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文檔簡介
1、活性艷藍X-BR色澤鮮艷、染色牢度高、水溶性好、價格適中,是一種廣泛使用的商品化活性染料。其生產(chǎn)廢水通常具有較高的CODCr值和色度,由于該染料溶解性大,分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,且含有芳香環(huán)等不易被微生物利用的基團,故用傳統(tǒng)的混凝沉淀或生化法等水處理手段難以達到理想的處理效果。本文提出了以臭氧和催化臭氧氧化的方法處理活性艷藍X-BR廢水,以實驗室自行配制的廢水為研究對象,考察了單獨臭氧氧化、過渡金屬離子均相催化臭氧氧化和負載型固體催化劑多相催化氧
2、化對于該模擬廢水的處理效果。實驗同時還探討了臭氧氧化和催化臭氧氧化對于提高活性艷藍X-BR廢水可生化性的作用,揭示了將臭氧氧化與其他低成本水處理工藝聯(lián)合使用的可能性。 在單獨臭氧氧化活性艷藍X-BR實驗中,臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度為13.1g/L,反應器進氣流量為6.5L/min,氧化反應時間為30min。通過測定出水的紫外可見光譜、CODCr和Ph的變化情況可知,反應結(jié)束時原染料分子中的共軛結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)基本被破壞,廢水脫色率
3、達到95%以上,CODCr去除率約為35%。由于原染料分子的氧化產(chǎn)物多為小分子有機酸,溶液酸化現(xiàn)象很明顯,Ph由初始的7.8降至3.4。同時,實驗還考察了臭氧在不同的初始Ph條件下對活性艷藍X-BR的氧化效果。結(jié)果表明,初始Ph=12時的氧化效果最好,Ph=7.8時次之,Ph=3.5時較差,但總體上來看酸性和中性條件下CODCr去除率的差異并不大。造成氧化效果差異的原因與臭氧分子在不同Ph條件下分解為·OH的難易程度有關(guān)。此外,為了闡述
4、臭氧氧化的反應歷程,實驗還測定了氧化過程中液相臭氧濃度的變化。 均相催化臭氧氧化實驗中,研究了在濃度均為0.001mol/L時,F(xiàn)e2+、Fe3+、Cu2+、Ni2+、Mn2+和Ag+的催化效果。實驗證明這幾種離子都具有催化臭氧氧化反應的能力,其中以Ag+和Fe2+的催化效果最佳,相同的反應條件下與單獨臭氧氧化相比,CODCr去除率提高了30%。為了進一步闡述均相催化的反應機理,實驗選取催化性能較好的Fe2+和Fe3+為研究對
5、象,考察了它們在不同初始Ph條件下的催化行為以及在酸性條件下的催化反應過程中鐵元素在這兩種價態(tài)之間的轉(zhuǎn)化。研究結(jié)果表明,對于Fe2+和Fe3+來說,酸性條件都有利于催化反應的進行,而隨著活性艷藍X-BR的周期性加入,F(xiàn)e2+與總鐵的濃度比值也呈現(xiàn)周期性變化。根據(jù)該實驗現(xiàn)象,本文提出了一種關(guān)于Fe2+和Fe3+均相催化臭氧氧化活性艷藍X-BR的機理假說。 多相催化臭氧氧化實驗中,以γ-Al2O3為載體,采用一次浸漬法分別制備了以
6、Fe、Cu、Ni、Mn為活性組分的固體催化劑Fe-01、Cu-01、Ni-01和Mn-01。實驗結(jié)果證明Fe-01的催化效果最好,同樣反應條件下,反應終了時的CODCr去除率可達76%,Mn-01和Cu-01次之。實驗還證實,在其他條件相同時,小粒徑載體制備的固體催化劑性能要好于大粒徑載體,這可能與有機物在催化劑表面和內(nèi)部的有效擴散路徑有關(guān)。實驗還采用SEM、BET和XRD對這幾種固體催化劑進行了表征。 在可生化性實驗中,分別
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