毕业设计论文定稿_图文

1、 印染废水光Fenton氧化题目处理实验研究系(院城市与环境系专业环境工程班级2007级1班学生姓名邢霞学号2007140208指导教师李甲亮职称副教授二一一年六月日独创声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名:二一年月日毕业设计(论文使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文的规定。本人愿意按

2、照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版,同意学校保存学位论文的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文;同意学校在不以营利为目的的前提下,建立目录检索与阅览服务系统,公布设计(论文的部分或全部内容,允许他人依法合理使用。(保密论文在解密后遵守此规定作者签名:二一年月日毕业设计(论文任务书系(院城市与环境系专业环境工程班级2007级1班学生姓名邢霞学号2007140208指导教师李甲亮职称副教授论文题目印染废水光Fenton氧化处理实验研究起止时间自2011年3月2日起至2011年6月10日一、毕业设计(论文题目来源:教师拟定题二、毕业设计(论文的基本要求:1、认真开题论证

3、,明确研究目标与意义、研究背景、研究内容、研究方法、研究思路与技术路线、各项要求与进度安排。2、做好理论知识准备。读书笔记、英文专业资料翻译要围绕本题目领域的主要参考文献资料来进行。3、做好资料的收集。4、设计(论文思路与技术路线清晰、合理。即文章的层次结构要符合科学规律,具有逻辑性、合理性和良好的可读性。5、理论联系实际。理论要与实际相结合,避免理论的堆砌。6、立论正确,论证充分。论点,对策要具有科学性,经得起推敲。论证材料(文献资料要翔实,要有出处,数据要准确,要进行科学求证。文中注释或资料出处的标注号码要与文后的注释或主要参考文献的标号相对应。7、研究结论要具有科学性(主要是系统性、合理

4、性、可行性和良好的可操作性。8、文理通顺,重点突出。专业术语使用要正确,句子要完整通顺,语意表达清楚,上下句子之间语意连接要连贯,层次之间要有过渡段,即文章(案要具有良好的可读性;文章、重点部分与一般部分要分明,重点章节阐述要完整、详细,体现出重要性。9、文章书写与提交格式要符合学院规范要求。10、严格遵守学院,系有关毕业设计(论文阶段的考勤制度与要求,虚心接受指导教师的指导,认真、努力开展工作。11、按计划进度完成各项工作任务,提交有关材料。12、对不清楚的事项和问题,要及时请教指导教师、系办或相关老师。三、毕业设计(论文的主要内容:本课题采用光(UV、可见光Fenton氧化法对滨州市某印染

5、废水进行处理,通过对比分析法确定较为适宜滨州印染废水的光Fenton氧化法,并以pH值、H2O2投加量、FeSO4投加量、反应时间作为影响因素,以印染废水的COD、色度去除率(以印染废水的吸光度的下降率表征色度去除率为测定标准,经实验分析得到此印染废水光Fenton氧化法的最佳运行条件,希望能为当地的印染废水的有效处理提供数据参考。四、进度安排:按照教学计划安排,整个毕业论文(设计历时16周,自2011年3月2日起至2011年6月10日止。毕业论文(设计进度安排如下:1-5周:资料收集、整理;6-12周:毕业论文的撰写;9周:中期检查;13-14周:毕业论文的修改,定稿;15-16周:毕业论文

6、答辩,毕业论文资料、档案的整理,提交。五、主要参考文献资料:1李慧,王建中,张萍,等.印染废水处理技术研究进展J.广东化工,2010, 37(8:137.2马春燕,谭书琼,奚旦立.印染废水处理原则及方法J.印染,2010,16.3Shore J.Advances in direct dyesJ.Indian Fib.Text.Res.1996,21:1-29.4郑广宏,夏邦天,许璟.水处理技术J2008,34(25-8.5安成强,崔作兴,郝建军.电镀三废治理技术M.北京:国防工业出版社,2002.6GOGATEPR,PANDITAB.A review of imperative technol

7、ogies for wastewater treatment I:oxidation technologies at ambient conditionsJ.Advances in Environmental Research,2004,8:501-551.7陶长元,丁小红,刘作华,等.Fenton类氧化技术处理有机废水的研究进展J.化学研究与应用,2007,19(11:1177-1180.8刘红玉,李戎.Fenton反应及其在印染废水处理中的应用进展J.印染助剂,2010,27(9:7-119何新华,倪建玲,陈芳艳.光助Fenton反应催化剂Fe/Al2O3的制备及其对六氯苯的催化活性研究J

