huán)境工程&l

16、t;/b></p><p>　　ClO2氧化處理印染廢水的影響因素</p><p>　　摘要：印染廢水色度深COD含量高處理難度大，目前處理印染廢水的常用方法有物理法、絮凝沉降法、氧化法及生物降解法等，各具特色和優(yōu)勢及不足。ClO2的氧化電位高、反應(yīng)速度快、脫色效果好是最為常用的氧化處理方法，可以單獨使用也可以與其它工藝配合使用，影響 ClO2處理效果的因素有pH值、溫度及催化劑種類

17、等，有一定研究價值和良好的應(yīng)用前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：印染廢水 ClO2氧化處理 影響因素</p><p>　　印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染廢水每天排放量為3×106～4 ×106m3。印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水。近年來由于化學(xué)纖維織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整

18、理技術(shù)的進步，使PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì))、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，其COD濃度也由原來的數(shù)百mg/L上升到2000～3000mg/L，從而使原有的生物處理系統(tǒng)COD去除率從70%下降到50%左右，甚至更低。傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴重挑戰(zhàn)；傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀和氣浮法對這類印染廢水的COD去除率也僅為30%左右。因此開發(fā)經(jīng)濟有效的印染廢水處理技術(shù)日益成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)關(guān)注的課題。</p>

19、<p>　　本次畢業(yè)設(shè)計研究的是ClO2氧化處理印染廢水的影響因素。通過多組實驗的對比，得出溫度、pH、時間的因素對ClO2氧化處理印染廢水的具體影響情況。</p><p>　　目前國內(nèi)處理印染廢水多以生化法為主，有些也輔以化學(xué)法，但普遍存在處理投資費用大、運行成本高、處理效果不佳、色度去除困難等缺點。在此基礎(chǔ)上，采用物理和化學(xué)處理法的研究比較多[1]。通過混凝沉淀[2]、化學(xué)氧化[3]、吸附[4、

20、5]及膜技術(shù)[6]等均可去除一定的COD 和色度，其中氧化法對去除色度最為明顯。但由于氧化副產(chǎn)物(如有機鹵代物和環(huán)氧化合物)或者運行費用等問題使氯和臭氧的使用受到了限制。</p><p>　　ClO2作為一種具有強氧化性和氧化過程中很少有有機鹵代物產(chǎn)生的氧化劑[7]，在水處理的氧化消毒及造紙、紙漿工業(yè)的漂白等行業(yè)已經(jīng)廣泛使用。近年來人們對新型氧化劑ClO2 在處理廢水方面進行了研究，并有用ClO2 直接處理印染廢

21、水的報導(dǎo)。</p><p>　　近年來國內(nèi)外都開展了一些研究工作，主要是新的生物處理工藝和高效專門細菌以及新型化學(xué)藥劑的探索和應(yīng)用研究。其中具有代表性的有：厭氧、好氧生物處理工藝、高效脫色菌和PVA降解菌的篩選與應(yīng)用研究、高效脫色混凝劑的研制等。下面從物理法、化學(xué)法和生物法三個方面的評述著手，介紹目前印染廢水處理的方法及研究的狀況。</p><p>　　印染廢水處理的物理法--吸附法[8]

22、</p><p>　　在物理處理法中應(yīng)用最多的是吸附法，這種方法是將活性炭[9]、粘土等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾除去。目前，國外主要采用活性炭吸附法(多半用于三級處理)，該法對去除水中溶解性有機物非常有效，但它不能去除水中的膠體和疏水性染料，并且它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能。

23、Saito T等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分別達93%、92%和63%，活性炭吸附能力可達到500mgCOD/g炭，污水如先曝氣，則會加快吸附速率。但若廢水BOD5＞200mg/L，則采用這種方法是不經(jīng)濟的。</p><p>　　印染廢水的化學(xué)處理法</p><p><b>　　混凝法[10]</b></p><p&g

24、t;　　主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法，所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以堿式氯化鋁(PAC)的架橋吸附性能較好，而以硫酸亞鐵的價格為最低。近年來，國外采用高分子混凝劑者日益增加，且有取代無機混凝劑之勢，但在國內(nèi)因價格原因，使用高分子混凝劑者還不多見。據(jù)報道，弱陰離子性高分子混凝劑使用范圍最廣，若與硫酸鋁合用，則可發(fā)揮更好的效果?；炷ǖ闹饕獌?yōu)點是工藝流程簡單、操作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高；缺點是

25、運行費用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。</p><p><b>　　氧化法[11]</b></p><p>　　臭氧氧化法在國外應(yīng)用較多，Zima S.V.等人總結(jié)出了印染廢水臭氧脫色的數(shù)學(xué)模式。研究表明，臭氧用量為0.886gO3/g染料時，淡褐色染料廢水脫色率達80%；研究還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運行所需臭氧量，而反應(yīng)器內(nèi)安裝隔板，可

26、減少臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脫色，宜設(shè)計成間歇運行的反應(yīng)器，并可考慮在其中安裝隔板。 </p><p>　　臭氧氧化法對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國內(nèi)外運行經(jīng)驗和結(jié)果看，該法脫色效果好，但耗電多，大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。 </p><p>　　光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設(shè)備投資和電耗還有待進一步降低。<

