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关闭窗口 | 摘 要:运用Fenton
试剂对含活性染料废水进行混凝前的预处理。通过预处理前后废水吸光度曲线的变化,探讨其作用机理。试验表明,直接混凝法处理含活性染料废水时,脱色率仅为10
%～30 % ,吸光度曲线几乎不变。当Fenton 试剂对其预处理后,吸光度曲线中的吸收峰消失,继续混凝处理,脱色率可达96. 77
%。 关键词: Fenton 试剂;活性染料;吸光度;混凝;废水 印染行业是工业废水排放大户,所排放废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性及水质变化大的特点,是近年来国内外废水处理专家研究的重点。印染废水常用的处理方法有: 化学混凝法、吸附法、电化学法、生物法、臭氧氧化法及膜技术等[1 ] 。考虑到运行成本和设备因素,在工业上应用较多的还是化学混凝法。对于含不溶性染料的废水,直接混凝技术可有效处理该类废水,但对于可溶性染料(如活性染料) ,直接混凝后的废水色度去除率很低,原因是染料分子以真溶液形式存在水体中[2 ] 。Fenton 试剂在酸性环境中产生具有强氧化性的羟基自由基(HO·) ,能有效破坏溶解态的染料分子结构,成为不可溶的胶体溶液,继而进行混凝处理。 1 实验部分 1. 1 仪器及试剂 722 分光光度计,上海棱光技术有限公司; pH - 29A 酸度计,上海分析仪器制造厂; DBJ - 623 电子变速搅拌机,中国人民解放军第四三三二工厂制造; X - 3B 模拟染料废水, 自配(可溶性活性染料) ; H2O2 ,浙江省临安兰岭化工有限公司; FeSO4 ,上海试剂厂; 混凝剂(聚铝、聚铁、硫酸铝) ,门捷公司。 1. 2 染料废水处理 取1 000 mLX - 3B 模拟染料废水(60 mg/ L)于烧杯中,加入Fenton 试剂,六连搅拌机以50 r/min 搅拌5 min ,再加入1. 0g 混凝剂,以200 r/ min快搅1 min ,再以50 r/ min 慢搅5 min ,最后静置沉降30 min ,用移液管吸取液面下3 cm 处清液测其340 nm 至600 nm 的吸光度。 1. 3 分析测试方法 脱色率= ( ∑A 0 —∑A i) / ∑A 03 100 % ∑A 0 , ∑A i 分别为染料处理前后在410 ,420 ,……,580 ,590 nm 共19 个点上的吸光度之和。 CODcr 的测定[3 ] ,CODcr 去除率= (CODcr原水- CODcr出水) / CODcr原水 2 结果与讨论 2. 1 直接混凝处理X23B 模拟染料废水 分别采用混凝剂聚和氯化铝( PAC) 、聚和硫酸铁(PFS) 、硫酸铝(AS) ,直接混凝处理X \ | 3B 模拟染料废水,没有絮体形成,染料废水颜色基本不变,吸光度曲线如图1 所示。 由图1 可知,X23B 模拟染料废水混凝前的最大吸收波长为540 nm ,吸光度为1. 15 。混凝后的废水最大吸收波长为510 nm ,吸光度为0. 75～1. 15 ,说明染料结构并未发生根本性地变化,染料分子仍然是以真溶液形式存在于水体中,混凝无法形成絮体。  试验结论表明,直接混凝法对可溶性活性染料废水是不可行的,必须寻找其它方法破坏其结构,由真溶液的溶解态变为胶体态或者悬浮态,再进行混凝处理。 2. 2 Fenton 试剂氧化机理 Fenton 试剂在环境pH 为3～4 时,产生氧化性极强的羟基自由基(HO·) ,可彻底破坏活性染料分子结构。机理[4 ]如下: Fe2 + + H2O2 →Fe3 + + HO·+ HO - (1) Fe3 + + H2O2 →Fe2 + + HO·+ H+ (2) Fe2 + + HO2·→Fe2 + + H+ + O2 (3) HO·+ H2O2 →H2O + HO2· (4) Fe2 + + HO2·→HO -2 + Fe3 + (5) Fenton 试剂是由H2O2 和Fe2 + 组成的溶液,在pH 为2. 5～3. 5 之间, Fenton 试剂的氧化性能较强,FeSO4 的浓度通常为200 mg/ L[5 ] ,H2O2 的用量要视氧化对象而定。本试验确定H2O2 最佳用量,吸光度曲线如图2 所示。  由图2 可知,H2O2 的用量为0. 1 mL 时,氧化效果比0. 3 mL ,0. 5 mL 差,可能是用量不足;而0. 3mL ,0. 5 mL 用量的氧化效果都差不多,故试验选择最佳用量为0. 3 mL 。此时整个溶液浑浊,但COD2cr 去除率只有20 %。 试验结论表明,Fenton 试剂能有效破坏染料分子结构,但无法有效去除CODcr 。 2. 3 Fenton 氧化2混凝处理X23B 模拟染料废水 以H2O20. 3 mL , FeSO4200 mg 组成的Fenton试剂对1 L 染料废水进行氧化,然后进行混凝,溶液形成大量的絮体,静置30 min 后整个水体清晰、透明。吸光度曲线如图3 所示。 从图3 可以看出,吸光度曲线中没有任何吸收峰,脱色率和CODcr 去除率都达到89 %以上。由于溶液中含有少量混凝剂中的无机离子,所以吸光度曲线有些拖尾。 试验结论表明,对于含活性染料的废水治理,应首先采用强氧化剂(例如Fenton 试剂) 破坏其分子结构,然后进行混凝,方能有较好的效果。 4 结论 (1) 对于含可溶性染料(如活性染料) 废水,直接混凝法不能有效地对其处理。 (2) 在环境pH 值在3～4 时,Fenton 试剂产生氧化性极强的羟基自由基(HO·) ,可彻底破坏活性染料分子结构,但不能有效去除CODcr 。 (3) 采用Fenton 试剂进行预氧化处理,可以大大提高后续混凝处理的处理效果。该两段工艺对含活性染料废水具有很好的脱色和COD 去除效果。 总之,采用混凝法处理含可溶性染料废水,首先必须将真溶液溶解态存在的染料分子降解为以悬浮态存在的小分子,其吸光度曲线表现为吸收峰的衰落,然后混凝剂才能有效地发挥其作用。 【 返回首页 】 |
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