8、.环境保护与循环经济,2010,4:41-49.10史红香,胡晓敏.Fenton试剂氧化处理印染废水的实验研究J.辽宁化工(工业水处理,2006,35(4:202-210.11李亚峰,张玲玲,袁晓东,等,混凝Fenton法处理印染废水的试验研究J.沈阳建筑大学学报(自然科学版,2006,22(1:137-140.指导教师(签字:年月日教研室主任(签字:年月日印染废水光Fenton氧化处理实验研究摘要为探索印染厂综合废水COD及色度去除率的效果,本课题对滨州市某印染厂综合污水进行紫外光/可见光-Fenton氧化处理实验研究,考察了不同反应条件对光Fenton氧化处理印染废水效果的影响,包括pH、

9、FeSO4/H2O2投加量和反应时间的因素对处理效果的影响,确定了最佳反应条件。通过实验分析研究得到以下结论:以COD和色度去除率为指标,光Fenton氧化处理该印染废水的最佳条件为:紫外光-Fenton氧化处理,pH=4,H2O2投加量=4mg/L,反应时间=30min,FeSO4投加量300mg/L,COD去除率可达到95.87%,色度去除率可达到96.57%,处理效果较好。关键词:印染废水;光Fenton氧化;实验研究Study on Oxidation Treatment of Printing and Dyeing Waste Water by Photo-Fenton Reagen

10、tAbstractTo explore the COD and color removal rate effect of the comprehensive wastewater,the oxidation treatment of the comprehensive effluent from a printing and dyeing mill of Binzhou by UV/visible-Fenton process is studied. Factors of reaction time,added amount of FeSO4and H2O2,pH on the removal

11、 rate of COD and chromaticity removal rate of printing and dyeing waste water treatment were investigated,and the best reaction conditions were determined.In the end,come to the conclusion through the experimental analysis. Take the removal rate of COD and chromaticity removal rate for index,the bes

12、t reaction conditions of printing and dyeing waste water treatment by PhotoFenton process is in pH4,H2O2dosage4mg/L,reaction time 30min,FeSO4dosage300ml/L by UVFenton reagent,95.87%of COD removal rate and96.57%of discoloring rate are achieved.The effect of the treatment is good.Keywords:Printing and

13、 Dyeing Waste Water;Photo-Fenton reagent; Oxidation degradation;Experiment research目录引言 (1第一章绪论 (21.1印染废水处理概述 (21.2Fenton氧化处理印染废水国内外研究进展 (31.3课题的研究目的意义、内容和技术路线 (41.3.1课题的研究目的意义 (41.3.2课题研究的内容 (41.3.3技术路线 (5第二章试验方法与材料 (62.1实验水样 (62.2主要仪器和药品 (62.3实验步骤 (62.3.1实验设计 (62.3.2指标测定 (72.3.3数据分析 (7第三章结果与讨论 (83

14、.1Fenton氧化正交试验结果 (83.2紫外光Fenton氧化单因素影响分析实验 (93.2.1pH值对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响 (93.2.2H2O2投加量对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响 (103.2.3FeSO4投加量对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响 (113.2.4反应时间对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响 (123.3可见光Fenton氧化单因素影响分析实验 (133.3.1pH值对可见光-Fenton氧化处理印染废水的影响 (133.3.2H2O2投加量对可见光-Fenton氧化处理印染废水的影响 (143.3.3FeSO4投加量对可

15、见光-Fenton氧化处理印染废水的影响 (153.3.4反应时间对可见光-Fenton氧化处理印染废水的影响 (163.4对比分析 (173.5本章结论 (18第四章结论 (20参考文献 (21致谢 (23引言随着工业化、城市化加快,世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。中国系世界上缺水最严重的国家之一,全国所有的城市中目前大约一半的城市缺水,水污染的恶化更使水短缺更为严重。地处黄河三角洲核心地带的滨州,其优势特色产业印染纺织业每年带来巨大的经济效益,但印染废水具有水质水量变化大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、成分复杂、可生化性较差等特点。印染行业中的废水排放,不仅污染水资源,还将带来潜

