树脂D072负载亚铁离子处理染料废水的研究

论文摘要

非均相Fenton体系改进了传统均相Fenton体系铁离子不易进行回收等的缺点,既实现了废水的矿化处理,又不会造成二次污染,更具有开发优势和广阔的应用前景。本课题使用树脂D072为载体负载亚铁离子制备非均相Fenton催化剂。通过单因素试验确定此种非均相Fenton催化剂处理初始浓度为200mg/L3种酸性染料废水的最佳试验条件为初始pH为3,H2O2投加量为333mg/L,催化剂投加量为10g/L,反应温度为27℃～80℃,此条件下酸性嫩黄G、酸性大红GR、酸性湖蓝A的脱色率均达到90%以上。处理初始浓度为200mg/L碱性染料、阳离子染料、直接染料废水的最佳试验条件为初始pH为3,H2O2投加量为200mg/L,催化剂投加量为10g/L,反应温度为碱性染料60℃～80℃;阳离子染料与直接染料40℃～80℃,此反应条件下这3大类9种染料的脱色率均达到90%以上。在处理染料废水领域,树脂D072负载亚铁离子催化剂对于多数染料均能达到良好的脱色效果,对于今后的实际应用具有一定的研究价值。利用响应面优化数据处理统计软件对染料酸性大红GR降解产生羟基自由基优化实验条件进行分析和预测,得到实验最优值条件为H2O2投加量为1665 mg/L、催化剂投加量为1.25g和废水pH值为4.73时,此时产生的羟基自由基浓度为0.5205 mmol/L。非均相Fenton催化体系降解酸性大红GR染料废水的动力学研究表明:酸性大红GR废水降解的动力学模型符合拟一级反应动力学;在最佳反应条件下,脱色反应速率常数达0.021s-1,确定了酸性大红GR染料废水的拟一级反应动力学常数表达式,为下一步进行连续式反应器的设计和运行奠定了技术基础。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 印染废水的来源及水质特点
• 1.2 印染废水的一般处理方法
• 1.2.1 物理法处理技术
• 1.2.2 生物法处理技术
• 1.2.3 化学法处理技术
• 1.2.4 非均相Fenton 试剂
• 1.3 本文主要研究内容和意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验试剂及仪器
• 2.1.1 实验原料与试剂
• 2.1.2 实验仪器与设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 树脂D072 负载亚铁离子催化剂的制备
• 2.2.2 非均相Fenton 催化剂处理染料废水
• 2.2.3 各种染料的性质及结构
• 2.2.4 酸性大红GR 的浓度-吸光度工作曲线
• 2.2.5 动力学反应速率常数的测定
• 第3章 非均相Fenton 体系处理染料废水的研究
• 3.1 非均相Fenton 体系对3 种酸性染料废水脱色的研究
• 3.1.1 初始pH 对染料脱色率的影响
• 2O₂ 投加量对脱色率的影响'>3.1.2 H₂O₂投加量对脱色率的影响
• 3.1.3 催化剂投加量对脱色率的影响
• 3.1.4 温度对脱色率的影响
• 3.2 非均相Fenton 体系对3 种碱性染料废水脱色的研究
• 3.2.1 初始pH 对染料脱色率的影响
• 2O₂ 投加量对脱色率的影响'>3.2.2 H₂O₂投加量对脱色率的影响
• 3.2.3 催化剂投加量对脱色率的影响
• 3.2.4 温度对脱色率的影响
• 3.3 非均相Fenton 体系对3 种阳离子染料废水脱色的研究
• 3.3.1 初始pH 对染料脱色率的影响
• 2O₂ 投加量对脱色率的影响'>3.3.2 H₂O₂投加量对脱色率的影响
• 3.3.3 催化剂投加量对脱色率的影响
• 3.3.4 温度对脱色率的影响
• 3.4 非均相Fenton 体系对3 种直接染料废水脱色的研究
• 3.4.1 初始pH 对染料脱色率的影响
• 2O₂ 投加量对脱色率的影响'>3.4.2 H₂O₂投加量对脱色率的影响
• 3.4.3 催化剂投加量对脱色率的影响
• 3.4.4 温度对脱色率的影响
• 3.5 非均相Fenton 体系对3 种分散染料废水脱色的研究
• 3.6 本章小结
• 第4章 羟基自由基浓度测定的实验设计
• 4.1 羟基自由基的检测方法
• 4.1.1 电子自旋共振法
• 4.1.2 高效液相色谱法
• 4.1.3 分光光度法
• 4.2 测定羟基自由基浓度的实验设计
• 4.2.1 响应面优化法简介
• 4.2.2 Box-Behnken 实验设计
• 4.2.3 实验结果与分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 非均相催化剂降解染料废水的动力学研究
• 5.1 表观反应动力学的研究方法
• 5.2 初始条件对反应反应速率的影响
• 5.2.1 初始pH 对反应反应速率的影响
• 5.2.2 染料初始浓度对反应速率的影响
• 5.2.3 过氧化氢浓度对反应速率的影响
• 5.2.4 催化剂投加量对反应速率的影响
• 5.2.5 氯离子浓度对反应速率的影响
• 5.2.6 反应温度对反应速率的影响
• 5.3 酸性大红GR 降解的速率方程
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文