文档介绍：华北电力大学(北京)
硕士学位论文
微波辅助湿工氧化法处理甲基橙模拟染料废水的研究
姓名:王芳
申请学位级别:硕士
专业:工学;环境工程
指导教师:张化永
201103
摘要偶氮类染料废水具有色度深、污染物浓度高、生物毒性大、难生物降解等特点,用常规的方法难以将其处理,探索投资少、处理效率高的处理工艺是目前染料制造业和印染行业迫切需要解决的问题。本研究分别采用微波辅助湿式氧化法、微波辅助/J窖趸ǎ约谆饶D馀嫉@嗳玖戏纤写恚诘ヒ素条件控制实验下,研究了各工艺参数对染料废水脱色效率的影响;为探索甲基橙在微波辅助湿式氧化法工艺下的可能的降解途径,、高效液相色谱、,并测定水样的⒆艿!⑾醯!⒀窍醯!钡5谋浠=峁砻鳎疐沓跏寂ǘ任/募谆饶D夥纤淖罴烟跫#.⑽露任%投加量为ǘ任./⑽⒉üβ为、反应时间为。此时,%;疜处理初始浓度为疞的甲基橙模拟废水的最佳条件为:自然条件下、温度为、投加量为、还原性铁粉投加量为、微波功率为、反应时间为。此时,,引入微波后,甲基橙降解的活化能都显著降低;街止ひ障录谆鹊慕到夤袒鞠嗤笾掳ㄈ鼋锥危菏紫龋基橙的发色基团和共轭结构被破坏发生脱色反应,生成带单个苯环的中间产物;然后带苯环类的中间产物打开苯环;最终,开环的中间产物进一步被氧化生成二氧化碳和水,至此甲基橙彻底被氧化。本研究解决了染料废水传统处理方法中降解效率低,矿化度低的缺点,为微波辅助湿式氧化法处理染料废水的工艺设计和过程优化提供了数据参考,为实现此种工艺的产业化应用提供了实验基础和理论依据。关键词:甲基橙;降解;微波;湿式氧化;动力学;机理华北也力人学硕з⒙畚
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第滦髀研究背景及意义国内外研究现状随着染料生产及印染工业的快速发展,每年有大量的工业染料废水排入水体,由于这类废水具有色度深、有机污染物浓度高、生物毒性大、难生物降解、抗氧化的实验还表明偶氮化合物具有致癌性【俊T诨乖跫乱追纸馕V掳┬苑枷惆返呐氮染料已被部分发达国家列为禁用染料。偶氮染料废水处理需要解决的突出问题是色度和难降解有机物的去除,主要污染指标是色度和,。基于上文所述偶氮染料废水的特点,传统的处理方法很难使以上两种指标达到标准,因此可以有效处理偶氮染料废水的工艺一直以来是工业废水治理的难题所在。概括来讲,偶氮染料废水的治理难点包括以下几点:①色度大。由于在印染工业中添加了大量的染化剂,使得未转移到织物上的部分染化剂存技术与工艺上的困难。②ǘ雀摺R话愕拇矸椒ǘ匀玖戏纤目蠡冉系停境的严重退化。并且近些年来,印染工业采用了低盐无盐促染剂来作为染料助剂,又造成了废水可生化性降低的恶果,使废水矿化更加困难【。③成份复杂。随着染料工业的发展,染料的种类越来越繁多,并朝着抗光解、抗氧化、抗生物降解的方向发展,使得染料结构本身具有一定的复杂性。又因为偶氮染料的生产工艺较长,生成较多中间产物且中间产物未得到性质的明确,使得废水组成越来越复杂,给治理带来非常大的困难。④投资大。染料废水的处理设备及处理剂成本较高,使得大综上所述,针对偶氮染料的高生物毒性、难降解性及生产成本高等难题,探索投资少,处理效率高又可以达到排放标准的处理工艺是目前染料制造业和印染行业目前,染料工业废水在处理技术上大体可分为生物处理、物理处理、化学氧化性强等特点,用常规的方法难以将其处理,给环境带来了严重污染⋯。偶氮染料是经过一系列复杂的反应如芳香胺重氮化反应之后再与酚类、芳香胺类、亚甲基化合物偶合从而得到的【。构成污染的有机染料中%为偶氮染料,并且大量针对动物留在水中,导致废水色度变大。因为染料中问体种类繁多,废水的酸碱性变化很大,使得水质变化复杂,较难使用一种统一的方法来处理一类染料废水,因此造成治理废水中仍然含有较高浓度的,,严重消耗了水体中的溶解氧,造成水体生态环规模高效处理染料废水难以实施【俊迫切需要解决的问题。华北电琂人学硕学化论艾’
.。单一的好氧生物处理方法对印染废水处理效率不高,尤其是对色度和,的去除率较低,出水难以达标。厌氧条件与好氧条件在处理染料废水时分别表现出了优势与不足,又因为染料废水的组成复杂多变,。其中厌氧处理的主要作用是使染料废水中的大分子物质发生水解、酸化等作用从而转变为较小的分子,或者改变难降解有机物的分子结构,提高废水的可生化性,为下一步