16、在的更为严重的水污染灾害。如:印染废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,影响水生生物和微生物生长,不利于水体自净,同时易造成视觉上的污染,严重污染的水体会影响到人类的健康;铬、铅、汞等重金属盐类在自然环境中能长期存在,并且会通过食物链等危及人类健康,在日本就曾发生过重金属汞和镉污染而造成的水俣病、痛痛病等公害事件;许多含氮磷的化合物大量用于净洗剂,尿素也常用于印染各道工序,使废水中总磷氮含量增高,排放后使水体富营养化,中国池塘大面积死鱼和近海水域发生赤潮就是明显的水体富营养化的例子;又如印染废水中的某些染料为有毒难降解有机物,化学稳定性强,具有致癌、致畸、致突变作用1;每排放1t印染废水,就

17、会污染20t水体,不仅直接危害人类健康,还严重破坏水体、土壤及生态环境。因而,对印染废水的有效处理一直是工业废水治理的研究热点之一2.印染废水的排放将直接影响滨州地区的水质,其处理不当造成的污染将成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害,因此解决好滨州市印染废水的有效处理问题尤为重要。第一章绪论1.1印染废水处理概述印染行业是典型的高耗水产业,每年需消耗近亿吨的工艺用软化水。印染废水来源及污染物成分十分复杂,具有水质变化大、有机物含量高、色度高(主要为有色染料等特点3。据不完全统计,我国印染行业废水日排放量为300 400万m3,是各行业中的排污大户之一4。并且随着近年来仿真丝的兴起,化学纤维织

18、物的发展和印染后整理技术的进步,使PVA浆料、人造丝碱解物、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,从而使印染废水的处理变得更加困难。随着国家和社会对环境保护要求的日益重视和对可持续发展的要求,印染废水的有效处理工艺引起了人们较为的广泛关注。目前,印染废水处理技术主要有物理吸附法、膜技术法、生化法及氧化法,国内外处理印染废水仍以生物法为主,生物法是利用微生物酶来氧化或还原染料分子,破坏其不饱和键及发色基团,从而达到处理目的5。但生物法对色度去除率低,大部分染料的可生化性较差,并且它仅对染料起吸附作用而不是降解作用。此外,生化法还由于染料中Cu、Cr、Zn、As的存在使生物中毒而失去活性。F

19、enton氧化法成为近三十年来发展起来的废水处理新方法。很多学者已经对印染废水的Fenton氧化处理以及改性Fenton氧化处理方法做了大量的研究,取得了较大成就。Fenton氧化法处理印染废水实质是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基(OH,OH具有很强的氧化能力,可与大多数有机物和许多无机溶液以高速率常数反应6.其中,Fe2+起催化作用,而H2O2起氧化作用.可用反应式(Fe2+H2O2Fe3+OH-+OH表示7.Fe3+能催化分解H2O2,H2O2与Fe3+的反应(也称为类Fenton反应主要产生活性自由基HO2,其反应式为8:Fe3+H2O2Fe2+H+HO2.

20、虽然Fe3+比Fe2+价格便宜,Fe3+有利于废水的降解,但是对H2O2的分解速率和有机物氧化速率不如Fe2+,所以关于Fe3+的报道并不多9。研究表明,Fenton 法价格低廉、无毒,几乎可使印染废水完全脱色和去除COD,逐渐成为染料降解和脱色的主要方法.传统的Fenton法处理废水时间长、H2O2利用率较低。,国内外许多学者已经开始研究改性Fenton法对印染废水的处理效果。.本文采用光Fenton氧化法处理印染废水,取得良好的处理效果,为该工艺的工业化应用提供了理论依据。1.2Fenton氧化处理印染废水国内外研究进展1984年,H.J.H Fenton发现Fe2+可通过H2O2促进苹果

21、酸的氧化,揭开了Fenton 试剂的应用序幕.刘红玉等10针对目前Fenton试剂在应用中存在的问题,指出了解决方法并展望了发展前景.何新华、陈芳艳等采用Fenton试剂对某染袜厂两股含阳离子染料的印染废水进行了处理,并通过正交实验确定了Fenton试剂处理该废水的最佳操作条件。史红香等11对抚顺市汉阳纤维有限公司的印染废水进行Fenton试剂氧化处理,实验证明此方法是一种经济有效的印染废水处理技术。但传统的Fenton 法处理废水时间长、H2O2利用率较低。为提高对有机物的去除效果,国内外许多学者已经开始研究改性Fenton法对印染废水的处理效果。李亚峰等研究了混凝Fenton法对印染废水色