27、/p><p>　　印染廢水的生物處理法[12]</p><p>　　70年代以來，國內(nèi)對印染廢水以生物處理為主，占80%以上，尤以好氧生物處理法占絕大多數(shù)。從現(xiàn)有情況看，我國印染廢水生物處理法中以表面加速曝氣和接觸氧化法占多數(shù)。此外，鼓風(fēng)曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤等也有應(yīng)用，生物流化床尚處于試驗性應(yīng)用階段。但由于生物對色度去除率不高，一般在50%左右，所以當(dāng)出水色度要求較高時

28、，需輔以物理或化學(xué)處理。</p><p>　　為了探求高效、低耗、低投資的印染廢水處理新技術(shù)，近年來在厭氧法與好氧法的結(jié)合方面進行了大量的試驗研究，獲得了很大的成功。此時與好氧法結(jié)合的厭氧處理已不是傳統(tǒng)的厭氧消化，它的水力停留時間(HRT)一般為3～5h，只發(fā)生水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質(zhì)，期望它們在厭氧段發(fā)生水解、酸化，變成較小的分子，從而改善廢水的可生化性

29、，為好氧處理創(chuàng)造條件。采用這一流程，較好地解決了PVA、染料的處理問題。這一流程的另一大特點是，好氧段所產(chǎn)生的剩余污泥全部回流到厭氧段，厭氧段有較長的固體停留時間(SRT)，有利于污泥厭氧消化，從而顯著降低了整個系統(tǒng)的剩余活性污泥量。因此，厭氧好氧系統(tǒng)中的厭氧段具有雙重的作用：一是對廢水進行預(yù)處理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有機物；二是對系統(tǒng)的剩余污泥進行消化。</p><p>　　采用這一流程，目前主要

30、開發(fā)了兩種工藝：厭氧好氧生物炭接觸工藝；厭氧好氧生物轉(zhuǎn)盤工藝。兩種工藝在設(shè)備和工藝上各有特點。</p><p>　　厭氧好氧生物炭接觸氧化工藝 </p><p>　　主要設(shè)計參數(shù)如下：調(diào)節(jié)池：HRT 8～10h；厭氧池：HRT 3～5h；好氧池：HRT 6～8h；生物炭池：HRT1～2h。</p><p>　　試驗和實際應(yīng)用表明，厭氧好氧生物炭流程在上述運轉(zhuǎn)參數(shù)下，

31、對于CODCr為800～1000mg/L的印染廢水，處理效果完全可以達到國家排放標(biāo)準，再稍加進一步處理還可回用，系統(tǒng)的污泥趨于自身平衡。目前已有多家生產(chǎn)廠采用該流程，運轉(zhuǎn)時間最長的達5年以上，處理效果穩(wěn)定，而且從未外排污泥，也沒發(fā)現(xiàn)厭氧池內(nèi)污泥過度增長。</p><p><b>　　厭氧好氧生物轉(zhuǎn)盤 </b></p><p>　　將厭氧生物轉(zhuǎn)盤與好氧生物轉(zhuǎn)盤串聯(lián)起來，

32、用于印染廢水處理，也取得了好的效果。該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置，整個系統(tǒng)的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉(zhuǎn)盤。一是為了提高生物量，因而也縮短總的水力停留時間，二是為了將多余的活性污泥消化在系統(tǒng)內(nèi)部。該工藝流程也是兼?zhèn)涔讨L和懸浮生長的特點。還可通過向轉(zhuǎn)盤投加絮凝劑進一步提高COD去除率和脫色率。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。適當(dāng)投加微量絮凝劑，測得CODcr、色度的去除率可提高15%～20%。進一步提高厭氧

33、池中的懸浮污泥濃度也可以提高脫色率和COD去除率。但該工藝中轉(zhuǎn)盤的金屬構(gòu)件有腐蝕現(xiàn)象，需進一步研究解決。</p><p>　　從我國染料行業(yè)廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀來看，盡管經(jīng)過多年努力，已取得一批實用技術(shù)，解決了不少問題，但總體上沒有實質(zhì)性的突破，特別是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工廠布局等不合理因素的存在，加重了廢水的治理難度。因此，認為解決廢水問題的根本出路在于工藝改革，通過采用先進的生產(chǎn)工藝來減排或不排廢水。這方面國內(nèi)已有許多成

34、功的例子，如苯胺和鄰甲苯胺的生產(chǎn)將鐵粉還原改為氫化還原，徹底消除了鐵泥水的污染；又如以氫化還原代替硫化堿還原用于氨基苯甲醚的生產(chǎn)，徹底消除了含硫廢水等。</p><p>　　ClO2是一種類氯性氣體,溶于水后隨濃度的提高顏色由黃綠色變?yōu)槌燃t色。在20℃、大氣壓力下,水中二氧化氯的質(zhì)量濃度為70mg/L。二氧化氯氣體在室溫條件下可壓縮為液態(tài),密度為214kg/L,沸點11℃,熔點-59℃。ClO2極不穩(wěn)定,易揮發(fā),

