高压放电等离子体对水中偶氮染料活性红195的去除研究

论文摘要

我国面临着水资源短缺和水污染严重双重水环境问题,这将制约我国经济的快速发展。我国是染料生产和消耗大国,尤其是偶氮染料,它广泛的运用于印染、造纸、皮革、塑料生产行业。大多数的偶氮染料都是具有高度结构的聚合物且很难生物降解,这将会导致严重的水污染问题。偶氮染料不但会造成水体色度问题,很多偶氮染料还具有毒性和致突变性。染料废水变成了工业废水处理的重点和难点。高压放电等离子体是一种处理有机废水的新兴氧化技术。高压放电等离子体集物理、化学、光化学、超声波、电解于一体,同时它能产生氢自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基、臭氧、过氧化氢等,其中羟基自由基能氧化很多有机化合物,具有很高的氧化性且无选择性。本文采用高压放电等离子体和针-板反应器,以偶氮染料活性红195作为主要模拟废水,进行降解实验研究。考察了初始pH、初始浓度、输出功率、电极间距、空气流速、初始电导率、添加物对水中活性红195降解的影响。随着初始pH、初始浓度、电极间距、初始电导率的减少,输出功率、空气流速的增加,活性红195的去除率增加。添加Fe2+和H2O2会使活性红195的去除率提高,如果添加的Fe2+过量,活性红195的去除率降低。添加Cu2+活性红195的去除率先下降后上升。在降解过程中,活性红195溶液的pH逐渐降低而电导率却在上升。经过21分钟的放电,溶液TOC的去除率达到52.51%。在放电过程中可以检测到H2O2、O3的生成,同时还会生成Cl-、SO42-、NO3-。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 概述
• 1.1 染料的概述
• 1.1.1 染料的发展
• 1.1.2 染料的分类
• 1.1.3 染料分子与颜色的关系
• 1.2 印染废水特点
• 1.3 染料废水处理研究现状
• 1.3.1 生物法
• 1.3.2 物理化学法
• 1.3.3 高级氧化技术
• 1.4 高压放电等离子体技术
• 1.4.1 低温等离子体概述
• 1.4.2 低温等离子体产生方式
• 1.4.3 等离子体处理污染物的原理
• 1.4.4 放电反应器
• 1.4.5 高压放电等离子体处理染料现状
• 1.5 研究目的与内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 参考文献
• 第二章 实验装置与分析方法
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验装置和实验方法
• 2.2.1 实验装置
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 染料浓度的测定
• 2.3.2 双氧水的测定
• 2.3.3 液相臭氧的测定
• 2.3.4 TOC测定
• 2.3.5 离子的测定
• 2.3.6 电导率及pH值的测定
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 实验结果和讨论
• 3.1 引言
• 3.2 反应器工艺参数对活性红195去除的影响
• 3.2.1 输出功率对活性红195去除的影响
• 3.2.2 空气流速对对活性红195去除的影响
• 3.2.3 电极间距对活性红195去除的影响
• 3.3 废水初始参数对活性红195去除的影响
• 3.3.1 溶液的初始浓度对活性红195去除的影响
• 3.3.2 溶液初始pH对活性红195去除的影响
• 3.3.3 溶液初始电导率对活性红195去除的影响
• 3.4 添加物对活性红195去除的影响
• 2O₂对活性红195去除的影响'>3.4.1 添加H₂O₂对活性红195去除的影响
• 2+对活性红195去除的影响'>3.4.2 添加Fe²⁺对活性红195去除的影响
• 2+对活性红195去除的影响'>3.4.3 添加Cu²⁺对活性红195去除的影响
• 3.5 测定时间对活性红195去除率的影响
• 3.6 本章小结
• 参考文献
• 第四章 活性红195降解机理的初步探讨
• 4.1 活性红195降解过程的UV-Vis光谱图
• 4.2 活性红195降解过程中TOC的变化
• 4.3 活性红195降解过程中pH和电导率的变化
• 4.4 中间产物
• 4.5 降解机理探讨
• 4.5.1 羟基自由基的作用
• 4.5.2 过氧化氢的作用
• 4.5.3 臭氧的作用
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 问题和展望
• 附录:攻读硕士学位期间取得的成果
• 致谢