论文部分内容阅读
本研究课题为中央高校基本科研业务费科研专项自然科学类项目(CDJZR10210005)的部分研究内容,并受重庆大学高层次人才科研启动基金项目(CDJRC10210002)资助。染料废水是当前难降解的有机废水之一。研发一种高效、经济、适用的染料废水处理技术,对于保护水环境、推动我国印染业的发展,具有积极深远的意义。煤渣具有比表面积大和富含活性金属的物理化学特性,将煤渣对染料废水污染物的吸附去除与活化过硫酸盐(SPS)对污染物的氧化降解相结合,探索性研发一种新型染料废水处理技术工艺,为煤渣的综合利用和经济高效处理难降解有机废水开拓一种新的方法与途径。本课题以多环芳烃类染料废水为处理目标,以活性黄K-RN染料为模拟研究对象,采用煤渣吸附与煤渣活化过硫酸钠氧化降解相结合的废水处理工艺,对活性黄K-RN染料模拟废水进行试验研究。探索性的开展了以下三方面的研究工作:⑴以不同浓度的HF、H2SO4实施对煤渣的改性,开展改性煤渣对活性黄K-RN染料废水污染物的吸附去除特性的研究;⑵在染料废水中投加过硫酸钠,开展改性煤渣—SPS吸附降解法处理染料废水的静态特性的研究;⑶在煤渣柱—SPS吸附降解法处理染料废水的动态特性研究的基础上,结合UV-Vis光谱图分析,研究煤渣柱—SPS废水处理工艺的吸附降解机制。通过上述实验研究与理论分析,本文获得以下主要研究成果:①以不同浓度的HF、H2SO4实施对煤渣的改性,研究表明HF改性效果优于H2SO4。经改性后,煤渣对染料的单分子层吸附转变为多分子层吸附,同时吸附容量由0.537mg/g提高到1.081mg/g,吸附能力提高。通过酸改性煤渣的优选实验,确定了煤渣的最佳改性条件为:2.5mol/LHF,改性时间为1d。②改性煤渣对活性黄的吸附效果明显优于改性前煤渣,其最优化条件为:染液初始浓度为500mg/L,溶液初始pH为4.0,反应时间为3h。③煤渣和过硫酸钠联用,吸附降解活性黄染料废水,取得了良好的处理效果,且改性煤渣效果优于未改性煤渣。按影响程度的大小分,影响煤渣活化过硫酸钠降解活性黄染料废水的因素依次为:染料浓度、HRT、染液初始pH值、过硫酸钠的投加量。改性煤渣活化过硫酸钠吸附氧化处理活性黄K-RN染料废水的最优实验条件为:初始pH=4.0、染料初始浓度为500mg/L、过硫酸钠与染料的摩尔比为40:1,吸附氧化反应时间为3h。④煤渣柱—SPS工艺吸附降解理活性黄染料的反应降解机制中,氧化作用的效率受硫酸根自由基SO4-·的产率和利用率的影响;而煤渣比表面积的大小以及表面官能团价键间作用力直接影响煤渣的吸附性能。本研究课题的创新与学术价值在于:①充分利用煤渣比表面积大和富含活性金属的物理化学特性,将煤渣对染料废水污染物的吸附去除与活化过硫酸盐(SPS)对污染物的氧化降解相结合,探索性研发了一种新型染料废水处理工艺,为煤渣的综合利用和经济高效处理难降解有机废水开拓一种新的方法与途径。②在煤渣柱—SPS吸附降解法处理染料废水的动态特性研究的基础上,结合UV-Vis光谱图分析,研究煤渣柱—SPS废水处理工艺的吸附降解机制。从而为提高煤渣—SPS废水处理工艺氧化降解效率,优化反应条件,以及进一步发展该技术奠定了理论基础。