35、易分解,一般需將ClO2先制成穩(wěn)定性水溶液,在使用現(xiàn)場再配以酸性活化劑后使用或采取ClO2發(fā)生器現(xiàn)場發(fā)生直接投加。用于飲水和污水處理時,二氧化氯以溶液形式使用。</p><p>　　ClO2處理印染廢水主要是氧化破壞染料的發(fā)色基團和助色基團,達到顯著的脫色效果。在一定條件下,二氧化氯可與DPD(N,N-二乙基對苯二胺),甲酚紅(鄰甲酚磺酞),氯酚紅(二氯磺酞),酸性靛藍(5,5-靛藍二磺酸鹽或靛藍三磺鹽),麗絲胺

36、綠B(芳甲烷染料),羅丹明B(四乙基羅丹明)和亞甲藍等顯色劑發(fā)生脫色反應(yīng)。酸性靛藍在pH<4時,可以與氧化劑二氧化氯發(fā)生斷鍵反應(yīng),而生成穩(wěn)定化合物靛紅C8H5NO2。二氧化氯除與酸性靛藍等染料發(fā)生反應(yīng)外,還與許多直接染料和活性染料反應(yīng),而使染料褪色。[13]利用二氧化氯的這一性質(zhì),可將二氧化氯用于處理印染廢水。目前,利用二氧化氯來處理印染廢水已得到一定的進展,尤其在脫色方面去除率高,因而是具有廣闊的推廣應(yīng)用前景的。</p&g

37、t;<p>　　ClO2與有機物的反應(yīng)具有選擇性，對不同的染料具有不同的脫色率，尤其對COD的去除作用不大，單純使用ClO2處理難降解廢水時難以達到滿意的效果，因此采用催化劑提高二氧化氯處理廢水的反應(yīng)效率、改善反應(yīng)條件的技術(shù)得到重視。當(dāng)處理濃度較高的染料廢水時，ClO2需要較大投量，處理成本較高。為降低ClO2使用量，可將其他工藝與ClO2法聯(lián)用，如微電解-二氧化氯催化氧化組合工藝。</p><p>

38、;　　處理高濃度染料廢水時，需要選擇一個適當(dāng)?shù)念A(yù)處理工藝降低廢水COD濃度，以減少ClO2用量，降低操作費用；需要研制高效的催化劑，以提高ClO2的利用率，提高其COD去除率，這將是進一步推廣ClO2氧化技術(shù)應(yīng)用的研究重點。此外，ClO2氣體的性質(zhì)極不穩(wěn)定，在一定的濃度或壓力下具有爆炸的危險，不宜貯存和運輸，要求現(xiàn)用現(xiàn)制，這也是實際應(yīng)用中需要注意的。[14]</p><p>　　二氧化氯在印染廢水處理中的應(yīng)用，有

39、兩種應(yīng)用方式：</p><p>　　1.直接處理印染廢水[15]</p><p>　　王福祥等人[16]曾在南京市大廠區(qū)麒麟華洋印染公司進行試驗，通過用二氧化氯處理印染廢水，脫色率和COD 去除率分別達到97.5%和80.3%，處理后的廢水指標(biāo)完全符合國家排放標(biāo)準。</p><p>　　林大建[17]利用二氧化氯作為強氧化劑對漂染廢水中的有機物進行氧化分解，試驗結(jié)果

40、表明：對COD 的去除率>78%，對色度的去除率>95%，水的循環(huán)利用率可達72%。鄧麗等人[18]利用ClO2 進行印染廢水的脫色的試驗結(jié)果表明：2 種活性染料(活性艷紅X-3B、活性艷紅K-2BP)的模擬廢水均極易被ClO2 氧化脫色， 當(dāng)染料與二氧化氯的量濃度比為1：0.24時，兩種活性染料的脫色率均可超過90%；在二氧化氯的量足夠時，脫色率與染料的初始濃度基本上沒有關(guān)系；活性艷紅X-3B 的脫色率隨pH 的變化增幅較

41、小，而活性艷紅K-2BP 的脫色率隨pH 的變化增幅很大， pH 在7～10 這一范圍脫色率最高；二氧化氯與染料之間的反應(yīng)速度較快，反應(yīng)15min 可基本完成；溫度對活性艷紅X-3B 影響不大，但對活性艷紅K-2BP 的脫色反應(yīng)有較大的影響。</p><p>　　于德爽[19]根據(jù)某精細化工有限公司染料廢水處理的生產(chǎn)性實驗研究，提出了采用二氧化氯氧化去除染料廢水中苯胺類物質(zhì)的方法。運行結(jié)果表明：當(dāng)污水中苯胺濃度≥

42、50mg/L 時，容易引起活性污泥中毒；當(dāng)污水中苯胺濃度≤50mg/L 時時，采用二氧化氯氧化法可以使出水苯胺濃度降至2mg/L 以下，去除率達到95%左右。</p><p>　　李益林用二氧化氯直接氧化處理含疏水性染料的印染廢水(COD36omg/L、色度256 倍)，經(jīng) PE 精密過濾器過濾，出水水質(zhì)為COD64mg/l、色度4 倍[20]。</p><p>　　某純棉色織布廠廢水，含

43、有硫化、士林、分散染料，pH=8～12，色度=256 倍，COD=360 mg/L；每噸廢水中投加25g ClO2，接觸反應(yīng)30 分鐘，采用水射氣混合，再經(jīng)PE 過濾器精密過濾，出水COD 降到64 mg/L，色度為4 倍[21]。</p><p><b>　　2.與其他工藝聯(lián)用</b></p><p>　　由于印染廢水中不僅含有染料,而且含有大量染色助劑和洗滌劑等難

