臭氧氧化降解印染废水的机制及其应用研究

论文摘要

印染废水是一类重要的污染源，由于其成分复杂、CODCr含量高、难降解等特点，传统的处理工艺很难凑效，探索和寻求新的印染废水的高效处理方法具有现实意义。臭氧氧化作为一种高级氧化技术，近几年被用来去除印染废水的色度和难降解有机物。其反应机理是：羟基自由基“·OH”与有机物反应，使染料发色基团中的不饱和键断裂，从而达到脱色和降解的目的。本文针对印染废水的特性，系统地研究了臭氧氧化常见的染料过程中溶液的动力学特征以及pH值对脱色率的影响，并测定了氧化的不同阶段溶液对发光菌的急性毒性数值，探讨了染料溶液的急性毒性变化规律。同时，研究了混凝/臭氧氧化法处理印染废水的效果。本文研究的主要内容如下：以20种常见的偶氮类、蒽醌类等染料为研究对象，考察了臭氧氧化这些染料溶液的脱色动力学反应，并探讨了pH对臭氧氧化染料溶液脱色效率的影响，测定了20种染料的表观反应速率常数（k），并求出了染料脱色的半衰期(t1/2)。结果表明：臭氧氧化这些染料的脱色效果较好，t1/2在15.2676s-72.9629s范围内，大部分染料在3min左右的脱色率可以达到90%以上；氧化脱色过程中的ln（Ct/C0）与反应时间t之间具有良好的相关性，其相关系数R2均大于0.9500，说明臭氧氧化染料的脱色过程都符合一级反应动力学特征；酸度对臭氧降解染料有一定的影响，在pH为2.0的酸性条件下，染料脱色效果最好。通过对20种不同的染料在臭氧氧化脱色不同阶段的毒性、pH、脱色率和电导率的研究。结果表明：臭氧氧化染料后，脱色率高，染料溶液的电导率随时间的延长逐渐增大；染料溶液的pH随时间的延长逐渐减小；染料溶液经过臭氧降解后，中间产物毒性较大，其中：酸性染料的毒性最大，直接染料次之，活性染料最小。研究了单一混凝法和单一臭氧氧化法处理印染废水的效果和影响因素，并考察了混凝/臭氧氧化法联合处理印染废水的效果。结果表明：废水pH为7.0，聚合氯化铝投加量为100mg/L，搅拌速率为120r/min时，废水的色度和CODCr去除率分别达到60.48%和46.36%；当臭氧浓度恒定，pH为5.0，臭氧氧化时间为8min，温度为30℃时，废水的色度和CODCr去除率分别为65.28%和36.18%；混凝/臭氧氧化法处理印染废水，处理效果较好，废水的色度和CODCr去除率分别达到了90.57%和78.03%，废水中的污染物指标大大的降低，达到了印染废水三级排放标准。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 印染废水的来源、特点及危害
• 1.2.1 印染废水的来源
• 1.2.2 印染废水的特点
• 1.2.3 印染废水的危害
• 1.3 印染废水处理技术及研究现状
• 1.3.1 吸附法
• 1.3.2 膜技术
• 1.3.3 混凝法
• 1.3.4 生物法
• 1.3.5 化学氧化法
• 1.4 臭氧在水处理中的应用
• 1.5 本论文的研究内容和目的
• 1.5.1 本论文的研究内容
• 1.5.2 本论文的研究目的
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验所用染料
• 2.1.3 菌种
• 2.1.4 废水来源及水质
• 2.1.5 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 臭氧氧化常见染料溶液的脱色性能研究
• 2.2.2 臭氧氧化染料溶液及其中间产物毒性研究
• 2.2.3 混凝/臭氧氧化法处理印染废水的研究
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 染料吸光度的测定
• 2.3.2 染料溶液毒性测定
• 2.3.3 臭氧浓度测定方法
• Cr的测定'>2.3.4 水样 COD_Cr的测定
• 2.3.5 水样色度的测定
• 3 臭氧氧化常见染料溶液的脱色性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 臭氧氧化常见染料溶液的脱色性能研究
• 3.2.1 染料溶液标准曲线的绘制
• 3.2.2 染料溶液吸光度变化
• 3.2.3 臭氧氧化降解染料溶液的动力学研究
• 3.2.4 pH 值对染料溶液脱色率的影响
• 3.3 本章小结
• 4 臭氧氧化染料溶液及其中间产物毒性研究
• 4.1 引言
• 4.2 臭氧氧化染料溶液及其中间产物毒性研究
• 4.2.1 发光菌的培养
• 4.2.2 臭氧氧化染料溶液过程中的脱色率变化
• 4.2.3 臭氧氧化染料溶液过程中的电导率和 pH 变化
• 4.2.4 臭氧氧化染料溶液过程中的毒性变化
• 4.3 本章小结
• 5 混凝/臭氧氧化法处理印染废水的研究
• 5.1 引言
• 5.2 混凝/臭氧氧化法处理印染废水的研究
• 5.2.1 混凝剂的筛选
• 5.2.2 臭氧氧化法处理印染废水
• 5.2.3 混凝/臭氧氧化法处理印染废水
• 5.3 经济分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 攻读学位期间研究成果
• 致谢