22、度和COD的处理效果,解决印染废水的色度与有机物难于处理的问题.,证明混凝Fenton法对印染废水的色度和COD能够进行有效的去除,且方法简单12。姜兴华等采用铁炭微电解-Fenton联合氧化技术对印染废水生化处理的出水进行深度处理,最终使各项指标均达到印染废水回用的标准。在所有高级氧化技术中,在紫外和可见光辐射下的光助Fenton氧化技术处理高浓度有毒有害难降解有机废水最具有应用前景,至今已有成功的工业应用实例13。当有光辐射时,Fenton试剂氧化性能有很大改善,有机物分解速率可大大提高。KaiqunWu等证实可见光比黑暗条件更易加快孔雀绿的分解速率14。光Fenton法自由基机理简述如下

23、图1.1所示。光Fenton氧化法已经被众多工作者用来降解有机化合物废水,并探讨其最佳参数,M.Muruganandham和M.Swaminathan证实,几种高级氧化技术的脱色效率有如下顺序:UV/H2O2/Fe2+UV/TiO2Fe2+/H2O2UV/H2O2.另外,Caio F.Gromboni等证实微波Fenton法可迅速降解有机废水15。X.Zhang 等发现,氮功能碳纳米管(NCNT在电Fenton降解甲基橙的过程中,NCNT电极可以迅速去除甲基橙。王鹏等用超声波/Fenton法联合处理分散玉红染料废水,结果表明:Fe 3+OHh超声波对Fenton 试剂处理分散玉红染料废水具有强

24、化作用16。CO 2+H 2O图1.1光Fenton法自由基机理1.3课题的研究目的意义、内容和技术路线1.3.1课题的研究目的意义印染废水具有水质水量变化大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、成分复杂、可生化性较差等特点。印染行业中的废水排放,不仅污染水资源,而且对生物体造成一定影响.随着近年来化学纤维织物的发展,传统的生化处理工艺很难使其达标排放。国内外对印染废水的处理已有研究,借鉴前人的研究成果,本研究利用光Fenton 氧化法对滨州某印染废水进行有效处理,对于改善印染废水的降解意义重大。1.3.2课题研究的内容该课题主要通过紫外光/可见光-Fenton 氧化法处理印染废水,对反应pH

25、值、H 2O 2投加量、FeSO 4投加量和反应时间并进行单因素分析试验,测定印染废水处理前后COD 和色度的去除率,确定光Fenton 氧化处理印染废水的最佳反应条件。Fe 化合物的分解Fenton 反应Fe 2+有机化合物的氧化自由基重组1.3.3技术路线本课题的主要技术路线如下图1.2所示:滨州市印染废水的光Fenton氧化处理查阅资料,了解实验室条件,选择适宜的印染废水处理方法UV/Fenton氧化处理可见光/Fenton氧化处理取印染废水样品,对其进行光Fenton氧化处理单因素分析法确定Fenton氧化处理的最佳运行条件为滨州市印染废水的有效处理提供参考数据图1.2技术路线第二章试

26、验方法与材料2.1实验水样试验所用的印染废水取自滨州市某印染厂的综合排污口,废水初始指标如下: COD343mg/L,pH8.00(用PHS-3D型酸度计测得。2.2主要仪器和药品1主要器材202-00AB台式电热恒温干燥箱,FA1004N分析天平,5B-1C型COD消解装置, 5B-1C型COD快速测定仪,石英紫外线杀菌灯,PHS-3D型酸度计,手持进样器(0. 55.0ml,消解管,烧杯(100ml、250ml、500ml、1000ml,玻璃棒,胶头滴管,移液管(0.2ml、1ml、5ml,吸耳球,药匙,称量纸,橡胶手套,秒表等。2主要试剂30%H2O2(AR、FeSO47H2O(AR、浓

27、硫酸(AR、水质监测专用耗材(D 试剂、E试剂,蒸馏水。2.3实验步骤2.3.1实验设计(1Fenton氧化处理实验取一定量水样于烧杯中,调节水样pH,用进样器取一定量的H2O2,用分析天平称取一定量的FeSO4于水样中,搅拌使其反应一定时间,静置后取上清液测定COD 和色度。正交试验因素水平见表2.1。(2UV-氧化处理实验实验设计同上,印染废水在UV-Fenton氧化条件下进行。(3可见光-Fenton实验设计同上,印染废水在可见光-Fenton氧化条件下进行。表2.1正交试验因素水平表水平H2O2/mgL-1FeSO4/mgL-1pH反应时间/min1220032023300430344

