均相催化臭氧氧化處理分散染料廢水的研究.pdf

1、分散染料是一種使用廣泛的染料商品。近年來(lái)隨著紡織印染工業(yè)的發(fā)展，分散染料朝著抗光解、抗氧化及抗微生物等特性方向發(fā)展，種類(lèi)和數(shù)量不斷增加，廢水排放量日益增大，排放的廢水難于脫色，難生物降解，難以常規(guī)的物化或生化方法達(dá)到有效處理。
　　 本文采用臭氧和催化臭氧氧化技術(shù)處理分散染料廢水，以某廠(chǎng)分散染料廢水的物化沉淀池出水為研究對(duì)象，采用氣體洗瓶和自制砂芯鼓泡反應(yīng)柱作為臭氧氧化反應(yīng)器，以出水CODcr去除率、TOC去除率、色度去除率、U

2、V254去除率、體系pH為表征指標(biāo)，考察了初始pH、臭氧投加量、反應(yīng)時(shí)間、催化劑種類(lèi)及用量、臭氧氣泡大小及分布對(duì)出水效果的影響，討論了臭氧氧化機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)體系的初始pH值、臭氧投加量越高，反應(yīng)速率越快，染料廢水的脫色及礦化效果越好；延長(zhǎng)臭氧氧化反應(yīng)時(shí)間，體系pH逐漸降低、COD、TOC、UV254去除率隨著增加，但反應(yīng)到一定時(shí)間后，增加趨勢(shì)趨于平緩，去除率不再增加，可視為氧化反應(yīng)已達(dá)到終點(diǎn)；染料廢水臭氧氧化過(guò)程符合擬二級(jí)動(dòng)力

3、學(xué)方程。
　　 采用動(dòng)態(tài)顯微高速攝影儀對(duì)氣體沈瓶和砂芯鼓泡柱內(nèi)的臭氧氣泡進(jìn)行了表征。與氣體洗瓶相比，鼓泡柱內(nèi)的砂芯對(duì)臭氧氣泡分散效果較好，氣泡粒徑小，尺度亞微米級(jí)，數(shù)量多，空間上和時(shí)間上都分布均勻。氣體洗瓶?jī)?nèi)氣泡少，尺度在毫米級(jí)。鼓泡柱內(nèi)染料廢水的脫色速率和礦化速率明顯大于氣體洗瓶，二者達(dá)到90％脫色效率所需要的時(shí)間分別為3 min和17 min。UV254去除率達(dá)到64%鼓泡柱體系需要3 min，而氣體洗瓶需反應(yīng)30 min。

4、通臭氧30 min，氣體洗瓶?jī)?nèi)水樣的CODcr、TOC去除率分別為27.51%、6.49%，而鼓泡柱內(nèi)的分別為42.35%和23.61%。這表明鼓泡柱內(nèi)氣液接觸效果好，不僅提高了臭氧的傳質(zhì)速率，還強(qiáng)化了臭氧的氧化能力。調(diào)節(jié)廢水的初始pH=9.15，臭氧投加量為5.66 mg/min，以1.5 L/min的通臭氧7 min后色度去除率達(dá)到99.37%。通臭氧反應(yīng)10 min后，UV254去除率為69.87%，體系pH變?yōu)?.20。通臭氧4

5、5 min后，COD去除率為41.00%，TOC去除率為30.41%。
　　 均相催化臭氧氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，投加量要在一定范圍，Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+對(duì)分散染料廢水的臭氧氧化反應(yīng)均有催化作用；在弱堿性條件下，Co2+、Fe2+的催化氧化作用更強(qiáng)，其催化氧化機(jī)理符合羥基自由基假說(shuō)；在O3/Mn2+體系中，羥基自由基機(jī)理和生成高價(jià)金屬鹽氧化機(jī)理協(xié)同作用，Mn2+與臭氧反應(yīng)生成水合二氧化錳和高價(jià)態(tài)的錳離子Mn7+和Mn