44、降解物質(zhì)。ClO2作為一種氧化劑,雖然可有效地氧化染料分子中的發(fā)色團,脫色效果顯著,但對于廢水中的染料如淀粉、海藻酸鈉、聚乙烯醇、梭甲基纖維素等去除效果很差。因此ClO2氧化法通常需與混凝[22]、氣浮、吸附、過濾和生化法等組合使用才能達到處理標(biāo)準。</p><p>　　采用ClO2處理印染廢水,具有設(shè)備簡單、投資少、能耗小、操作管理方便,出水水質(zhì)好等優(yōu)點,能收到良好的社會效益和環(huán)境效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

45、</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計實驗采用ClO2氧化處理印染廢水，調(diào)節(jié)溫度、pH、時間等變量因素，觀察印染廢水的褪色情況和測量COD的變化情況，從而研究各個因素對處理效果的影響。在采用ClO2氧化處理印染廢水的前提下，通過此次畢業(yè)設(shè)計實驗，找出采用ClO2氧化處理印染廢水的最有條件，使得處理效果和經(jīng)濟效益最優(yōu)化。</p><p><b>　　參考文獻：</b><

46、;/p><p>　　[1] 余剛, 楊志華. 染料廢水物理化學(xué)脫色技術(shù)的現(xiàn)代與進展[J]. 環(huán)境科學(xué),1994,15(4):34.</p><p>　　[2] 陳福根, 苗柯. PFSMZ 高效混凝技術(shù)在紡織印染廢水處理工程中的應(yīng)用[J]. 環(huán)境工程, 1994, 12(2):21.</p><p>　　[3] Namboodri C G. Decolorizing D

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55、p><p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　ClO2氧化處理印染廢水的影響因素</p><p>　　The effect factors of dyeing wastewater treatment with chlorine diox

56、ide</p><p>　　ClO2氧化處理印染廢水的影響因素 </p><p>　　摘要：ClO2等高級氧化法的氧化電位高、反應(yīng)速度快，對印染廢水的脫色與去除COD的效果好。采用對比實驗法分別研究了ClO2、ClO2+Cl2和Cl2三種氧化體系對印染廢水脫色與去除COD效果，以及影響上述三個氧化體系處理效果的因素有pH值、溫度及處理時間。通過改變影響因素的實驗，得出分別采用ClO2、Cl

57、O2+Cl2和Cl2三種氧化體系處理印染廢水的最佳條件。</p><p>　　關(guān)鍵詞：二氧化氯；氧化處理；印染廢水；影響因素</p><p>　　The effect factors of dyeing wastewater treatment with chlorine dioxide</p><p>　　Abstract :Chlorine dioxi

58、de oxidation etc advanced oxidation with High oxidation potential, fast response is good effect on the decolorization and COD removal of the Printing and dyeing wastewater.Using Contrast experiment study the decolorizing

59、 of dyeing wastewater with COD removal effect with Chlorine dioxide,Chlorine dioxide&Chlorine and Chlorine Oxidation system,and the effect factors of the effect of three oxidation treatment systems are pH, temperatur

60、e and processing time.By changing the ef</p><p>　　Key words：Chlorine dioxide; oxidation; Dyeing wastewater; Effect factors</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　1 引言3&l

61、t;/b></p><p>　　2 印染廢水特點4</p><p>　　2.1 印染廢水現(xiàn)狀4</p><p>　　2.2 印染廢水分類4</p><p>　　3 印染廢水的處理技術(shù)5</p><p><b>　　3.1 物理法5</b></p><p>　

62、　3.1.1 吸附法5</p><p>　　3.1.2 膜分離技術(shù)5</p><p>　　3.1.3 超聲波氣振技術(shù)5</p><p>　　3.1.4 高能物能法5</p><p><b>　　3.2 化學(xué)法6</b></p><p>　　3.2.1 化學(xué)混凝法6</p>

63、<p>　　3.2.2 化學(xué)氧化法6</p><p>　　3.2.3 電化學(xué)法6</p><p>　　3.2.4 光化學(xué)催化氧化法6</p><p><b>　　3.3 生物法6</b></p><p>　　4 二氧化氯的性質(zhì)和脫色機理7</p><p>　　4.1 二氧化氯

64、的性質(zhì)7</p><p>　　4.2 二氧化氯脫色機理7</p><p>　　4.3 二氧化氯的制取7</p><p>　　5 二氧化氯處理印染廢水實驗8</p><p>　　5.1 原廢水水質(zhì)分析8</p><p>　　5.2 原廢水COD測定8</p><p>　　5.2.1 原

65、水吸光度測定11</p><p>　　5.2.2 原水pH值測定12</p><p>　　5.3 用亞氯酸鈉制取的二氧化氯溶液處理印染廢水12</p><p>　　5.3.1 氧化劑的制取12</p><p>　　5.3.2 儀器和材料12</p><p>　　5.3.3 印染廢水水質(zhì)12</p>

66、;<p>　　5.3.4 最大吸收波長12</p><p>　　5.3.5 脫色試驗13</p><p>　　5.3.6 COD降解試驗13</p><p>　　5.3.7 實驗方法13</p><p>　　5.3.7.1 二氧化氯用量對印染廢水處理效果的影響13</p><p>　　5.3.7

