雙介質阻擋放電技術降解KN-B染料廢水的研究.pdf

1、隨著染料工業(yè)的發(fā)展，染料的品種越來越多，并朝著抗光解、抗氧化、抗生物降解的方向發(fā)展，使得水質成分越來越復雜。染料廢水處理普遍存在脫色困難、高濃度難降解有機物難以去除的問題。目前，國內外普遍采用以產生自由基為主的高級氧化技術來處理難降解染料有機廢水。等離子體技術是一種新型的高級氧化技術，利用形成的高氧化活性粒子（如·OH，·H，H2O2，O3等）、紫外光輻射、高能電子轟擊作用等多因素協(xié)同作用，可實現難降解染料廢水色度和CODcr的高效去除

2、。
　　 本文以典型的雙偶氮染料——KN-B為研究對象，利用雙介質阻擋放電技術來降解KN-B染料，獲得雙介質阻擋放電氧化降解KN-B的最優(yōu)工程運行條件，揭示KN-B染料的降解機理，分析降解動力學及能量效率，闡明降解產物的可生化性及急性毒性，并采用雙介質阻擋放電技術與SBR組合工藝處理實際染料廢水，以期為等離子體技術處理難降解染料廢水工業(yè)化進行有益的嘗試，主要結論如下:
　　 (1) KN-B的去除率隨著輸入電壓和輸入功率

3、的增大而增大，pH和電導率越低越有利于KN-B染料的降解;隨著初始濃度的增大，KN-B的去除率降低，但KN-B的去除絕對量卻增大;
　　 (2) CO32-會明顯地降低KN-B的去除率，且CO32-的濃度越大抑制作用越強;NO3-和SO42-不會影響KN-B的去除;低濃度的Cl-、Fe2+、Fe3+、Mn2+對KN-B的去除具有促進作用，高濃度則有抑制作用;單獨的H2O2不能氧化降解KN-B染料，低濃度的H2O2可以促進KN-B

4、的等離子體降解，高濃度則有抑制作用;表面活性劑DBS的加入對雙介質阻擋放電技術降解KN-B具有抑制作用，但當DBS的濃度大于1 mmol/L時，KN-B的去除率隨著DBS濃度的增大而上升;其他染料的加入，會明顯降低KN-B去除率;等離子體降解不同結構的染料的速率是不同，去除速率之間存在關系:分散藍2BLN＞活性艷紅X-3B＞活性黑KN-B＞陽離子紅;
　　 (3)濃度為100 mg/L的KN-B染料，雙介質阻擋放電氧化降解10

5、min后，脫色率為98.76％，但CODcr和TOC的去除率只有52.51％和15.36％，KN-B染料的脫色率要比它的礦化率高。UV-Vis、IR和GC-MS分析表明，羥基自由基首先攻擊電子云密度較高的偶氮基團，破壞KN-B的發(fā)色基團，2，3，8-三氨基-8-硝基-4，7二磺酸基-1-萘酚、磺?；?乙基-磺酸基-對苯胺是最初的中間產物，并由此產生環(huán)酮類物質、萘環(huán)類物質、1，3-丁二烯基-1，4羧酸等中間產物，最終有乙酸的生成。在降解K

6、N-B的過程中，羥基自由基是主要的氧化性物質，H2O2和O3均參與了液相中有機物的氧化反應;
　　 (4)隨著放電氧化時間的增加，KN-B的可生化性逐步提高，反應10min后，B/C比從0.079提高到0.495; DeltaTox毒性檢測表明，降解過程中溶液的毒性大小呈現先增加后減少的趨勢;
　　 (5)雙介質阻擋放電技術對KN-B染料的氧化降解符合一級動力學模型，隨著電源功率的升高，降解速率常數增大;在輸入電壓為65

7、V、輸入電流為0.92A、輸入功率為60W的條件下，等離子體的輸出功率為2.5296×103J/s; KN-B染料的去除量隨著注入系統(tǒng)能量的增大而增大，當向等離子體系統(tǒng)中注入的能量為1.52×106J時，KN-B的去除量為0.99mg;
　　 (6)采用介質阻擋放電技術單獨處理實際染料廢水，降解10min后，廢水在可見光區(qū)的吸收光譜逐漸消失，廢水中的發(fā)色基團被破壞，廢水的色度、CODcr、BOD5、TOC的去除率分別達到了89.