雙介質(zhì)阻擋放電技術(shù)降解KN-B染料廢水的研究.pdf

1、隨著染料工業(yè)的發(fā)展，染料的品種越來(lái)越多，并朝著抗光解、抗氧化、抗生物降解的方向發(fā)展，使得水質(zhì)成分越來(lái)越復(fù)雜。染料廢水處理普遍存在脫色困難、高濃度難降解有機(jī)物難以去除的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用以產(chǎn)生自由基為主的高級(jí)氧化技術(shù)來(lái)處理難降解染料有機(jī)廢水。等離子體技術(shù)是一種新型的高級(jí)氧化技術(shù)，利用形成的高氧化活性粒子（如·OH，·H，H2O2，O3等）、紫外光輻射、高能電子轟擊作用等多因素協(xié)同作用，可實(shí)現(xiàn)難降解染料廢水色度和CODcr的高效去除

2、。
　　 本文以典型的雙偶氮染料——KN-B為研究對(duì)象，利用雙介質(zhì)阻擋放電技術(shù)來(lái)降解KN-B染料，獲得雙介質(zhì)阻擋放電氧化降解KN-B的最優(yōu)工程運(yùn)行條件，揭示KN-B染料的降解機(jī)理，分析降解動(dòng)力學(xué)及能量效率，闡明降解產(chǎn)物的可生化性及急性毒性，并采用雙介質(zhì)阻擋放電技術(shù)與SBR組合工藝處理實(shí)際染料廢水，以期為等離子體技術(shù)處理難降解染料廢水工業(yè)化進(jìn)行有益的嘗試，主要結(jié)論如下:
　　 (1) KN-B的去除率隨著輸入電壓和輸入功率

3、的增大而增大，pH和電導(dǎo)率越低越有利于KN-B染料的降解;隨著初始濃度的增大，KN-B的去除率降低，但KN-B的去除絕對(duì)量卻增大;
　　 (2) CO32-會(huì)明顯地降低KN-B的去除率，且CO32-的濃度越大抑制作用越強(qiáng);NO3-和SO42-不會(huì)影響KN-B的去除;低濃度的Cl-、Fe2+、Fe3+、Mn2+對(duì)KN-B的去除具有促進(jìn)作用，高濃度則有抑制作用;單獨(dú)的H2O2不能氧化降解KN-B染料，低濃度的H2O2可以促進(jìn)KN-B

4、的等離子體降解，高濃度則有抑制作用;表面活性劑DBS的加入對(duì)雙介質(zhì)阻擋放電技術(shù)降解KN-B具有抑制作用，但當(dāng)DBS的濃度大于1 mmol/L時(shí)，KN-B的去除率隨著DBS濃度的增大而上升;其他染料的加入，會(huì)明顯降低KN-B去除率;等離子體降解不同結(jié)構(gòu)的染料的速率是不同，去除速率之間存在關(guān)系:分散藍(lán)2BLN＞活性艷紅X-3B＞活性黑KN-B＞陽(yáng)離子紅;
　　 (3)濃度為100 mg/L的KN-B染料，雙介質(zhì)阻擋放電氧化降解10

5、min后，脫色率為98.76％，但CODcr和TOC的去除率只有52.51％和15.36％，KN-B染料的脫色率要比它的礦化率高。UV-Vis、IR和GC-MS分析表明，羥基自由基首先攻擊電子云密度較高的偶氮基團(tuán)，破壞KN-B的發(fā)色基團(tuán)，2，3，8-三氨基-8-硝基-4，7二磺酸基-1-萘酚、磺?；?乙基-磺酸基-對(duì)苯胺是最初的中間產(chǎn)物，并由此產(chǎn)生環(huán)酮類(lèi)物質(zhì)、萘環(huán)類(lèi)物質(zhì)、1，3-丁二烯基-1，4羧酸等中間產(chǎn)物，最終有乙酸的生成。在降解K

6、N-B的過(guò)程中，羥基自由基是主要的氧化性物質(zhì)，H2O2和O3均參與了液相中有機(jī)物的氧化反應(yīng);
　　 (4)隨著放電氧化時(shí)間的增加，KN-B的可生化性逐步提高，反應(yīng)10min后，B/C比從0.079提高到0.495; DeltaTox毒性檢測(cè)表明，降解過(guò)程中溶液的毒性大小呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì);
　　 (5)雙介質(zhì)阻擋放電技術(shù)對(duì)KN-B染料的氧化降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，隨著電源功率的升高，降解速率常數(shù)增大;在輸入電壓為65

7、V、輸入電流為0.92A、輸入功率為60W的條件下，等離子體的輸出功率為2.5296×103J/s; KN-B染料的去除量隨著注入系統(tǒng)能量的增大而增大，當(dāng)向等離子體系統(tǒng)中注入的能量為1.52×106J時(shí)，KN-B的去除量為0.99mg;
　　 (6)采用介質(zhì)阻擋放電技術(shù)單獨(dú)處理實(shí)際染料廢水，降解10min后，廢水在可見(jiàn)光區(qū)的吸收光譜逐漸消失，廢水中的發(fā)色基團(tuán)被破壞，廢水的色度、CODcr、BOD5、TOC的去除率分別達(dá)到了89.