论文部分内容阅读
随着科技迅速地发展,工业生产中使用的人造染料品种日益增多。人造染料相比天然染料成分更复杂多变,使处理染料废水的难度大幅度增加。染料废水中通常含有大量的有机污染物,并且其色度深、pH值变化大、可生化性能差。此外染料废水中还含有各种有毒污染物,如胺基、苯环、偶氮等基团的苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸类等。这些物质难以生物降解,而且多为致癌物质,严重危及人的身体健康。而利用超声波降解此类有机废水的高级氧化技术(AOTs),己成为国内外研究的热点之一。
本文首先系统地论述了染料废水的处理技术;接着综述了超声波在水处理领域取得的研究现状及其发展前景;最后基于超声化学的理论,以典型的偶氮染料甲基橙为处理对象,开展了超声氧化降解甲基橙废水的机理和实验研究。
(1)实验以甲基橙为染料模拟废水对反应装置、超声时间、甲基橙初始浓度如何影响甲基橙废水色度、pH、CODcr的变化,结果表明,反应装置、超声时间和甲基橙初始浓度对超声降解甲基橙废水色度、pH、CODcr影响很大。
(2)探究添加自由基清除剂正丁醇对超声降解甲基橙的影响。且高浓度的正丁醇对超声降解甲基橙的脱色率影响更大。说明超声降解甲基橙的机理是·OH的氧化作用。通过研究系统温度随反应时间的情况发现,在反应时间内温度在先上升后保持在45℃左右。
(3)对超声降解甲基橙进行动力学拟合发现,超声降解甲基橙近似符合一级反应动力学模型。未加正丁醇、加入0.5mg/L和1mg/L的正丁醇对应的反应速率常数分别为10.44、6.9、2.19×10-3min-1。
(4)HPLC-MS检测测表明超声降解甲基橙中并未发现相关中间产物,但甲基橙液相色谱反应随着时间的延长,其峰面积不断变小,而且pH也在不断下降,说明超声对降解甲基橙确实有作用。甲基橙被氧化分解,可能先被降解为小分子物质,并最终被矿化成二氧化碳和水。