三种芬顿体系降解藏红T染料废水的研究

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染料废水是一类常见的工业废水。我国作为一个印染大国,每年需要处理大量的染料废水。由于其成分的复杂性,使用常规的水处理方法很难将其完全处理。目前,各种物理法、化学法和生物法均被用于这类废水的处理。芬顿法因具有许多独特的优点而在众多污水处理技术中得到了广泛的应用,比如操作简单、只需投加药剂H2O2和FeS04、反应迅速、降解效率高和可处理大部分难降解污染物等。除此之外,在传统芬顿法基础上衍生出的光助芬顿法和电芬顿法也得到了越来越多的关注。藏红T是一类在各领域中被广泛使用的生物染色剂、酸碱指示剂和氧化还原指示剂。由于其使用量越来越多,如果不经过任何处理而排放到自然环境中,会对水体景观和理化性质产生巨大影响。因此,运用芬顿体系降解藏红T染料废水,研究降解过程中的反应动力学,探索反应条件变化对反应过程的影响规律,可为其工程应用提供一定的理论指导。本论文选用藏红T为处理对象,分别探讨其在传统芬顿法、电芬顿法以及光助芬顿法降解过程中的反应动力学和各种影响因素,并确定其在每种芬顿体系中的最佳反应条件。本论文的主要研究内容和结果具体如下:(1)采用传统芬顿法降解藏红T,主要考察了 pH、H2O2用量、FeSO4用量、底物浓度等对藏红T去除率的影响。研究结果表明:在100 mL藏红T溶液(100 mg/L)中,当 pH=3,H2O2(0.1 mol/L)投加量为 0.9 mL,FeSO4(0.01 mol/L)投加量为 2 mL,反应30 min时,藏红T的去除率可达98%。反应动力学研究表明,传统芬顿法降解藏红T的反应符合二级动力学方程。(2)采用电芬顿法降解藏红T,主要考察了 pH、FeSO4用量、电流密度、底物浓度等对藏红T去除率的影响。研究结果表明:在100 mL藏红T溶液(100 mg/L)中,当pH=3,FeSO4(0.1 mol/L)投加量为3 mL,电流密度为20 mA/cm2,反应120 min时,藏红T的去除率可达83%。反应动力学研究表明,电芬顿法降解藏红T的反应符合二级动力学方程。(3)采用光助芬顿法降解藏红T,主要考察了 pH、H2O2用量、FeSO4用量、光照强度、底物浓度等对藏红T去除率的影响。研究结果表明:在100 mL藏红T溶液(100mg/L)中,当 pH=3,H2O2(0.1 mol/L)投加量为 0.9 mL,FeSO4(0.01 mol/L)投加量为1.2 mL,反应20 min时,藏红T的去除率可达100%。反应动力学研究表明,光助芬顿法降解藏红T的反应符合二级动力学方程。(4)通过对三种芬顿体系降解藏红T染料废水的对比研究发现:藏红T的降解速率和去除率规律一致,顺序依次为光助芬顿体系>传统芬顿体系>电芬顿体系。
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