三元内电解体系降解活性艳红X-3B的研究

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纺织印染行业是我国工业部门中极为重要的行业之一,整个行业排放的印染废水约占整个工业废水量的十分之一,其特点主要是有机物成分高,废水碱性强,色度深,水质变化大,可生化性比较差,是比较难处理的工业类废水其中之一,在这其中又以偶氮活性染料废水最多。因此找到一种高效率、低能耗和低成本的方法来处理此类印染废水便显得十分必要。内电解法具有高效率、低能耗、低成本的优点,它是基于原电池的化学反应原理,作为一种特殊的不需要外加电源即可在两极形成电位差的方法,是一种极具前景的用来处理偶氮染料废水的方法。本课题选用极具代表性的偶氮类活性染料——活性艳红X-3B作为研究对象。在传统铁炭二元内电解的基础之上,通过加入第三种材料“镍”,构成三元内电解填料,分别详细研究了搅拌三元内电解体系和曝气三元内电解体系两种不同体系对染料废水的降解过程,并对填料的质量比、溶液初始pH值、曝气类型、染料浓度、阴阳离子组成等因素的影响进行了探讨。实验结果表明:(1)对于搅拌三元内电解体系而言,在mFe:mNi:mC=1:1:1,溶液初始浓度50mg/L,初始pH值为4,温度20℃的恒温搅拌条件下,反应120min的染料降解率可以达到97.2%,高于相同条件下仅有零价铁和活性炭组成的二元内点解电解体系达到的91.6%的降解率。(2)对于曝气三元内电解体系而言,染料溶液初始pH值为4,三元投料的质量比为mFe:mNi:mC=3:2:4,反应时间为270min,曝气方式为空气。在该最佳条件下,活性艳红X-3B的去除率可以达到87.2%,TOC去除率为63.5%。(3)从反应的效率来看,两种三元内电解体系均优于各自对应的二元内电解体系,搅拌三元内电解体系较曝气三元内电解体系而言更加有利于活性艳红X-3B的降解。三元内电解降解机理经推测可认为:首先,在反应初期活性艳红X-3B分子发色基团首先被攻击打断,其次,大分子结构断裂生成小分子且无色的降解中间产物,并最终生成了小分子的物质和离子,达到降解的目的。
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