US-UV-Fenton體系處理印染廢水試驗(yàn)研究.pdf

1、印染廢水具有水質(zhì)水量變化大、色度高、有機(jī)物含量高且成分復(fù)雜以及難生物降解等特點(diǎn)，傳統(tǒng)生化處理較難徹底降解印染廢水中的有機(jī)污染物。在水環(huán)境日益嚴(yán)峻的形勢(shì)下，改進(jìn)印染廢水處理工藝，減輕對(duì)水環(huán)境的壓力，其需求迫切。近年來(lái)高級(jí)氧化水處理技術(shù)發(fā)展迅速，適于處理印染廢水等難生物降解有機(jī)廢水。其中，F(xiàn)enton試劑法相對(duì)成熟且操作方便，在工業(yè)廢水處理中得到較為廣泛的應(yīng)用，效果較好，但Fenton反應(yīng)尚存在一些問(wèn)題，如pH適用范圍較苛刻、過(guò)氧化氫利用率

2、低、容易形成沉淀等。超聲與紫外光技術(shù)作為綠色新型技術(shù)逐漸被應(yīng)用于廢水處理中，但也存在運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者將超聲、紫外光與Fenton聯(lián)合處理廢水，并取得了一些進(jìn)展，但在反應(yīng)規(guī)律、工藝條件等方面還有待進(jìn)一步研究和完善。
　　本文借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，對(duì)Fenton、US-Fenton、UV-Fenton及US/UV-Fenton等體系處理印染廢水進(jìn)行研究，包括工藝組合優(yōu)化、動(dòng)力學(xué)分析、反應(yīng)機(jī)制探索、降解廢水試驗(yàn)等。

3、通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了US/UV-Fenton體系處理兩種模擬廢水的反應(yīng)規(guī)律及各因素對(duì)降解效果的影響；采用正交試驗(yàn)探究了US/UV-Fenton體系處理不同工段的印染廢水，并分析了各因素的顯著性。主要研究結(jié)果顯示：
　?。?）以羅丹明B為目標(biāo)污染物，分別研究了超聲(US)、紫外光(UV)、Fenton、US-Fenton、UV-Fenton及US/UV-Fenton等體系對(duì)廢水色度和CODCr的去除效果，其中US/UV-Fent

4、on體系處理效果最佳；通過(guò)建立Fenton、US-Fenton、UV-Fenton及US/UV-Fenton等體系的反應(yīng)動(dòng)力方程，發(fā)現(xiàn)均符合偽一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，其中US/UV-Fenton體系反應(yīng)速率常數(shù)最大，為0.0461L·mg-1·min-1，該體系反應(yīng)過(guò)程存在較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，協(xié)同增強(qiáng)因子為2.744。US/UV-Fenton體系反應(yīng)過(guò)程中，超聲與紫外光不僅可以共同促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，且使得反應(yīng)體系內(nèi)存在有利條件，即Fe2+能維持較高濃度

5、，使超聲強(qiáng)化Fenton反應(yīng)能力更強(qiáng)，形成了非常好的良性循環(huán)。
　?。?）以羅丹明B、亞甲基藍(lán)為目標(biāo)污染物，考察了廢水初始pH值、H2O2投加量、H2O2與Fe2+摩爾比、反應(yīng)時(shí)間、超聲功率等因素對(duì)US/UV-Fenton體系處理效果的影響，結(jié)果表明：US/UV-Fenton體系反應(yīng)pH范圍得到顯著拓寬，pH值在1~12范圍內(nèi)均可達(dá)到良好的處理效果，即廢水脫色率均在72％以上，CODCr去除率均在40%以上；在模擬廢水原始pH值條

6、件下、反應(yīng)時(shí)間為60min、超聲功率為140W、H2O2和Fe2+投加量分別為100mmol/L和6.7mmol/L時(shí)，US/UV-Fenton體系對(duì)羅丹明B廢水的脫色率、CODCr和TOC去除率分別為99.90%、92.10%和61.85%，BOD5/COD值由0.277提高至0.503；在亞甲基藍(lán)廢水pH值為4、反應(yīng)時(shí)間60min、超聲功率160W、H2O2和Fe2+投加量分別為55mmol/L和4.23mmol/L，US/UV-F

7、enton體系對(duì)亞甲基藍(lán)廢水的脫色率、CODCr和TOC去除率分別為99.36%、90.45%和63.88%，BOD5/COD值由0.145提高至0.481。
　?。?）以某印染企業(yè)廢水及其生化處理后出水為研究對(duì)象，對(duì)廢水初始pH值、H2O2和Fe2+的投加量、超聲功率、反應(yīng)時(shí)間等因素進(jìn)行考察，設(shè)計(jì)5因素5水平的正交試驗(yàn)，分別探索US/UV-Fenton體系處理印染廢水及生化后出水的工藝參數(shù)，并通過(guò)SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行極差、

8、方差分析，研究了各因素的顯著性。結(jié)果表明：US/UV-Fenton體系處理印染廢水時(shí)，廢水初始pH值、超聲功率、H2O2濃度和反應(yīng)時(shí)間均為CODCr去除效果的顯著影響因素，顯著性順序?yàn)椋簆H值>超聲功率>H2O2濃度>反應(yīng)時(shí)間，F(xiàn)e2+的濃度對(duì)廢水CODCr去除無(wú)顯著影響，最佳條件下（廢水初始pH值為5、H2O2和Fe2+投加量分別為100mmol/L、10mmol/L，超聲功率140W、反應(yīng)時(shí)間20min），廢水CODCr和TOC去除