芬顿处理染料废的研究 张驰.ppt

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，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，浓度为50mg/L 2.2仪器与试剂 实验试剂 实验仪器 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。 3.2水质指标与分析方法 3.2.1 545nm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 3.2.3 pH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。 3.2.4 COD COD测定步骤 1 移液管移水样5.00mL于消解罐中，加入5.00mL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/L V0——滴定空白样量, mL V1——滴定水样量, mL V——水样体积，5mL 3.3 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；实验设计表如右 4、实验结果与讨论 正交试验结果 正交实验讨论 在所选定的影响因素中，过氧化氢的初始浓度对废水中COD的去除率影响最大，其次是溶液pH，再次是催化剂硫酸亚铁，最后是反应时间，即所选影响因素由大到小的关系为：过氧化氢pH硫酸亚铁反应时间 其最佳反应组合是A2B1C1D2，此时过氧化氢加入量3ml/L，硫酸亚铁加入量是0.4g，溶液pH是3，反应时间为30min 最佳实验条件下COD去除率 单因素实验 时间 过氧化氢 硫酸亚铁 pH 时间单因素 pH为3，过氧化氢滴加3ml/L，硫酸亚铁加入0.4g