67、.2 反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響13</p><p>　　5.3.7.3 溶液pH對印染廢水處理效果的影響13</p><p>　　5.3.7.4 溶液溫度對印染廢水處理效果的影響13</p><p>　　5.3.8 結(jié)果與討論14</p><p>　　5.3.8.1 二氧化氯用量對印染廢水處理效果的影響14</p>

68、;<p>　　5.3.8.2 反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響14</p><p>　　5.3.8.3 溶液pH值對印染廢水處理效果的影響15</p><p>　　5.3.8.4 反應(yīng)溫度對印染廢水處理效果的影響15</p><p>　　5.3.8.5 結(jié)論16</p><p>　　5.4 用氯酸鈉制取二氧化氯處理印染廢

69、水16</p><p>　　5.4.1 氧化劑的制取16</p><p>　　5.4.2 儀器和材料16</p><p>　　5.4.3 印染廢水水質(zhì)16</p><p>　　5.4.4 最大吸收波長17</p><p>　　5.4.5 脫色試驗17</p><p>　　5.4.6

70、COD降解試驗17</p><p>　　5.4.7 實驗方法：17</p><p>　　5.4.7.1 二氧化氯用量對印染廢水處理效果的影響17</p><p>　　5.4.7.2 反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響17</p><p>　　5.4.7.3 溶液pH對印染廢水處理效果的影響17</p><p>

71、　　5.4.7.4 溶液溫度對印染廢水處理效果的影響17</p><p>　　5.4.8 結(jié)果與討論18</p><p>　　5.4.8.1 二氧化氯用量對印染廢水處理效果的影響18</p><p>　　5.4.8.2 反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響19</p><p>　　5.4.8.3 溶液pH對印染廢水處理效果的影響20&l

72、t;/p><p>　　5.4.8.4 反應(yīng)溫度對印染廢水處理效果的影響20</p><p>　　5.4.8.5 結(jié)論21</p><p>　　5.5 飽和氯水處理印染廢水效果的研究21</p><p>　　5.5.1 氧化劑的制取21</p><p>　　5.5.2 儀器和材料21</p><

73、p>　　5.5.3 印染廢水水質(zhì)22</p><p>　　5.5.4 最大吸收波長22</p><p>　　5.5.5 脫色試驗22</p><p>　　5.5.6 COD降解試驗22</p><p>　　5.5.7 實驗方法22</p><p>　　5.5.7.1 飽和氯水用量對印染廢水處理效果的影響

74、22</p><p>　　5.5.7.2 反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響23</p><p>　　5.5.7.3 溶液pH對印染廢水處理效果的影響23</p><p>　　5.5.7.4 溶液溫度對印染廢水處理效果的影響23</p><p>　　5.5.8 實驗結(jié)果與討論23</p><p>　　5.5.8

75、.1 飽和氯水用量對印染廢水處理效果的影響23</p><p>　　5.5.8.2 反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響24</p><p>　　5.5.8.3 溶液pH對印染廢水處理效果的影響24</p><p>　　5.5.8.4 反應(yīng)溫度對印染廢水處理效果的影響25</p><p>　　5.5.8.5 結(jié)論26</p>

76、<p><b>　　6 結(jié)論26</b></p><p>　　參 考 文 獻27</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　印染廢水是工業(yè)廢水的排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染廢水每天排放量為3×106～4×106m3。印染廢水是一種有害，難處理的工業(yè)廢水。其主要污

77、染物有染料、漿料、助劑、纖維雜質(zhì)、油劑、酸堿以及無機鹽等。其特點是水質(zhì)復(fù)雜、有機物濃度高、難生物降解、色度深、水質(zhì)變化快而無規(guī)律等特點，其中尤以染料的污染最為嚴重。其殘存的染料組分即使?jié)舛群艿停矔斐伤w透光率降低，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞。</p><p>　　目前處理印染廢水的方法主要有物理化學(xué)法、化學(xué)處理法和生物法。物理化學(xué)法包括吸附法、膜分離法以及萃取法?；瘜W(xué)處理法有化學(xué)絮凝法、化學(xué)氧化法、光化學(xué)催化氧化法和

78、電化學(xué)法。生物法包含好氧處理法、厭氧處理法、厭氧—好氧聯(lián)合處理法以及高效降解菌法。此外Fenton試劑氧化法、超聲波、磁分離法、生物酶等技術(shù)逐漸運用于印染廢水處理中。 </p><p>　　總體來說，目前國內(nèi)處理印染廢水多以生化法為主，有些也輔以化學(xué)法，但普遍存在處理投資費用大、運行成本高、處理效果不佳、色度去除困難等特點。因此物理法和化學(xué)法就如更多的研究?；炷恋?、化學(xué)氧化、吸附及膜技術(shù)等方法均對去除色度和CO

79、D有不錯的效果，其中以化學(xué)氧化法處理效果最佳。O3化學(xué)性質(zhì)活潑，水中溶解度低，利用率低，臭氧發(fā)生器效率低，能耗大，操作成本高[1]。氯氣處理印染廢水后會產(chǎn)生氧化副產(chǎn)物如有機鹵代物和環(huán)氧化合物，而二氧化氯氧化電位高，不生成鹵代烴是一種很好的處理印染廢水的氧化劑。</p><p>　　本文主要探討二氧化氯處理印染廢水的最優(yōu)化條件，同時比較了二氧化氯、二氧化氯＋氯氣和純氯氣氧化體系處理印染廢水的影響因素、脫色效果以及去

