超声波协同Fenton法处理染料废水的试验研究

论文摘要

我国是纺织印染的第一大国,而纺织印染行业又是工业废水排放的大户,约占整个工业废水排放量的35%。据资料显示,我国印染废水的排放量大约为每天400万m3。印染废水具有废水量大,色度高,成分复杂,水质变化和生物毒性大,难生物降解,且染料抗光解、抗氧化性强等特点,是较难处理的工业废水之一。高级氧化技术是近年来应用到废水处理领域的新技术之一,正成为研究的热点。其中Fenton试剂氧化处理染料废水取得了一定的效果,但单独的Fenton试剂氧化存在一定的缺点,如H2O2的利用率不高;投加的亚铁盐较多,易被氧化形成沉淀造成二次污染等。超声波水处理技术是最近几年发展起来的新兴技术,具有降解条件温和、反应速度快和适用范围广等优点,但作为一种新兴技术和边缘学科,目前仍处在基础研究阶段。最近几年国内外部分学者开始研究超声波和其它方法的协同作用,但此类研究仍处在起步阶段。将超声波与传统的水处理技术相结合,很有可能为废水处理技术带来新的活力。论文将超声波与Fenton试剂氧化法结合起来,处理模拟染料废水-甲基橙溶液,研究该组合工艺对甲基橙的降解规律。通过试验研究发现:对于色度的去除Fenton反应40分钟后去除率达到90%以上,而超声和Fenton组合反应10分钟左右色度的去除率就达到了90%,去除率大幅提高。在COD去除方面,单独超声的去除率为9%,单独Fenton去除率为69%,两者组合去除率为83%。叠加效果比单独的超声和单独Fenton的算术之和提高了5%,由此可以看出超声和Fenton有一定的协同作用。协同作用的最佳反应条件:pH为4、原水浓度为100mg/L、Fe2+浓度为8mg/L、H2O2浓度为400mg/L。磷酸根离子、氯离子对协同反应有抑制作用,而紫外光照条件下对协同反应有很好的促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 染料废水简介
• 1.1.1 纺织印染行业基本情况
• 1.1.2 染料的分类和性质
• 1.1.3 染料废水的现状及特点
• 1.1.4 印染废水常用的处理方法
• 1.2 超声波和Fenton氧化技术
• 1.2.1 高级氧化技术简介
• 1.2.2 超声波技术
• 1.2.3 超声法处理水中难降解有机污染物的研究进展
• 1.2.4 Fenton氧化技术
• 1.3 本课题研究的意义及内容
• 1.3.1 本课题的研究意义
• 1.3.2 本课题的研究内容
• 2 试验仪器及分析方法
• 2.1 试验试剂及仪器
• 2.2 试验装置
• 2.3 试验方法与步骤
• 2.4 分析测定方法
• 3 超声—Fenton对甲基橙模拟染料废水的处理
• 3.1 超声波、Fenton以及两者协同处理效果的比较
• 3.2 各因素对超声-Fenton体系的影响
• 3.2.1 pH值的影响
• 2O₂投加量的影响'>3.2.2 H₂O₂投加量的影响
• 2O₂/Fe²⁺构成的影响'>3.2.3 H₂O₂/Fe²⁺构成的影响
• 3.2.4 原水浓度的影响
• 3.2.5 温度的影响
• 3.2.6 超声波功率的影响
• 3.3 废水可生化性研究
• 3.4 甲基橙溶液紫外光谱分析
• 3.5 各种无机离子对超声-Fenton体系的影响
• 3.5.1 磷酸根的影响
• 3.5.2 氯离子的影响
• 3.5.3 硫酸根、硝酸根的影响
• 3.6 超声波和Fenton氧化作用机理
• 3.7 超声波+Fenton+UV体系
• 3.7.1 UV+Fenton体系
• 3.7.2 试验结果分析
• 3.8 本章小结
• 4 超声-Fenton体系降解甲基橙的反应动力学
• 4.1 动力学模型的建立
• 4.2 动力学研究
• 4.2.1 不同pH值条件下甲基橙的降解动力学
• 2O₂投加量下甲基橙的降解动力学'>4.2.2 不同H₂O₂投加量下甲基橙的降解动力学
• 2+投加量下甲基橙的降解动力学'>4.2.3 不同Fe²⁺投加量下甲基橙的降解动力学
• 4.3 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献