微波—芬顿试剂处理模拟染料废水的实验研究

2022-09-11

前言

随着染料与印染工业的发展, 其生产废水已成为当前最重要的水体污染源之一。据报道, 全世界每年以废物形式排入环境的染料约7万吨[]。这类废水具有颜色深, COD、BOD值较高, 组成复杂多变, 排放量大, 难降解等特点, 若不经处理, 直接排放将给生态环境带来严重危害。因此, 寻找更适合中国国情的废水处理技术一直是我国各研究机构重点攻关的研究课题。目前, 微波和Fenton试剂联合处理是一种新的处理方法, 微波能使磁性物质产生“热点”, 可以降低反应物的活化能, 使污染物降解, 反应迅速、高效, 无二次污染。Fenton试剂具有操作过程简单、反应物易得、费用便宜、无须复杂设备且对环境友好性等优点, 但处理成本高, 所以本研究以亚甲基蓝溶液作为模拟废水, 将较为成熟的芬顿氧化工艺与微波水处理技术联合, 从各个影响条件因素研究, 通过实验得出较优的条件, 并测COD值进行验证, 大大提高了工艺废水的处理效果, 相信对以后的发展有重要的作用。

一、实验部分

1. 不同H2O2用量的Fenton试剂对亚甲基蓝溶液降解率的影响

假设处理每升废水芬顿试剂中Fe2+用量为0.453 m mol, 记录如表2-1所示

取20 ml浓度为50mg/l的亚甲基蓝模拟废水溶液, 在PH=4.05, 微波低火, 微波时间t=9 min的条件下处理后测定的数据如表2-2所示:

在编号为4即n Fe2+n H2O2=1∶10之后趋于平缓, 表示再增加H2O2用量, 溶液降解效果不明显。所以处理亚甲基蓝溶液废水最佳n Fe2+n H2O2=1∶10

2. 不同微波作用时间对亚甲基蓝溶液降解率的影响

取20 ml浓度为50mg/l的亚甲基蓝模拟废水溶液, 在n Fe2+n H2O2=1∶10, 的条件下不同作用时间处理后测定的数据如表2-3所示:

由此可见, 根据预期达到的去除效果及经济能力来看, 处理亚甲基蓝溶液废水较好微波时间t=9 min。

3. 测定亚甲基蓝溶液反应前后的COD值

取10.00 ml重铬酸钾标准溶液, 缓慢加入30 ml浓硫酸和滴试亚铁灵指示液用硫酸亚铁铵溶液滴定, 溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。标定硫酸亚铁铵溶液体积为26.90ml。分别取20.00 ml蒸馏水水样, 稀释10倍后的亚甲基蓝溶液, 在条件1下 (PH=4.05、微波低火、微波时间t=9 min、n Fe2+n H2O2=1∶10) 反应后的溶液, 在条件2下 (PH=3.01、微波低火、微波时间t=9 min、n Fe2+n H2O2=1∶10) 反应后的溶液, 这4种溶液用重铬酸钾法测定的数据如表2-4所示:

亚甲基蓝条件1和2下处理后的COD去除率与降解率比较接近, 说明在微波和Fenton试剂作用条件下降解, 最终变为无机物, 而不是转化为另一种有机物。说明降解效果较好。

二、实验总结

1.本实验用微波与芬顿试剂联用处理亚甲基蓝溶液较好的条件为:n Fe2+n H2O2=1∶10、微波作用时间t=9 min下废水降解率可达96.21%, COD脱色率可达93.33%。

2.实验中Fenton试剂作为一种强氧化剂处理水中有机污染物反应条件温和, 设备简单, 但处理成本高。微波有关材料的电介性质的参数还不完善。所以今后需要使处理技术和设备的不断改进, 、开发高效节能等处理方法, 达到脱色和提高废水可生化性双重功能, 将具有十分重要的社会效益和环境效益。微波和芬顿试剂联用可能将成为一种经济、高效、具有广阔发展前景的污水处理技术

摘要：采用微波和芬顿试剂处理亚甲基蓝模拟废水, 考察了Fenton试剂用量和配比、微波作用时间等条件对降解效果的影响, 并测定了各个条件下废水溶液的COD值从而确定了染料废水较好的处理条件。

关键词：微波,Fenton试剂,亚甲基蓝