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臭氧具有極強(qiáng)的氧化性,能將染色廢水氧化成無色溶液,且對(duì)環(huán)境沒有二次污染。但臭氧溶解度小,分解率高,穩(wěn)定性差,損耗大,這是造成臭氧利用率低的原因之一,已成為臭氧清潔化脫色應(yīng)用的瓶頸。
在臭氧氧化過程中引入活化劑,不但可以提高臭氧脫色的效率,還能在一定程度上提高COD去除率。本試驗(yàn)采用酰胺類活化劑STH以催化活性染料染色廢水的臭氧氧化,考察其對(duì)處理染色廢水脫色率和COD值等影響。
1試驗(yàn)部分
1.1藥品、儀器
藥品活性黃3RS染料(取自印染廠染化車間),活化劑STH(四川益欣精細(xì)化工有限責(zé)任公司)。
儀器CF-98-10臭氧發(fā)生器(江蘇省海門市康達(dá)臭氧凈環(huán)保設(shè)備廠,設(shè)備參數(shù):電源電壓220V,臭氧產(chǎn)量10 g/h,臭氧濃度50 mg/h,氧氣輸入量160 L/h,氧氣輸入壓0.05~0.10 mPa,功率150W),氧氣瓶及減壓閥(成都拓展氣體公司),臭氧反應(yīng)器(吸收瓶、冷凝管改制),GDYS-20恒溫消解器(長(zhǎng)春吉大小天鵝儀器有限公司),PHS-25 pH測(cè)試計(jì)(上海精科雷磁公司),723分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器公司),7502型紅外快速干燥器(江蘇電器二廠)等。
1.2試驗(yàn)方法
試驗(yàn)裝置如圖1所示。分別吸取100 mg/L和300 mg/L的活性黃3RS染液100 mL于250 mL燒杯中,加入50 mg/L活化劑,用稀堿液調(diào)節(jié)pH值至9,置于反應(yīng)塔中,開啟氧氣瓶,調(diào)節(jié)流量1.5 L/min,待臭氧輸出穩(wěn)定后打開三通閥通入反應(yīng)塔中反應(yīng)一定時(shí)間,測(cè)定脫色后染液的吸光度、pH值及COD值。
1.3檢測(cè)方法
1.3.1臭氧輸出濃度
在500 mL洗氣瓶中,加入20%KI溶液10 mL,以蒸餾水稀釋到250 mL,通入2 L O3,在溶液中加5 mL3 mol/LH2SO4酸化,以0.1 mol/L Na2S2O3滴定至淡黃色,再加1mL淀粉指示劑至呈紫褐色,以0.1mol/L
Na2S2O3溶液滴
按式(1)計(jì)算O3濃度/(mg/L):
式中:NNa2S2O3———Na2S2O3溶液的摩爾濃度,mol/L;
VNa2S2O3———Na2S2O3溶液的消耗量,mL。
1.3.2O3利用率
以通入反應(yīng)液的臭氧量及尾氣吸收的臭氧量,按式(2)計(jì)算O3利用率/%:
式中:Gi———通入反應(yīng)液的臭氧量,mg/L;
G0———尾氣臭氧量,mg/L。
1.3.3脫色率
用723型分光光度計(jì)分別測(cè)試印染廢水臭氧處理前后在最大吸收波長(zhǎng)處的吸光度A0和A1,式(3)計(jì)算脫色率/%:
式中:A0———臭氧處理前的吸光度×稀釋倍數(shù);
A1———臭氧處理后的吸光度×稀釋倍數(shù)。
1.3.4COD值
采用改進(jìn)的重鉻酸鉀快速消解法[1],測(cè)定印染廢水的COD值。
2結(jié)果與討論
2.1活化劑STH及反應(yīng)時(shí)間對(duì)脫色率的影響
采用臭氧對(duì)活性黃3RS染液進(jìn)行處理,測(cè)試了活化劑STH加入前后以及不同反應(yīng)時(shí)間下脫色率的變化,結(jié)果見表1。
從表1可知,隨著臭氧氧化反應(yīng)的進(jìn)行,染液顏色逐漸變淺,脫色率不斷提高,最后染液接近無色,說明染料的發(fā)色體系已逐漸被氧化破壞分解。這是因?yàn)槌粞跏菑?qiáng)氧化劑,可以氧化活性染料,使染料分子中的共軛發(fā)色體系被破壞而失去發(fā)色能力。若染料被進(jìn)一步氧化,則生成低分子量的醛與有機(jī)酸等[2]。
用臭氧氧化100 mg/L活性染液時(shí),加入活化劑STH后,僅10 s后脫色率迅速上升到35.11%,50 s后脫色率為93.09%,70 s達(dá)到97.09%。而未加活化劑的對(duì)照樣10 s后的脫色率為7.30%,30 s后才升到41.56%,70 s后的脫色率為91.75%。試驗(yàn)說明,活化劑STH能加速臭氧氧化分解活性染料。
用臭氧氧化300 mg/L活性染液時(shí),臭氧脫色率達(dá)到90%以上所需的時(shí)間增加。這是因?yàn)橛捎诨钚匀玖蠞舛仍龃?需要臭氧氧化的物質(zhì)增加,反應(yīng)完全所需的時(shí)間增加。染液中加入活化劑STH
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