粉煤灰負載鐵離子催化氧化活性黃染料廢水
摘要:以粉煤灰為載體,制備鐵/粉煤灰負載型催化劑,并利用該催化劑催化H2O2氧化降解活性黃染料廢水,探討了H2O2投加量、催化劑投加量、染料初始濃度和初始pH值等因素對染料廢水COD去除率和脫色率的影響。結(jié)果表明,當(dāng)染料廢水COD初始濃度為200mg/L,初始pH值為1.7,投加0.5g/100mL催化劑及加入1.0mL濃度為1.13mol/L的H2O2溶液時,處理效果最好,此時染料廢水的COD去除率和脫色率分別達到63%和99%,并且廢水的可生化性得到很大的提高。利用該負載催化劑能夠有效地減少活性黃染料廢水中Fe3+的殘留量。
隨著染料紡織工業(yè)的迅速發(fā)展,印染廢水的排放量越來越大。印染廢水因其有機污染物含量高、色度深、組分復(fù)雜和難生物降解等特點而成為難處理的工業(yè)廢水之一。常用于印染廢水處理的生化處理法、吸附脫色法、混凝法以及膜技術(shù)等對印染廢水具有一定的脫色能力,但是礦化能力差,且容易引起二次污染。
目前,在水處理中應(yīng)用較多的是以生成羥基自由基為標(biāo)志的高級氧化技術(shù)。其中Fenton法以其設(shè)備簡單和操作方便等優(yōu)點得到廣泛的研究與應(yīng)用。Fenton法是利用H2O2在Fe2+的催化作用下生成的羥基自由基(.OH),將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成CO2、H2O和無機鹽。
羥基自由基具有極高的氧化電位(2.8V),氧化能力極強,可降解大多數(shù)有機污染物。但Fenton反應(yīng)結(jié)束后,廢水中殘存相當(dāng)數(shù)量的Fe2+或Fe3+,需要對其處理,因此限制了Fenton法的實際應(yīng)用。
活性染料,也稱反應(yīng)性染料,主要用于棉、毛等織物的染色,具有色譜廣、色澤鮮艷、性能優(yōu)異、適用性強等優(yōu)點;但其利用率不高,生產(chǎn)過程中會排放大量難處理的高色度和高有機物含量的廢水。
本實驗采用工業(yè)固體廢物粉煤灰為載體吸附Fe3+制備負載型催化劑,利用該催化劑催化氧化處理活性染料廢水,可大大減少出水中Fe3+的殘留量,減少二次鐵泥污染,節(jié)約了染料廢水的處理成本。
1實驗部分
1.1試:劑
硝酸鐵(AR,國藥集團化學(xué)試劑有限公司);無水碳酸鈉(AR,上海中試化工總公司);過氧化氫(30%,上海中試化工總公司);活性黃(市售);酸羥胺(AR,國藥集團化學(xué)試劑有限公司);乙酸銨(AR,國藥集團化學(xué)試劑有限公司);無水乙酸(AR,上海中試化工總公司);乙酸鈉(AR,天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司);草酸鈉(AR,國藥集團化學(xué)試劑有限公司)等;粉煤灰采自鎮(zhèn)江市某電廠。
1.2主要儀器和設(shè)備
HBA-100標(biāo)準(zhǔn)COD消解器(江蘇江環(huán)分析儀器有限公司);722分光光度計(天津市拓普儀器有限公司);HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋(江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠);DSHZ-300A旋轉(zhuǎn)式恒溫振蕩器(江蘇省太倉市實驗設(shè)備廠);SX2-箱式電阻爐(上海博泰實驗有限公司)。
1.3活性黃染料廢水
活性黃染料廢水為實驗配制的模擬染料廢水,質(zhì)量濃度為487mg/L,COD濃度為200mg/L。
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