Fenton氧化法處理麗春紅2R廢水及其動力學(xué)研究.pdf

1、偶氮染料麗春紅2R作為一種重要的偶氮染料，應(yīng)用于各種染色工業(yè)，由于麗春紅染色效果好，使食品色澤鮮亮，能激起人們的食欲，被當(dāng)做食品染料，也同時(shí)用作生物染色劑和銀的檢定等。同時(shí)，它還常用于PVDF膜、硝酸纖維素膜和醋酸纖維素膜上的蛋白的檢測時(shí)的染色液。在染色過程中會產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水，它的生物轉(zhuǎn)化品會產(chǎn)生具有致癌性的芳香性化合物，對水體生物有很大的毒性，對人體產(chǎn)生巨大危害。這種廢水是一種難處理的有機(jī)高濃度廢水，采用傳統(tǒng)的生化法和物化法很難對

2、其進(jìn)行有效處理。而Fenton試劑具有極強(qiáng)的氧化能力，是一種常用于某些難生物降解的或?qū)ι镉卸拘缘墓I(yè)廢水的處理。本文采用麗春紅2R為研究對象，以Fenton試劑對其氧化，來研究氧化處理過程中的影響因素及其最佳的反應(yīng)條件，且建立了氧化過程的反應(yīng)動力學(xué)的模型，并對模型的參數(shù)進(jìn)行求解，同時(shí)對反應(yīng)的可能途徑進(jìn)行了推測。
　　在Fenton過程中，有很多因素都會制約著其氧化過程的效果，且影響的效果各不一樣，其中主要的影響因素有pH、模擬廢

3、水濃度、FeSO4·7H2O的投加量、H2O2投加量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)最適條件為:麗春紅2R的濃度為200mg/L，反應(yīng)初始pH=3，F(xiàn)eSO4·7H2O的投加量為556.04mg/L，H2O2投加量為2200mg/L時(shí)，常溫下反應(yīng)30min，麗春紅2R的去除率能達(dá)到96％左右，COD的去除率能夠達(dá)到71.6％。
　　在一定的溫度和pH的條件，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)原理，建立了Fenton氧化降解麗春紅2R的的動力學(xué)模

4、型為R=dc/dt=KCa(A)Cb(B)Cd(D)(mg.L-1.min-1)。通過實(shí)驗(yàn)測定Fenton氧化反應(yīng)過程中不同時(shí)刻的染料濃度，計(jì)算出動力學(xué)模型中的參數(shù)，從而得到Fenton氧化降解麗春紅2R的動力學(xué)方程為R=dc/dt=0.00198C0.7234[C(FeSO4·7H2O)]0.5297[C(H2O2)]0.3574(mg.L-1.min-1)。經(jīng)驗(yàn)算得出，方程的模擬數(shù)值和實(shí)驗(yàn)數(shù)值基本良好吻合。且由動力學(xué)方程可以看出Fe

5、nton氧化麗春紅2R的化學(xué)反應(yīng)速率受麗春紅2R的濃度影響最大，受亞鐵離子濃度的影響其次，受過氧化氫的濃度影響最小。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)掃描所得的紫外可見光譜圖和LC-MS檢測的分析果，推測出麗春紅2R可能的降解歷程是:麗春紅2R氧化生成間二甲苯和鄰二氮烯-2，6-二磺酸鈉-萘酚，鄰二氮烯-2，6-二磺酸鈉-萘酚氧化生成1-硝基-2，3，6-三羥基萘，之后氧化生成鄰萘二酚，然后變成1，2-二萘醌，進(jìn)一步氧化開環(huán)生成鄰苯二乙甲酸，最后經(jīng)過