芬顿处理染料废水的研究张驰

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1、题目：芬顿试剂处理染料废水的研究答辩人：张驰专业：环境科学指导教师：王玉恒研究背景我国染料工业具有小批量、多品种的特点，大部分是间歇操作，废水间断性排放，水质水量变化范围大。染料生产流程长，产品收率低。废水组分复杂、浓度高(COD为1000-10万mg/L)、色度深(500-50万倍)。废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体，并带有显色基团(如-N=N-、-N=O)及极性基团(如-SO3Na、-OH、-NH2)。废水中还含有较多的原料和副产品，如卤化物、硝基物、苯胺、酚类等，以及无机盐如NaCl、Na2SO4、Na2S等。由于染料生产品种多

2、，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展，从而使染料废水处理难度加大。染料废水的处理难点：一是COD高，而BOD/COD值较小，可生化性差；二是色度高，且组分复杂。COD的去除与脱色有相关性，但脱色问题困难更大。虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。目前我国采用的染料污水处理方法主要有：吸附法、膜虑法、混凝法、生物法、光催化氧化法、湿式氧化法、离子交换法、电渗析法和芬顿法研究目的和意义组分多，成分复杂，是我国染料

3、废水的主要特点。酸性染料品种繁多、生产批量小、更新快、副反应多,造成废水的有机成分复杂，给废水治理带来很大的困难。为了提高废水处理能力和处理效率，需要寻找一种适合我国现状的废水处理方法。由于目前我国经济基础和发达国家相比比较低，所以我们要寻找一种低成本，高效处理污水的方法。综合来看，芬顿法作为一种低成本，操作简单，处理效果不俗，非常适合我国国情。研究内容本实验通采用正交试验和单因素实验方法，并且通过测定其吸光度和COD来研究芬顿试剂处理染料废水的最佳条件。2、实验材料与方法2.1原水用电子天平称取0.05g酸性大红染料，然后将其放在1L的烧杯中，

4、浓度为50mg/L2.2仪器与试剂实验试剂药品名称纯度厂址硫酸汞分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司硫酸分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司过氧化氢浓度为30%天津市科密欧化学试剂有限公司硫酸亚铁分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司酸性大红染料工业纯天津微河化工染料有限公司硫酸亚铁铵标准液分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司重铬酸钾分析纯天津市凯通化学试剂有限公司硫酸银分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司实验仪器仪器名称型号厂址COD消解器5B-1青岛埃仑有限公司恒温磁力搅拌器79—1常州国华电器有限公司分光光度计722S上海精密仪器有限公司电子天平BT1

5、24S赛多利斯科学仪器有限公司pH计PB—10赛多利斯科学仪器有限公司3、实验方法3.1Fenton实验操作步骤①取配置好的染料废水1L，滴加稀硫酸调节其pH为指定值②按不同编号加入不同量的硫酸亚铁充分搅拌直到其完全溶解③按各个编号加入不同的过氧化氢④在磁力搅拌器上搅拌编号上的设计时间⑤静置一段时间，等浑浊沉淀后，分别取样测其吸光度⑥根据正交实验结果，选出最优组，用最优组进行反应，用重铬酸钾法测其COD。⑦用最优组进行COD去除率测定。测COD用重铬酸钾法，加热回流过程在COD消解仪中进行。最佳条件下模拟染料废水的COD去除率测定其出水色度。3.

6、2水质指标与分析方法3.2.1545nm吸光度（A545nm）将配置好的模拟染料废水在分光光度计可见光范围内进行连续扫描，最后确定了最大吸收波长为545nm。通过测定A545nm的值，来计算脱色率3.2.2脱色率测定方法脱色率计算公式为A0代表反应前原水的吸光度nA代表反应后染料废水的吸光度3.2.3pH的调节（1）用蒸馏水冲洗pH计，冲洗干净后用蒸馏水校对（2）将pH计放入模拟酸性染料废水中，测定其pH。用交投滴管吸取稀硫酸，缓慢滴加到模拟废水中，直到要求的pH值。3.2.4CODCOD测定步骤1移液管移水样5.00mL于消解罐中，加入5.00

7、mL消解液（重铬酸钾），即时摇匀，再加入5.00mL催化剂（硫酸-硫酸银溶液），摇匀。2另做一空白样，加5.00mL蒸馏水，其他照加。3放入COD消解器进行消解。4消解液倒入锥形瓶中，冲洗消解罐3次，加2滴指示剂，用硫酸亚铁铵回滴，颜色由黄经蓝绿至红褐色，即为终点5标定硫酸亚铁铵溶液c——硫酸亚铁铵溶液浓度，mol/LV0——滴定空白样量,mLV1——滴定水样量,mLV——水样体积，5mL3.3正交实验设计实验的正交设计：在影响芬顿反应的因素中挑选过氧化氢，pH，硫酸亚铁，反应时间做四因素，设计一个四因素三水平的正交实验，进行正交优化；实验设计表

8、如右因素过氧化氢硫酸亚铁时间pH水平12ml·L-10.4g20nin3水平23ml·L-10.5g30min4水平34ml·L-10.