80、除COD的效率，以期達到效率最大化，經(jīng)濟最優(yōu)化。</p><p><b>　　印染廢水特點</b></p><p><b>　　印染廢水現(xiàn)狀</b></p><p>　　印染廢水是工業(yè)廢水的排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染廢水每天排放量為3×106～4×106m3。印染廢水具有水質(zhì)復(fù)雜、有機物濃度高、難

81、生物降解、色度深、水質(zhì)變化快而無規(guī)律等特點。近年來，隨著人們生活水平的提高以及對美的追求，紡織品的產(chǎn)量和質(zhì)量有了非常大的提高，對于染料的要求也越來越高，朝著抗光解、抗生物降解和抗氧化的方向發(fā)展。 隨著染料工業(yè)的迅速發(fā)展,如PVA漿料以及大量新型助劑的廣泛應(yīng)用,使大量難降解的有機化合物進入廢水,增加了廢水處理的難度[2]。由于這些原因，使得印染廢水的治理越來越難，印染廢水對環(huán)境的污染也越來越嚴重[3]。</p><p&

82、gt;<b>　　印染廢水分類</b></p><p>　　印染廢水來自印染工業(yè)中的不同道工序，因此產(chǎn)生的污染物也不相同。對于不同用途的纖維織物所使用的漿料和化學(xué)藥劑不同,所造成的污染物也就不同[4]。目前印染各工序廢水水質(zhì)概況一般如下[5]:</p><p>　　退漿廢水：水量較小，污染物濃度高，廢水呈堿性，pH值12左右，COD和BOD5含量都很高。</p&

83、gt;<p>　　煮煉廢水：水量大，污染物濃度高，廢水呈強堿性，廢水中含有含有纖維素、果酸、蠟質(zhì)、油脂、堿、表面活性劑、含氮化合物等。</p><p>　　漂白廢水：水量大，但污染較輕，其中含有殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉等。</p><p>　　絲光廢水：含堿量高，NaOH濃度在3%—5%，經(jīng)處理后排放，但廢水仍呈強堿性。COD,BOD5，SS含量都很高。<

84、;/p><p>　　染色廢水：水量較大，一般呈強堿性，pH值為10以上，色度很高，COD較高，BOD5較低，可生化性較差。</p><p>　　印花廢水：水量較大，BOD、COD均較高，污染物濃度較高。</p><p>　　整理廢水：水量較小，對整個廢水水質(zhì)的影響較小。</p><p><b>　　印染廢水的處理技術(shù)</b>

85、</p><p>　　目前國內(nèi)處理印染廢水的方法主要物理法，化學(xué)法，生物法。一般處理印染廢水多以生化法為主，有些也輔以化學(xué)法，但普遍存在處理投資費用大、運行成本高、處理效果不佳、色度去除困難等缺點。在此基礎(chǔ)上，采用物理和化學(xué)處理法的研究也比較多[6]。通過混凝沉淀[7]、化學(xué)氧化[8]、吸附[9,10]及膜技術(shù)[11]等均可去除一定的COD和色度。</p><p><b>　　物

86、理法</b></p><p><b>　　吸附法</b></p><p>　　常用的吸附劑有可再生吸附劑如活性炭[12]、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物、工業(yè)廢料及天然廢料等?；钚蕴烤哂休^高的比表面積, 是目前被廣泛應(yīng)用并且研究得較為透徹的一種固體吸附劑,但活性炭對可溶性染料的吸附是有選擇性的, 對堿性染料廢水的脫色率超過90%, 但對酸性染

87、料的脫色率僅為30%—40%[13]。</p><p><b>　　膜分離技術(shù)</b></p><p>　　印染廢水處理中應(yīng)用的膜技術(shù)主要有超濾和反滲透[14]。膜分離法是一種新型分離技術(shù), 具有分離效率高、工藝簡單、操作方便、能耗低、過程易控制、無污染等優(yōu)點[15]。但由于該技術(shù)需要專用設(shè)備, 投資高, 且膜易結(jié)垢堵塞, 所以目前還未能推廣。</p>

88、<p><b>　　超聲波氣振技術(shù)</b></p><p>　　超聲波處理印染廢水是基于超聲波能在溶液中產(chǎn)生局部高溫、高壓、高剪切力,誘使水分子和染料分子裂解成自由基,引發(fā)各種反應(yīng)促進絮凝[16]。</p><p><b>　　高能物能法</b></p><p>　　高能技術(shù)處理廢水的反應(yīng)機理一般認為是,水在高能

89、射線輻照下產(chǎn)生一系列高活性粒子:HO·、H2O2 、HO2 以及e-aq,使有害物質(zhì)降解。高能物理法處理印染廢水的特點是:有機物的去除率高、操作簡便、設(shè)備占地小,但用來產(chǎn)生高能粒子的裝置昂貴、技術(shù)要求高,而且該方法能耗較大,能量利用率不高。</p><p><b>　　化學(xué)法</b></p><p><b>　　化學(xué)混凝法</b><

