Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽降解染料廢水研究.pdf

1、過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)是一項(xiàng)最具有應(yīng)用前景的廢水處理技術(shù)之一，尤其對(duì)難降解有機(jī)廢水的處理更具優(yōu)勢。但該技術(shù)的有效應(yīng)用受眾多因素影響，主要包括過硫酸鹽活化條件、初始pH值、反應(yīng)溫度、Fe2+投加量、S2O82-投加量等因素，因此，研究過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)處理廢水的氧化降解特性、降解機(jī)制及其優(yōu)化反應(yīng)條件，對(duì)于促進(jìn)該廢水處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有積極深遠(yuǎn)的意義。
　　 本論文以多環(huán)芳烴類染料廢水為處理目標(biāo)，活性艷橙KGN染料為

2、研究對(duì)象，采用Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解廢水處理工藝，對(duì)活性艷橙KGN染料廢水進(jìn)行試驗(yàn)研究，探索性開展了以下三方面的工作：(1)通過Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽處理活性艷橙KGN染料廢水單因素實(shí)驗(yàn)，開展染料氧化降解與過硫酸鹽殘余率等特性的研究；(2)基于染料降解率、硫酸鹽出水濃度、處理成本等三個(gè)響應(yīng)指標(biāo)，應(yīng)用響應(yīng)曲面法實(shí)施對(duì)Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解活性艷橙KGN染料廢水的工藝優(yōu)化研究；(3)開展了Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽處理活性艷橙K

3、GN染料廢水動(dòng)力學(xué)行為研究。
　　 通過上述實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，獲得主要研究成果如下：
　　 ①Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽能有效氧化降解活性艷橙KGN染料廢水。相對(duì)堿性與中性環(huán)境，酸性環(huán)境更利于有機(jī)物降解；溫度的升高能促進(jìn)Fe(Ⅱ)對(duì)過硫酸鹽的活化：Fe(Ⅱ)和過硫酸鹽投加量分別是影響SO4-·產(chǎn)生速率和成生量的關(guān)鍵因素，但過量投加Fe(Ⅱ)或過硫酸鹽投加量過低均會(huì)影響反應(yīng)體系中過硫酸鹽和SO4-·有效利用率。
　　

4、 ②相對(duì)Fe(Ⅱ)一次投加，序批式等時(shí)等量投加Fe(Ⅱ)可提高反應(yīng)體系氧化降解能力5.6％，按50％：30％：20％的比例分三次等時(shí)不等量投加Fe(Ⅱ)時(shí)，反應(yīng)體系氧化降解能力提升最明顯，可提高染料降解率12.1％。
　　 ③Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解染料廢水反應(yīng)體系中，各因素對(duì)降解率影響程度的順序?yàn)椋篠2O82+濃度>Fe2+濃度>反應(yīng)溫度>初始pH。四因素中，F(xiàn)e2+與pH、Fe2+與溫度、pH值與溫度交互作用影響極為顯

5、著。采用響應(yīng)曲面法對(duì)活性艷橙染料廢水降解條件進(jìn)行了優(yōu)化，針對(duì)100mg/L染料廢水得到最優(yōu)降解條件：pH值為3.2323，F(xiàn)e2+濃度為0.2322mmol/L，過硫酸鹽濃度為0.4667mmol/L，溫度為40℃，在最優(yōu)化反應(yīng)條件下染料降解率、處理成本、出水硫酸鹽濃度分別為97.9768％，1.4905元/噸和84.9301mg/L，符合合意性達(dá)99.903％。
　　 ④在pH=3.0，溫度(T)=30℃條件下，F(xiàn)e(Ⅱ)活化

6、過硫酸鹽降解活性艷橙KGN染料的反應(yīng)總級(jí)數(shù)為1.0469，其反應(yīng)的表觀動(dòng)力學(xué)方程為V=100.181×P0.3869×A0.1672×B0.4928。論文的創(chuàng)新與學(xué)術(shù)價(jià)值在于：
　　 ①創(chuàng)新性采用了等時(shí)不等量的序批式投加Fe(Ⅱ)的方式，取得良好的優(yōu)化投加效果，并確定了Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解活性艷橙KGN染料廢水優(yōu)化投加比例。為過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)提高過硫酸鹽和SO4-·利用率提供新的研究思路和技術(shù)路線。
　　

7、②突破傳統(tǒng)以污染物氧化降解去除率單一指標(biāo)的考察方式，以染料降解率、硫酸鹽出水濃度、處理成本等多個(gè)考核目標(biāo)，實(shí)施對(duì)Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽處理活性艷橙KGN染料廢水優(yōu)化條件的研究，為進(jìn)一步提高過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)處理廢水的綜合環(huán)境效益奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)，并提供理論指導(dǎo)。
　　 ③避開過硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)降解活性艷橙KGN染料廢水復(fù)雜的基元反應(yīng)研究，開展了反應(yīng)表觀動(dòng)力學(xué)行為研究，確立了反應(yīng)表觀動(dòng)力學(xué)方程。從反應(yīng)宏觀的角度有效地掌握了該類染