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1、化工環(huán)保·20·ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2004年第24卷臭氧氧化法處理染料廢水研究施銀桃,夏東升,李海燕,曾慶福(武漢科技學院環(huán)境科學研究所,湖北武漢430073)[摘要]采用臭氧氧化法處理活性艷紅K-2BP和分散蘭2BLN染料水溶液,考察了反應時間、溫度、pH等因素對處理效果的影響。結果表明:pH對處理效果影響較大,堿性條件有利于有機物的礦化;活性染料較分散染料容易氧化;脫色率>COD去除率>TOC去除率。[關鍵詞]染料廢水;臭氧;氧化;降解;脫色[中圖分類號]X783[文獻標識碼]A[文章
2、編號]1006-1878(2004)07-0020-03由于染料從化學結構上看絕大多數(shù)屬偶氮和蒽的溴化混合物,染料分子中的共軛雙鍵系統(tǒng)是由蒽醌類(占染料品種總數(shù)的80%以上),并且含有各種醌環(huán)構成的。助劑,因此其廢水具有污染物濃度高、色度深、毒性高等特點。它的化學穩(wěn)定性使得常規(guī)生化法處理難以奏效。因此,本試驗以臭氧為氧化劑對印染廢水進行臭氧氧化處理,以染料中具有代表性的偶氮型染料活性艷紅K-2BP和蒽醌型染料分散蘭2BLN的模擬水樣為研究對象,研究了染料廢水的降解情況。結果表明,該法可使染料廢水達到較高的脫色率。1試驗部分圖1兩種染料的分子結構式1.1
3、試驗儀器與設備2.1.2兩種染料廢水的性質UV1100紫外可見分光光度計(北京),Multi在溫度為12℃、初始pH為7條件下,初始質量TMN/CTOC分析儀(德國),P/ACEMDQ毛細管電濃度為400mg/L染料廢水的性質如表1所示。泳(美國)。表1兩種染料廢水的水質1.2試驗方法水質指標活性艷紅K-2BP分散藍2BLN在溫度為12℃、初始pH為7的條件下,將-1ρ(TOC)/(mg·L)93.500207.541000mL初始質量濃度為400mg/L染料溶液置于-1COD/(mg·L)276.16577.56反應器中,進行臭氧氧化試驗。臭氧投加量
4、為4g/稀釋20倍后ΣA1.9781.174h,通過一個玻璃擴散器以分散小氣泡形式進入裝有可見光區(qū)最大吸收波0.5650.165水樣的石英反應器中進行反應,過剩的臭氧被引入長處A513nm裝有碘化鉀的玻璃瓶吸收,通過調節(jié)氧氣流量及通注ρ:位質量濃度法定符號。臭氧時間來控制臭氧量。2.2臭氧對染料的氧化作用2結果與討論2.2.1通臭氧時間對反應的影響由圖2可見,臭氧氧化對兩種染料溶液均可達2.1染料結構、性能及廢水性質2.1.1兩種染料的分子結構式[收稿日期]2002-04-26;[修訂日期]2003-06-12由圖1可知:活性艷紅K-2BP為單偶氮染料
5、,[基金項目]863資助項目(2002AA601300,No.2002AA其分子結構中含有一氯均三嗪基及兩個苯環(huán)和一個649210)。萘環(huán),共軛雙鍵系統(tǒng)是由偶氮基聯(lián)接芳環(huán)構成的。[作者簡介]施銀桃(1975-),女,湖北武漢人,畢業(yè)于華中分散藍2BLN為蒽醌染料,其為1,5-二氨基-4,8科技大學環(huán)境科學與工程學院,工學碩士,主要從事廢水處-二羥基蒽醌與1,8-二氨基-4,5-二羥基蒽醌理研究。增刊施銀桃等.臭氧氧化法處理染料廢水研究·21·較高的脫色率,但對COD去除率及TOC去除率均可被催化產生一種氧化能力極強的活性基團·OH相對較低。在同樣條件下
6、,臭氧化對活性染料的氧自由基,它在氧化污染物時無選擇性,可引發(fā)鏈反化作用大于分散染料,當脫色率達100%時,分散染應,直接將有機物礦化。料需150min,活性染料需105min。經臭氧氧化處理后,兩種染料廢水的處理效果均為:脫色率>COD去除率>TOC去除率,表明反應只是把染料氧化為小分子有機物,并未完全礦化為CO2和水。這說明反應是先打斷染料分子的發(fā)色基團,使染料脫色,然后進行開環(huán)反應,使染料分子逐步礦化。圖4pH對脫色率的影響(圖4～6中■、●、▲分別表示分散蘭2BLN在初始pH為2、7、12時的去除情況;"、◆、!(分別表示活性艷紅K-2BP在初
7、始pH為2、7、12時的去除情況)圖2通臭氧時間對染料溶液處理效果的影響(圖2～3中■、●、▲分別表示分散蘭2BLN的脫色率、COD去除率、TOC去除率;"、◆、!(分別表示活性艷紅K-2BP的脫色率、COD去除率、TOC去除率)2.2.2溫度對染料溶液處理效果的影響由圖3可見,在溫度為7～30℃條件下,溫度高些有利于反應,但總體上溫度對反應的影響不大。這是因為:溫度升高降低了反應活化能,故可提高反圖5pH對COD去除率的影響應速率,但是臭氧在高溫下分解加速,臭氧在水中的溶解度下降,故在實際應用中應選擇適宜的溫度。圖6pH對TOC去除率的影響2.2.4
8、染料溶液處理前后的UV-Vis圖譜圖3溫度對染料溶液處理效果的影響由活性艷紅K-2BP溶液經臭