28、005402.3.2指标测定(1COD测定按照以上实验设计方案,分别测定处理前后印染废水COD指标,计算COD去除效率。具体步骤如下:打开5B-1C型消解装置,预热至165,分别向空白样品、待测样品1、待测样品2等,加入2.5ml蒸馏水以及2.5ml待测样品;向试管中加入0.7mlD试剂,再加入E试剂4.8ml,摇匀将空白及待测水样放入165的消解仪中进行消解10分钟;4消解结束后将试管移于空气冷却槽中冷却2分钟,用移液管向各试管加2.5ml 蒸馏水摇匀后,置于水冷槽中冷却2分钟;5将冷却后的样品用5B-1C型COD快速测定仪测定水样中的COD、吸光度;(2色度测定利用5B-1C型COD快速测

29、定仪,分别测得处理前后印染废水的吸光度值,计算色处理后废度去除率。其中以吸光度的下降率表征废水的脱色率(=原废水吸光度A0水A/原废水吸光度A2.3.3数据分析分析光Fenton氧化处理正交试验所得数据,对各个影响因素的影响程度进行分析讨论,得出光Fenton氧化处理印染废水各个影响因素上的最佳反应点。综合分析所得数据,最后确定光Fenton氧化处理印染废水的最佳的反应条件。第三章结果与讨论3.1Fenton 氧化正交试验结果对样品进行Fenton 氧化处理,测定COD 和色度去除率,数据分析结果见表3.1。表3.1Fenton 正交试验结果试验序号pHH 2O 2量/mgL -1FeSO 4

30、/mlL -1反应时间/minCOD 去除率/%色度去除率/%1540022047.2366.312540042050.6470.483540062039.5767.254530023041.7269.575530043062.3775.636530063060.5272.847520024055.2365.768520044048.3169.319520064044.2470.6410440022057.3873.5211440042060.4279.2112440062049.6381.3613430023074.3287.5314430043083.4588.4615430063069.

31、5284.2416420024053.4180.3117420044052.7182.6318420064060.5378.5319340022049.2369.2120340042058.2170.4221340062065.2465.3522330023056.7268.5423330043065.9180.5724330063047.9676.4225320024050.2672.5426320044055.3767.5727320064059.4160.23K 1i (COD 52.7253.0653.9453.15K 2i (COD 62.3762.5059.7162.49K 3i

32、(COD 56.4853.2755.1853.26R i (COD 9.659.23 5.779.22K 1j (色度69.7571.4672.5971.47K 2j (色度81.8778.3176.1478.32K 3j (色度70.0971.9572.9871.94R j (色度12.12 6.85 3.556.85采用极差分析法分析,由表3.1的结果可以看出,在所选定的影响因素中,对COD去除率影响的主次顺序为:pH值H2O2的投加量反应时间FeSO4投加量。对于色度去除率,各因素影响的主次顺序为:pH值反应时间H2O2的投加量FeSO4投加量。直观分析可知:5号、12-18号、23号实

33、验得到较好的处理效果。其中,色度去除率均超过75%;COD去除率大多超过60%,由此可知对色度去除率效果较好。以COD和色度去除率为指标,可得出Fenton氧化处理印染废水的最佳条件为pH=4, H2O2投加量为4mg/L,FeSO4投加量为300mlL-1,反应时间为30min。3.2紫外光Fenton氧化单因素影响分析实验在酸性条件下,H2O2在Fe2+催化作用下分解产生反应活性很高的羟基自由基OH,其可以氧化废水中的一些物质17,18,而OH的产生受多种因素的影响,不同废水成分所需的最佳反应条件也不尽相同。本课题对印染废水pH值、H2O2投加量、FeSO4投加量和反应时间四因素进行单因素

34、实验分析。3.2.1pH值对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响一些工作者通过试验得出Fenton试剂最佳pH值为3.03.5,可以用硫酸来调节19。pH低于2.5时,易生成Fe(II(H2O2+,该化合物可与H2O2反应,减少OH的形成, pH高于4时,亚铁离子易变成铁离子形成络合物,OH的氧化电位随着pH的增加而降低,当pH超过10时,不仅H2O2分解,而且Fe2+失活,氧化作用消失。pH值影响UV-Fenton氧化处理结果如表3.2.1和图3.2.1所示。表3.2.1不同pH条件下UV-Fenton氧化处理印染废水效果pH值COD去除率/%色度去除率/%367.5871.45489.

