臭氧、微波、催化氧化及其組合工藝處理染料廢水.pdf

1、染料廢水具有COD濃度高、色度高、含鹽量高、毒性大、成分復(fù)雜和可生化性差等特點，已嚴(yán)重威脅我國水環(huán)境，染料廢水的治理迫在眉睫。傳統(tǒng)的染料廢水處理技術(shù)成本高，泥渣量大，還可能造成二次污染，因此急需探索高效的染料廢水處理技術(shù)。本研究以活性艷紅X-3B作為模型污染物，通過對比臭氧氧化、微波催化氧化以及臭氧-微波催化氧化等工藝處理染料廢水的效果，提出了微波催化氧化與臭氧-微波催化氧化工藝處理染料廢水的可行性，同時，還探討了各反應(yīng)工藝的影響因素、

2、降解機理及反應(yīng)動力學(xué)，初步研究了催化劑的制備。
　　在臭氧氧化染料廢水的體系中，臭氧(O3)能使活性艷紅X-3B染料廢水迅速脫色，但不能有效地降解水中有機物。臭氧降解染料廢水的最佳反應(yīng)時間為15 min，合適的臭氧進氣量為9.99 mg/min，適宜的反應(yīng)溫度為8℃，堿性條件比酸性條件更有利于TOC的去除，較低的底物濃度（即較低的染料初始濃度）可以獲得較高的去除效率。與單獨臭氧氧化工藝相比，微波催化氧化和臭氧-微波催化氧化工藝對T

3、OC的去除率更高，此外反應(yīng)還受催化劑用量、微波輻照時間和輻照功率的影響。根據(jù)單因素分析試驗結(jié)果得到的優(yōu)化條件為:催化劑投加量150 g/L，微波輻照時間3 min，輻照功率560 W。
　　試驗中所用的催化劑以直徑為2～3 mm的Al2O3為載體，MnO2為活性組分，并采用超聲波浸漬法制備。通過正交試驗得出催化劑的最佳制備條件為焙燒溫度400℃、焙燒時間4h、浸漬液濃度1.0 mol/L、浸漬時間48 h，最后采用SEM、BET對

4、催化劑進行表征。
　　本試驗研究了3種工藝對活性艷紅X-3B的降解機理、途徑以及反應(yīng)動力學(xué)。結(jié)果顯示，臭氧氧化活艷紅X-3B染料廢水是臭氧直接氧化和間接氧化的結(jié)果，它破壞了染料分子的-N=N-發(fā)色基團以及三嗪環(huán)和萘環(huán)，并將部分小分子物質(zhì)直接氧化成了二氧化碳和水。微波催化氧化和臭氧-微波催化氧化工藝主要依靠·OH的強氧化性處理染料廢水，在反應(yīng)過程中，染料分子瞬間被氧化成二氧化碳和水，且沒有中間產(chǎn)物的積累。臭氧氧化符合二級反應(yīng)動力學(xué)，