湿式氧化法处理偶氮染料活性红1bf

湿式氧化法处理偶氮染料活性红1bf

0降解染料的活性印染废水是水污染的主要原因之一。印染废水中含有大量有机物，具有很深的颜色，很难处理。传统的废水处理包括预处理、化学氧化和生物氧化。在预处理过程中，二次污染容易发生。化学氧化法处理高层印染废水时，废水的颜色非常深。由于废水中存在较大的细菌毒性，很难保持良好的细菌活性。因此，印花废水处理已成为国内外的研究重点。作为一种先进的氧化技术，这一方法具有广阔的应用价值。如果采用湿氧化法，产生高盐沉淀废水的潜在应用价值。该方法具有适应性强、处理效率高、二次污染低、反应速度快等特点。idolarolan等人使用湿氧化法处理黑活动。在250c下，几乎所有活性黑元素都分解。用湿氧化法处理酸性染料需要100分钟，温度为290c。然而，从目前的应用来看，湿氧化法的应用在于反应温度过高，反应时间过长。在这项工作中，作为该方法的一部分，采用硅氧化法后，反应温度显著降低，反应时间短，这可能是通过硅氧化法实现工业化的可能性。因此，在本实验中，选择了具有高毒性和难分解的偶氮染色红作为模型污染物，采用硅氧化法，利用硅氧化法对其分解条件进行了初步探讨。1实验1.1实验原材料活性红2BF是一种主市售的偶氮染料,相对分子质量为1110.1.2实验设备本实验装置为不锈钢高压釜,有效容积50mL,配有电加热炉、搅拌装置以及温度和搅拌转速控制器.1.3投加量的影响取25mL染料溶液,置于高压反应釜内,根据不同的反应条件,投加不同量的KBrO3于反应溶液中,充氧至所需的压力.控温仪程序升温直至所需温度,恒温几个小时.1.4分析TOC采用日本岛津TOC-VCPH型总有机碳测定仪测.2结果与讨论2.1mool/kmool/kmool/kmol/kmol型在化学反应中,一般情况下反应速率常数k与温度T的关系符合著名的阿伦尼乌斯(ArrheniusSA)方程:k=Ae-Ea/RT式中:A为指数前因子;Ea为反应活化能,J/mol;R为摩尔气体常数,8.314J/(K·mol);T为热力学温度,K.温度是湿式氧化过程中的重要影响因素.在活性红2BF质量浓度为400mg/L,n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1、氧分压为0.8MPa、反应时间为6h、pH4的条件下,分别考察了不同反应温度对活性红2BF的TOC去除率的影响,如图1所示.由图1可以看出,在反应温度为130~160℃时,随着温度的升高,TOC去除率增加很快,而温度在160~170℃时TOC去除率增加较慢.理论上虽然升高温度能够继续提高TOC的去除率,但温度升高,电力消耗增加.因此,从工业化及经济角度考虑,选择反应温度为160℃.2.2n基于生物活性红2f,n2e的toc去除在活性红2BF质量浓度为400mg/L、氧分压为0.8MPa、pH4的条件下,分别考察了不同KBrO3投加量[n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0∶1、0.5∶1、1∶1、2∶1]对活性红2BF的TOC去除率的影响,如图2所示.TOC的去除率随着KBrO3的投加量的增加而升高,当KBrO3浓度为摩尔比n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1时,TOC的去除率达到了52%.而继续增加KBrO3的投加量对TOC的去除影响不大,因此本实验最佳KBrO3的投加量为n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1.2.3氧分压的影响在活性红2BF质量浓度为400mg/L,n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1、温度为160℃、pH4的条件下,分别考察了不同氧分压对活性红2BF的TOC去除率的影响,如图3所示.从图3可以看出,TOC去除率随氧分压的增大而增加,当氧分压达到0.8MPa时,TOC去除率达到52%.再升高氧气分压对TOC的去除没有太大的影响.因为当体系压力较低时,所能提供完全氧化活性红2BF的氧气量不足,因此不能将体系中的有机物完全氧化成水和二氧化碳,而当压力超过一定范围之后,即体系中已有足够的氧,氧气向液相传质的推动力较大,这时传质控制不再起主要作用,而使活性红2BF的氧化降解主要受反应控制,所以压力对体系的影响就小了.考虑到TOC去除率,最终选择0.8MPa为实验条件所采用的氧分压.2.4ph值对活性红tvbf降解效果的影响在活性红2BF质量浓度为400mg/L,氧分压为0.8MPa、温度为160℃、反应时间为6h、n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1的条件下,分别考察了不同pH(1、2、3、4、5、6)对活性红2BF的TOC去除率的影响,如图4所示.有些废水pH值越低,氧化效果越好.由图4可以看出,pH值对2BF的氧化降解有一定的影响.在pH4时,TOC去除率最高值为52%.这是因为一方面本实验所采用的KBrO3在酸性的条件下易发生氧化降解作用,另一方面pH值不同,有机物的存在形态可能不同,其氧化还原电位也会不同,因而产生的降解效果也不同.2.5反应时间对活性红tvbftoc去除率的影响湿式氧化一般分为前期的快速氧化和后期的慢速氧化两个阶段.延长反应时间能增加有机物降解率,但时间延长使处理费用增加,且后期反应进行较慢,因此,应从实际情况出发,综合考虑最佳反应时间.在活性红2BF质量浓度为400mg/L,氧分压为0.8MPa、反应时间为6h、n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1、温度为160℃、pH4的条件下,反应时间对活性红2BF的TOC去除率的影响,如图5所示.TOC去除率在反应的前120min内随时间快速变化,120min后去除率随时间增加变慢,曲线趋于平缓.这说明经过快速段后,易氧化物质被氧化,复杂有机物分解为较难氧化的小分子物质.综合考虑经济性和处理效果,反应时间6h为宜.2.6活性红bf在反应的最佳条件下,即n(KBrO3)∶n(活性红2BF)=0.5∶1、温度为160℃、氧分压为0.8MPa、pH4、反应6h,染料溶液由红色变为无色,TOC去除率为52%.3催化剂的投加量(1)采用KBrO3/O2体系,湿式氧化降解偶氮染料活性红2BF的最佳反应条件为:活性红2BF的质量浓度为400mg/L时,氧分压为0