90、;/p><p>　　化學(xué)混凝法是處理印染廢水的常用方法, 曾被認為是最有效、最經(jīng)濟的脫色技術(shù)之一。目前所用的混凝劑可分為無機混凝劑（硫酸亞鐵、三氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵等）、多功能高效復(fù)合混凝劑、有機高分子混凝劑等?；炷ǖ闹饕獌?yōu)點是處理量大、投資少、對疏水性染料脫色效率很高[17]。缺點是需隨著水質(zhì)變化改變投料條件，對親水性染料的脫色效果差、COD去除率低，生成大量的泥渣且脫水困難。</p>

91、;<p><b>　　化學(xué)氧化法</b></p><p>　　化學(xué)氧化法是印染廢水脫色的主要方法之一，是利用各種氧化手段將染料發(fā)色基團破壞而脫色。常用的氧化劑有臭氧[18]、氯氣、二氧化氯、次氯酸鈉[19]和芬頓試劑[20]等。氧化法能有效地處理高濃度、難降解的染料廢水，提高廢水的可生化性。</p><p><b>　　電化學(xué)法</b&g

92、t;</p><p>　　電化學(xué)處理廢水的原理可分為電絮凝法[21]、電氣浮法、電氧化法和微電解法[22]。</p><p><b>　　光化學(xué)催化氧化法</b></p><p>　　光化學(xué)催化氧化法具有高活性、價廉、安全、無污染等優(yōu)點。光催化氧化技術(shù)對高濃度廢水效果不太理想，但光催化氧化工藝與混凝、生物處理相結(jié)合處理染料廢水則可取得很好的效果

93、。</p><p><b>　　生物法</b></p><p>　　印染廢水處理法中, 目前國內(nèi)外仍以生物法為主?；钚晕勰喾ǖ氖褂米顬槠毡椋浯螢樯锝佑|氧化法和塔式生物濾池法[23]。</p><p>　　化學(xué)氧化技術(shù)是行之有效的廢水處理技術(shù)，國內(nèi)外都對其進行了大量研究，目前多種氧化技術(shù)已在染料工業(yè)廢水處理中得到應(yīng)用。該技術(shù)對解決高濃度、難降

94、解的染料廢水的污染問題，具有重要的意義。其中以二氧化氯作為氧化劑的氧化法，去除色度效果很明顯。</p><p>　　二氧化氯的性質(zhì)和脫色機理</p><p><b>　　二氧化氯的性質(zhì)</b></p><p>　　ClO2是一種氯性氣體，具有強烈的刺激性。在20℃，標(biāo)準大氣壓下，水中二氧化氯的溶解度為0.8g/100mL。沸點為11℃，熔點為-

95、59℃。ClO2極不穩(wěn)定，易揮發(fā)，易分解，一般需將ClO2先制成穩(wěn)定性水溶液，在使用現(xiàn)場在配以酸性活化劑后使或采用ClO2發(fā)生器現(xiàn)場發(fā)生直接投加。在處理印染廢水時，ClO2以溶液形式使用。</p><p><b>　　二氧化氯脫色機理</b></p><p>　　ClO2 處理印染廢水主要是通過氧化破壞染料的發(fā)色基團和助色基團，達到脫色效果。在一定條件下，二氧化氯可與

96、DPD，甲酚紅，氯酚紅，酸性靛藍，羅丹明B和亞甲藍等顯色劑發(fā)生脫色反應(yīng)。二氧化氯還與許多活性染料和直接染料反應(yīng)，而使染料褪色。利用二氧化氯的這一性質(zhì)，可將二氧化氯用于處理印染廢水。利用二氧化氯來處理印染廢水在脫色方面去除率很高，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景的。</p><p><b>　　二氧化氯的制取</b></p><p>　　二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體，在生

97、產(chǎn)和使用時必須盡量用稀有元素氣體進行稀釋，同時需要避免光照、震動或加熱。目前，常用的二氧化氯制備方法主要有以下幾種： </p><p>　?。?）氯酸鈉與濃鹽酸反應(yīng)法</p><p>　　目前，歐洲一些國家主要采用氯酸鈉（NaClO3）氧化濃鹽酸的制備方法，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NaClO3＋4HCl（濃）=2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。此法的缺點主要是同時產(chǎn)生了大量的氯氣，

98、不僅產(chǎn)率低，而且產(chǎn)品難以分離，同時很有可能造成環(huán)境污染。 </p><p>　?。?）亞氯酸鈉與氯氣反應(yīng)法 </p><p>　　將經(jīng)干燥空氣稀釋的氯氣通入填充有固體亞氯酸鈉（NaClO2）的反應(yīng)柱內(nèi)制得?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式為：2NaClO2＋Cl2=2NaCl＋2ClO2。此法的特點是安全性好，沒有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品。 </p><p><b>　?。?）草酸還原

99、法 </b></p><p>　　在酸性溶液中用草酸（H2C2O4）還原氯酸鈉，化學(xué)反應(yīng)方程式為：H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4 =△= Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O和2KClO3+H2C2O4=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O。此法的最大特點是由于反應(yīng)過程中生成的二氧化碳的稀釋作用，大大提高了生產(chǎn)及儲存、運輸?shù)陌踩浴?</p><p>