35、9596.08552.3296.01 图3.2.1pH 值对UV-Fenton 氧化处理印染废水的影响(注a :H 2O 2=4ml/L ,FeSO 4=300mg/L ,反应时间=30min实验表明,在UV-Fenton 氧化处理印染废水时,当反应的pH 4时,印染废水COD 和色度去除率均随pH 值增大而增大,在pH 值达到4左右时,印染废水的COD 和色度去除率达到最大值,之后COD 去除率急剧下降,色度去除率也逐渐降低。所以此反应就COD 和色度去除率而言,最佳的反应pH 值为4.0左右。实验结果表明在弱酸性条件下,光Fenton 氧化处理印染废水效果最好。3.2.2H 2O 2投加量

36、对UV-Fenton 氧化处理印染废水的影响H 2O 2投加量影响UV-Fenton 氧化处理印染废水效果如表3.2.2和图3.2.2所示。表3.2.2不同H 2O 2投加量时UV-Fenton 氧化处理印染废水效果H 2O 2投加量/mgL-1COD 去除率/%色度去除率/%281.3289.13491.7596.47691.6796.32 图3.2.2H2O2投加量对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响(注b:FeSO4=300mg/L,pH=4.0,反应时间=30min从图3.2.2可以看出,随着H2O2投加量增加,印染废水紫外光Fenton氧化处理印染废水的COD的去除率和色度去除

37、率始终保持增长的趋势。当H2O2投加量达到4 ml/L时,增长趋势开始减缓,此时印染废水的COD去除率已经达到了91.75%,色度去除率达到96.47%,此时印染废水的COD值已经达到国家工业废水排放标准。综合考虑到对印染废水COD去除率及色度去除率的最佳双氧水投加量及经济因素等方面,此反应中H2O2的最适宜投加量为4ml/L。3.2.3FeSO4投加量对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响FeSO4投加量影响UV-Fenton氧化处理印染废水效果如表3.2.3和图3.2.3所示。表3.2.3不同FeSO4投加量时UV-Fenton氧化处理印染废水效果投加量/mlL-1COD去除率/%色度

38、去除率/%FeSO420090.9785.2330095.8796.5740095.7394.83 投加量对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响图3.2.3FeSO4(注c:H2O2=4ml/L,pH=4.0,反应时间=30min由图3.2.3可知,FeSO4的投加量对印染废水的COD和色度去除率影响较大。在一定范围内,随着投加量的增大,COD和色度去除率逐渐增大,但FeSO4投加量超过300mg/L时,COD和色度去除率开始下降。这是因为在反应过程中,Fenton 试剂存在一个最佳的H2O2与FeSO4投加量比,过量的H2O2会与OH发生副反应: OH+H2O2HO2+H2O,过量的Fe

39、2+会与OH发生副反应:Fe2+OHFe3+ OH-,从而消耗体系中起主要作用的OH。当的投加量超过一定比例时,COD和色度去除率就会减小。实验结果表明,该实验的FeSO4最适宜投加量为300mg/L。3.2.4反应时间对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响反应时间影响UV-Fenton氧化处理印染废水效果如表3.2.4和图3.2.4所示表3.2.4不同反应时间时UV-Fen ton氧化处理印染废水效果反应时间/min COD去除率/%色度去除率/%1062.1283.612074.6290.763091.3296.614090.7596.135091.496.41 图3.2.4.反应时间

40、对UV-Fenton氧化处理印染废水的影响(注d:H2O2=4ml/L,FeSO4=300mg/L,pH=4.0由图3.2.4可以看出,在紫外光-Fenton氧化处理印染废水的过程中,COD和色度去除率随反应时间的增加而逐渐增大,当时间达到30min后,COD和色度去除率达到最大值,之后的去除率不再增加甚至略微减小。实验结果表明,当pH=4,H2O2投加量为4ml/L时,FeSO4投加量为300mg/L,反应时间为30min时,紫外光Fenton氧化处理印染废水具有较好的处理效果,COD 去除率达到91.32%,色度去除率达到96.61%。3.3可见光Fenton氧化单因素影响分析实验3.3.

