天然錳礦石降解活性艷藍(lán)X-BR機(jī)理研究.pdf

1、染料是在人類(lèi)生活中廣泛使用的精細(xì)化工產(chǎn)品，染料廢水本身及其降解中間產(chǎn)物被不斷證實(shí)具有生物毒性和潛在的誘導(dǎo)效應(yīng)。亞甲基藍(lán)和活性艷藍(lán)作為常用的模擬染料廢水，在染料廢水降解研究中具有廣泛的代表性。天然錳礦物作為自然界中含量較多的一類(lèi)礦物，大多數(shù)都具有MnO6八面體基礎(chǔ)組成部分。錳礦石廣泛地參與元素的地球生物化學(xué)轉(zhuǎn)化，錳礦石的環(huán)境屬性除吸附作用外還具備絮凝與沉淀、離子交換、表面絡(luò)合、氧化還原、催化等作用。目前對(duì)天然錳礦石處理難降解有機(jī)物的應(yīng)用研

2、究還主要集中在去除效果、最優(yōu)反應(yīng)條件探索等方面，對(duì)錳礦石針對(duì)特定難降解有機(jī)廢水的降解機(jī)理的報(bào)道比較少見(jiàn)。本課題針對(duì)天然錳礦石降解活性艷藍(lán)的處理效果，降解規(guī)律、脫色機(jī)理進(jìn)行研究。為后續(xù)利用天然錳礦石處理染料廢水或其他難降解有機(jī)污染物的實(shí)際應(yīng)用提供研究基礎(chǔ)和理論支持。
　　 通過(guò)XRD和XRF分析，唐山市遷西錳礦礦石樣品中含有鈣硬錳礦、錳鈣輝石、白云石及石英等礦物，錳元素含量為8.27％，錳礦石中的MnO2相對(duì)含量不高，實(shí)驗(yàn)測(cè)定表面

3、零點(diǎn)電荷 PZC=1.9，礦物類(lèi)型屬于碳酸鹽型貧錳礦。
　　 天然錳礦石降解亞甲基藍(lán)采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)80min反應(yīng)結(jié)束時(shí)對(duì)亞甲基藍(lán)溶液去除率接近90％，而達(dá)到50％去除率需要13min。對(duì)比活性污泥、石英填料混合活性污泥、陶粒填料混合活性污泥、鐵礦石混合活性污泥，鐵礦石、錳礦石混合活性污泥等幾種反應(yīng)組合，單純天然錳礦石對(duì)亞甲基藍(lán)降解脫色效果僅次于錳礦石與活性污泥的混合反應(yīng)組合。
　　 天然錳礦石降解活性艷藍(lán)采用振蕩

4、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，選擇分光光度法作為活性艷藍(lán)溶液濃度檢測(cè)的方法。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，經(jīng)24h反應(yīng)后天然錳礦石對(duì)活性艷藍(lán)的去除率達(dá)到65.504±0.455％，達(dá)到50％去除率需要12h。降解過(guò)程中反應(yīng)溶液電導(dǎo)率變化范圍較小，pH在反應(yīng)前2h急劇上升，2h后pH=7，隨后溶液pH值趨于穩(wěn)定。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，反應(yīng)過(guò)程中溶液TOC去除率達(dá)到24.76％。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)天然錳礦石降解活性艷藍(lán)反應(yīng)呈現(xiàn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征，擬合的動(dòng)力學(xué)方程為y=264

5、.7x+157.6，R2=0.993。根據(jù)紫外可見(jiàn)光光譜，推斷活性艷藍(lán)的脫色過(guò)程首先從染料分子發(fā)色基團(tuán)中不飽和共扼鍵斷裂開(kāi)始，蒽醌基團(tuán)首先被降解，隨反應(yīng)進(jìn)行溶液中苯環(huán)，三嗪基團(tuán)，磺酸基濃度也呈下降趨勢(shì)。根據(jù)反應(yīng)溶液和錳礦石的紅外光譜結(jié)果，推斷活性艷藍(lán)中的C=O和C-N官能團(tuán)首先受到攻擊，從而導(dǎo)致活性艷藍(lán)大分子中的發(fā)色基團(tuán)被破壞，隨反應(yīng)進(jìn)行有機(jī)大分子可能的降解產(chǎn)物為鄰苯二甲酸，2，3-二羥基苯磺酸鈉，2-氨基，4羥基苯磺酸鈉，4，6-二氯