100、;　　（4）亞氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)法 </p><p>　　目前，常用的制備高純二氧化氯的方法，化學(xué)反應(yīng)方程式為：5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O，此工藝產(chǎn)物中純度一般高達95%以上，需要現(xiàn)場制備現(xiàn)場使用。運用高耐腐材料制作的二氧化氯發(fā)生器能夠滿足應(yīng)用。 </p><p>　?。?）氯酸鉀與二氧化硫反應(yīng)法 </p><p>　　優(yōu)點是可以利用二

101、氧化硫減少空氣污染，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2KClO3+SO2=2ClO2+K2SO4，優(yōu)點是可以利用二氧化硫減少空氣污染。</p><p>　?。?）氯酸鈉與亞硫酸鈉反應(yīng)法 </p><p>　　實驗室常用氯酸鈉(NaClO3)和亞硫酸鈉(Na2SO3)用硫酸酸化，加熱制備二氧化氯，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NaClO3+Na2SO3＋H2SO4=△=2ClO2↑+2Na2SO4＋H2O <

102、/p><p>　　本實驗采用亞氯酸鈉和氯酸鈉兩種方法制取二氧化氯，既研究二氧化氯處理印染廢水的最佳條件，又比較這兩種方法的處理效果，找出一種更好處理印染廢水的方法。</p><p>　　二氧化氯處理印染廢水實驗</p><p><b>　　原廢水水質(zhì)分析</b></p><p>　　本實驗中所使用的印染廢水采自寧波華美線業(yè)股

103、分有限公司。</p><p><b>　　原廢水COD測定</b></p><p>　　原水CDO的測定采用COD快速測定儀測定，測定范圍為20—1200mg/L。</p><p>　　COD測定所需的試劑</p><p>　　濃硫酸（分析純，比重1.84）</p><p>　　鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)液

104、：準確稱取經(jīng)105℃—110℃烘干二小時的鄰苯二甲酸氫鉀（優(yōu)級純）0.5101g溶于水，置于500mL容量瓶中，以水定容至標(biāo)線，搖勻備用，該標(biāo)液的理論COD值為1200mg/L。</p><p><b>　　隨機專用氧化劑</b></p><p>　　隨機催化使用劑：自隨機附帶之專用催化劑中準確移取25mL于250mL容量瓶中，弄濃硫酸定容至標(biāo)線，搖勻備用。</

105、p><p>　　掩蔽劑：稱取20.00g硫酸汞（分析純）。加入約70mL純水中，再加入10mL濃硫酸（AR），使其溶解。移入100mL容量瓶中，用純水定容至標(biāo)線，搖勻備用。 </p><p>　　COD測定所需儀器：COD快速測定儀；隨機附帶反應(yīng)管；移液管</p><p><b>　　COD測定步驟：</b></p><p>

106、;<b>　　一、標(biāo)定標(biāo)準曲線</b></p><p>　　取隨機附件反應(yīng)管6只做好標(biāo)記，清洗干凈，（首先用洗滌液清洗再用自來水沖凈后，用稀硫酸浸泡5—12小時取出后用純水清洗后烘干）。</p><p>　　分別加入標(biāo)液：0、0.1、0.5、1.0、2.0、3.0mL，其相應(yīng)COD理論值為：0、40、200、400、800、1200mg/L。</p>&

107、lt;p>　　用純水將個反應(yīng)管依次補足至3mL。</p><p>　　每支試管內(nèi)加入掩蔽劑3滴。</p><p>　　每支試樣反應(yīng)管內(nèi)加入專用氧化劑1mL。</p><p>　　垂直快速加入個反應(yīng)管內(nèi)催化劑使用液5.0mL，如發(fā)現(xiàn)溶液上下液色不均，可蓋塞搖勻，否則將引起加熱過程飛濺。</p><p>　　將反應(yīng)管置入儀器加熱爐前6只加熱

108、孔中，此時顯示爐體溫度有所下降，為保證消解充分，稍后至溫度由低至高回升到164.5℃以上再按動消解鍵，消解指示燈亮。</p><p>　　經(jīng)10分鐘恒溫消解，儀器發(fā)出蜂鳴，指示水樣已消解充分，將反應(yīng)管依次紫加熱孔中取出，置于試管架上進行空氣冷卻1—2分鐘后，用水冷至室溫。</p><p>　　每支反應(yīng)管加入純水3.0mL蓋塞搖勻，操作完成后，冷至室溫，準備進行光度測定。</p>

109、<p>　　操作COD快速測定儀</p><p>　　操作 多功能窗顯示 作用與說明</p><p>　　FUNC 2 F A0 進入標(biāo)定曲線狀態(tài)</p><p&g

110、t;<b>　　加入空白水樣稍等</b></p><p><b>　　使液體穩(wěn)定</b></p><p>　　ENTER n1 調(diào)零結(jié)束，提示加入一號水樣</p><p>　　放空、清洗、加待測水樣</p><p&

111、gt;　　ENTER 顯示吸光度值</p><p>　　穩(wěn)定后 ENTER C 提示輸入水樣濃度值</p><p>　　數(shù)字鍵輸入40

112、 該水樣理論濃度值</p><p>　　依上述方法加入剩下水樣，輸入理論濃度值</p><p>　　顯示c時按"." b 測定結(jié)束自動計算顯示斜率符號</p><p>　　ENTER ####