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1、化工环保·20·ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2004年第24卷臭氧氧化法处理染料废水研究施银桃,夏东升,李海燕,曾庆福(武汉科技学院环境科学研究所,湖北武汉430073)[摘要]采用臭氧氧化法处理活性艳红K-2BP和分散兰2BLN染料水溶液,考察了反应时间、温度、pH等因素对处理效果的影响。结果表明:pH对处理效果影响较大,碱性条件有利于有机物的矿化;活性染料较分散染料容易氧化;脱色率>COD去除率>TOC去除率。[关键词]染料废水;臭氧;氧化;降解;脱色[中图分类号]X783[文献标识码]A[文章
2、编号]1006-1878(2004)07-0020-03由于染料从化学结构上看绝大多数属偶氮和蒽的溴化混合物,染料分子中的共轭双键系统是由蒽醌类(占染料品种总数的80%以上),并且含有各种醌环构成的。助剂,因此其废水具有污染物浓度高、色度深、毒性高等特点。它的化学稳定性使得常规生化法处理难以奏效。因此,本试验以臭氧为氧化剂对印染废水进行臭氧氧化处理,以染料中具有代表性的偶氮型染料活性艳红K-2BP和蒽醌型染料分散兰2BLN的模拟水样为研究对象,研究了染料废水的降解情况。结果表明,该法可使染料废水达到较高的脱色率。1试验部分图1两种染料的分子结构式1.1
3、试验仪器与设备2.1.2两种染料废水的性质UV1100紫外可见分光光度计(北京),Multi在温度为12℃、初始pH为7条件下,初始质量TMN/CTOC分析仪(德国),P/ACEMDQ毛细管电浓度为400mg/L染料废水的性质如表1所示。泳(美国)。表1两种染料废水的水质1.2试验方法水质指标活性艳红K-2BP分散蓝2BLN在温度为12℃、初始pH为7的条件下,将-1ρ(TOC)/(mg·L)93.500207.541000mL初始质量浓度为400mg/L染料溶液置于-1COD/(mg·L)276.16577.56反应器中,进行臭氧氧化试验。臭氧投加量
4、为4g/稀释20倍后ΣA1.9781.174h,通过一个玻璃扩散器以分散小气泡形式进入装有可见光区最大吸收波0.5650.165水样的石英反应器中进行反应,过剩的臭氧被引入长处A513nm装有碘化钾的玻璃瓶吸收,通过调节氧气流量及通注ρ:位质量浓度法定符号。臭氧时间来控制臭氧量。2.2臭氧对染料的氧化作用2结果与讨论2.2.1通臭氧时间对反应的影响由图2可见,臭氧氧化对两种染料溶液均可达2.1染料结构、性能及废水性质2.1.1两种染料的分子结构式[收稿日期]2002-04-26;[修订日期]2003-06-12由图1可知:活性艳红K-2BP为单偶氮染料
5、,[基金项目]863资助项目(2002AA601300,No.2002AA其分子结构中含有一氯均三嗪基及两个苯环和一个649210)。萘环,共轭双键系统是由偶氮基联接芳环构成的。[作者简介]施银桃(1975-),女,湖北武汉人,毕业于华中分散蓝2BLN为蒽醌染料,其为1,5-二氨基-4,8科技大学环境科学与工程学院,工学硕士,主要从事废水处-二羟基蒽醌与1,8-二氨基-4,5-二羟基蒽醌理研究。增刊施银桃等.臭氧氧化法处理染料废水研究·21·较高的脱色率,但对COD去除率及TOC去除率均可被催化产生一种氧化能力极强的活性基团·OH相对较低。在同样条件下
6、,臭氧化对活性染料的氧自由基,它在氧化污染物时无选择性,可引发链反化作用大于分散染料,当脱色率达100%时,分散染应,直接将有机物矿化。料需150min,活性染料需105min。经臭氧氧化处理后,两种染料废水的处理效果均为:脱色率>COD去除率>TOC去除率,表明反应只是把染料氧化为小分子有机物,并未完全矿化为CO2和水。这说明反应是先打断染料分子的发色基团,使染料脱色,然后进行开环反应,使染料分子逐步矿化。图4pH对脱色率的影响(图4～6中■、●、▲分别表示分散兰2BLN在初始pH为2、7、12时的去除情况;"、◆、!(分别表示活性艳红K-2BP在初
7、始pH为2、7、12时的去除情况)图2通臭氧时间对染料溶液处理效果的影响(图2～3中■、●、▲分别表示分散兰2BLN的脱色率、COD去除率、TOC去除率;"、◆、!(分别表示活性艳红K-2BP的脱色率、COD去除率、TOC去除率)2.2.2温度对染料溶液处理效果的影响由图3可见,在温度为7～30℃条件下,温度高些有利于反应,但总体上温度对反应的影响不大。这是因为:温度升高降低了反应活化能,故可提高反图5pH对COD去除率的影响应速率,但是臭氧在高温下分解加速,臭氧在水中的溶解度下降,故在实际应用中应选择适宜的温度。图6pH对TOC去除率的影响2.2.4
8、染料溶液处理前后的UV-Vis图谱图3温度对染料溶液处理效果的影响由活性艳红K-2BP溶液经臭