41、1pH值对可见光-Fenton氧化处理印染废水的影响不同pH条件下可见光-Fenton氧化处理结果如表3.3.1和图3.3.1所示。表3.3.1不同pH条件下可见光-Fenton氧化处理印染废水效果pH值COD去除率/%色度去除率/%343.7559.37465.3281.01541.5880.23 图 3.3.1pH 值对可见光-Fenton 氧化处理印染废水的影响(注e :H 2O 2=4ml/L ,FeSO 4=300mg/L ,反应时间=30min 实验表明,在可见光-Fenton 氧化处理印染废水时,当反应的pH 可见光-Fenton氧化Fenton氧化。通过数据分析可知,可见光-F

42、enton氧化处理印染废水的效果在最佳反应时间内与UV-Fenton氧化处理印染废水的效果接近:可见光-Fenton氧化中,t=50min时,COD去除率达90.12%,色度去除率达89.47%; UV-Fenton氧化中,t=30min时,COD去除率达91.75%,色度去除率达96.61%。UV-Fenton的COD去除率比Fenton氧化的COD去除率高9.95%,UV-Fenton的色度去除率比Fenton氧化的色度去除率高9.21%。3.5本章结论通过以上的单因素实验分析和比较,可以确定光-Fenton氧化反应的最佳反应条件。以COD和色度去除率为指标,在紫外光-Fenton氧化处理

43、印染废水过程中,最佳反应条件为:pH=4,H2O2投加量=4mg/L,FeSO4投加量=300mg/L,反应时间t=30min。在可见光-Fenton氧化处理印染废水过程中,最佳反应条件为:pH=4,H2O2投加量=4mg/L,FeSO4投加量=300mg/L,反应时间t=50min;其中,在t=30min 时色度去除率已达到最大值,在t=50min时COD去除率达到最大值,并且COD去除率与紫外光-Fenton氧化处理印染废水在t=30min时的去除效果接近。综合分析得出结论:光-Fenton氧化处理印染废水的最佳实验条件为:UV-Fenton氧化,pH=4, H2O2投加量=4mg/L,F

44、eSO4投加量=300mg/L,反应时间t=30min.第四章结论Fenton试剂在印染废水处理中有较好的降解效率,不管是在实验室研究还是在实际的工业运用中,都有良好的效果。Fenton法无毒、价格低廉,几乎可使印染废水完全脱色和去除COD,逐渐成为染料降解和脱色的主要方法.但目前Fenton法也存在一定的问题,如Fenton法处理废水时存在H2O2利用率较低、适用pH值范围小和出水中含有大量铁离子,工业化应用成本仍较高,因此需要进一步研究Fenton法的反应机理和动力学规律,为实现工厂化的应用打下基础。目前国内外侧重于改性Fenton法,有光-Fenton法、电-Fenton法、超声波Fen

45、ton 混凝法、Fenton-微电解法等,这些综合的处理工艺能够更好的发挥Fenton试剂的氧化降解作用,降低成本,增加处理效率,达到经济与环境双赢的目的。其中研究比较成熟的方法是光Fenton法.光Fenton法的优点在于降低了Fe2+用量,提高了H2O2利用率.这是由于Fe2+和紫外线对H2O2的催化分解存在协同效应.该法的主要问题是太阳能利用率仍然不高,能耗较大,处理设备费用较高。实验分析证明,在实际操作中,控制好H2O2的用量,不仅可以避免H2O2对体系的不利影响,又合理控制了处理费用使其在最佳条件下反应。因此,光Fenton氧化处理印染废水的过程中应严格控制反应条件,如反应初始pH值

46、、H2O2和FeSO4投加量、反应时间等,确保实验在最佳条件下进行,提高光-Fenton氧化处理印染废水的COD和色度去除率。参考文献1Shore J.Advances in direct dyesJ.Indian Fib.Text.Res.1996,21,1-29.2郑广宏,夏邦天,许璟.水处理技术J2008,34(25-8.3马春燕,谭书琼,奚旦立.印染废水处理原则及方法J印染,2010,16:30-32.4李慧,王建中,张萍,等.印染废水处理技术研究进展J.广东化工,2010,37(8:137.5安成强,崔作兴,郝建军.电镀三废治理技术M.北京:国防工业出版社,2002.6GOGATE

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