低頻超聲內(nèi)電解聯(lián)用降解偶氮染料酸性紅B研究.pdf

1、有毒有害、難生物降解有機(jī)物是造成當(dāng)前環(huán)境污染的主要原因之一，也是環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域備受關(guān)注的研究對(duì)象。偶氮染料色譜齊全，應(yīng)用廣泛，由于其性質(zhì)穩(wěn)定，目前采用傳統(tǒng)的廢水處理方法難以達(dá)標(biāo)排放。利用超聲降解水中的化學(xué)污染物，尤其是難降解的有機(jī)污染物是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型水處理技術(shù)。它集高級(jí)氧化技術(shù)、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術(shù)的特點(diǎn)于一身，反應(yīng)條件溫和、降解速度快、適用范圍廣，可以單獨(dú)或與其他水處理方法聯(lián)合使用，是一種很有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用

2、前景的技術(shù)。自20世紀(jì)90年代初，超聲波作為一種處理手段，已被用于多種水中有機(jī)污染物(多為毒性有機(jī)物)的超聲空化降解研究，并獲得較好的處理效果。內(nèi)電解技術(shù)也被廣泛用來(lái)處理染料廢水并獲得較高脫色效果，但處理效率有待于進(jìn)一步提高。 本文闡述了印染廢水對(duì)水環(huán)境造成的危害，并對(duì)其基本處理方法進(jìn)行了評(píng)述，著重總結(jié)了國(guó)內(nèi)外利用超聲，內(nèi)電解和超聲-內(nèi)電解聯(lián)用降解有機(jī)污染物的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景?？疾炝顺暡?、內(nèi)電解及超聲波/內(nèi)電解聯(lián)用對(duì)酸性紅B(A

3、cid Red B，ARB)模擬廢水的處理效果，通過(guò)對(duì)比降解過(guò)程中染料濃度的變化，探討了超聲波/內(nèi)電解協(xié)同處理ARB的可行性。結(jié)果表明：?jiǎn)为?dú)超聲處理時(shí)，ARB降解緩慢，經(jīng)10 min輻射后，ARB的去除率不足4.7％；內(nèi)電解法降解ARB速率較慢，ARB的去除率僅為49.9％；超聲波/內(nèi)電解聯(lián)合作用對(duì)降解ABR有明顯的協(xié)同效應(yīng)，分解率達(dá)90％以上。采用單因素和正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究了幾種主要相關(guān)因素對(duì)染料廢水脫色的影響，影響因素的大小次序是：p

4、H值>溫度>鐵屑粒徑>反應(yīng)時(shí)間；優(yōu)化工藝條件為：pH為6.0、反應(yīng)時(shí)間為8.0min、溫度為35℃、鐵屑粒徑0.1～0.9mm。在此條件下，ARB去除率達(dá)到95.0％。通過(guò)UV-vis光譜研究了ARB廢水在US-內(nèi)電解過(guò)程中的礦化程度，ARB的三處吸收峰分別為218 nm，317 nm and515nm。其礦化程度可以通過(guò)測(cè)定三處吸收峰的降低和總有機(jī)碳去除率確定。經(jīng)20min反應(yīng)后，三處吸收峰分別降低了37.6，46.8和97.5％，總

5、有機(jī)碳去除率為43.2％，COD去除率為40.0％，這說(shuō)明US/內(nèi)電解使酸性紅B產(chǎn)生了顯著的礦化。采用LCPMS技術(shù)對(duì)US-內(nèi)電解聯(lián)用處理ARB廢水的可能降解產(chǎn)物進(jìn)行了分析。對(duì)降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，建立了動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行了估算。鐵屑內(nèi)電解直接作用和超聲波協(xié)同內(nèi)電解降解ARB均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。單獨(dú)內(nèi)電解反應(yīng)速率常數(shù)為7.50×10-2min-1。在頻率為59kHz、功率分別為175 W和250 W的超聲波協(xié)同作用下