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改进的光-Fenton体系处理活性红2BF的研究

作　者: 姜雪
导　师: 董晓丽
学　校: 大连工业大学
专　业: 环境科学
关键词: 活性红2BF 太阳光-Fenton EDTA 草酸树脂
分类号: X791
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

染料废水是目前我国难治理行业废水之一，其中偶氮染料使用较为广泛，其具有结构复杂、难生物降解性、化学稳定性高和致癌性。因此，研发一种高效、经济的染料废水处理技术，对于保护水环境具有深远的意义。本文以偶氮染料活性红2BF为目标污染物，采用均相和非均相Fenton法对染料进行降解实验研究，得到如下结果：采用太阳光-Fenton均相体系降解活性红2BF的最佳工艺条件为：活性红2BF的浓度为200mg/L，Fe²⁺浓度为0.13mmol/L，H₂O₂浓度为2.6mmol/L，pH为3，选择大连6～8月日光充足的12:00～14:00时进行日光照射，反应30min，活性红2BF脱色率达90.2%，COD去除率为59.2%。采用太阳光-EDTA-Fenton均相体系降解活性红2BF的最佳工艺条件为：活性红2BF的浓度浓度为200mg/L，Fe²⁺投加量为0.13mmol/L，H₂O₂投加量为2mmol/L，EDTA投加量为0.01mmol/L，选择大连6～8月日光充足的12:00～14:00时进行日光照射，反应30min，处理后活性红2BF脱色率达92.4%，COD去除率达79.7%。采用太阳光-FeC₂O₄/树脂-H₂O₂非均相体系降解活性红2BF的最佳工艺条件为：活性红2BF的浓度浓度为200mg/L，H₂O₂浓度为4mmol/L，催化剂用量为250mg/L，初始pH为3，选择大连6～8月日光充足的12:00～14:00时进行日光照射，反应70min，脱色率与COD去除率分别为94.5和72%。非均相Fenton体系处理染料废水的反应动力学表明，染料废水脱色的动力学模型均符合假一级反应动力学方程，其反应半衰期为15.9min。动力学的研究为非均相Fenton体系处理染料废水在工业上的应用提了供理论依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-24
  1.1 选题背景  11-13
    1.1.1 印染废水的来源  11
    1.1.2 印染废水的主要成分  11
    1.1.3 染料的发色机理  11-12
    1.1.4 印染废水的特点  12-13
  1.2 印染废水的治理技术  13-16
    1.2.1 染料工业常用废水处理技术  13-15
    1.2.2 染料废水处理新技术研究进展  15-16
  1.3 Fenton 反应处理染料废水的研究现状  16-22
    1.3.1 Fenton 反应  16-18
    1.3.2 类 Fenton 试剂法  18-20
      1.3.2.1 光-Fenton 法  18-20
    1.3.3 非均相 Fenton 试剂  20-22
      1.3.3.1 含铁固体物质/H_2O_2体系  20-21
      1.3.3.2 无机载体—Fe/H_2O_2非均相体系  21
      1.3.3.4 有机载体-Fe/H_2O_2非均相体系  21-22
  1.4 本文主要研究内容和意义  22-24
第二章太阳光-Fenton 体系降解染料的影响因素分析  24-36
  2.1 引言  24-26
    2.1.1 光助 Fenton 反应氧化作用机理  24-25
    2.1.2 光助 Fenton 反应处理废水的氧化降解特点  25-26
  2.2 实验部分  26-29
    2.2.1 主要试剂  26
    2.2.2 实验仪器  26-27
    2.2.3 过氧化氢理论投加量的计算方法  27
    2.2.4 所需试剂的配制  27-28
      2.2.4.1 染料溶液的制备  27
      2.2.4.2 测定 COD 所需试剂的配制  27-28
    2.2.5 实验步骤  28-29
      2.2.5.1 染料在可见光区的最大吸收波长λ_(max)的确定  28
      2.2.5.2 染料的线性范围的确定  28
      2.2.5.3 实验操作方法  28
      2.2.5.4 反应体系降解效果的评价方法  28-29
  2.3 结果与讨论  29-35
    2.3.1 确定染料的最大吸收波长及标准曲线  29-30
      2.3.1.1 染料最大吸收波长的确定  29-30
      2.3.1.2 染料工作曲线的确定  30
    2.3.2 光助 Fenton 反应降解活性红 2BF 单因素影响实验研究  30-35
      2.3.2.1 光源的影响  30-32
      2.3.2.2 H_2O_2投加量对染料脱色率的影响  32-33
      2.3.2.3 Fe~(2+)投加量对染料脱色率的影响  33-34
      2.3.2.4 初始 pH 对染料脱色率的影响  34-35
  2.4 小结  35-36
第三章太阳光-EDTA-Fenton 体系降解染料的影响分析  36-43
  3.1 引言  36
  3.2 实验部分  36-37
    3.2.1 主要试剂  36
    3.2.2 实验仪器  36-37
    3.2.3 所需试剂的配制  37
    3.2.4 实验步骤  37
      3.2.4.1 实验操作方法  37
  3.3 实验结果与讨论  37-42
    3.3.1 确定染料的最大吸收波长及标准曲线  37
    3.3.2 不同反应体系处理效果的比较  37-38
    3.3.3 EDTA-2Na 浓度对染料溶液降解的影响  38-39
    3.3.4 Fe~(2+)浓度对染料溶液降解的影响  39-40
    3.3.5 H_2O_2浓度对染料溶液降解的影响  40-41
    3.3.6 初始 pH 的影响  41
    3.3.7 染料活性红 2BF 降解过程的光谱分析  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章非均相 Fenton 体系降解染料的影响因素分析  43-57
  4.1 引言  43
  4.2 实验部分  43-45
    4.2.1 主要试剂  43
    4.2.2 实验仪器  43
    4.2.3 所需试剂的配制  43-44
      4.2.3.1 催化剂的制备  43-44
    4.2.4 实验步骤  44-45
  4.3 结果与讨论  45-51
    4.3.1 H_2O_2、树脂 D732 对染料脱色的影响  45
    4.3.2 负载不同价态的铁对染料降解的比较  45-46
    4.3.3 负载不同络合剂对染料降解的比较  46-47
    4.3.4 太阳光-FeC_2O_4/R-H_2O_2体系对染料降解的单因素影响  47-51
  4.4 非均相 Fenton 体系反应动力学的实验研究  51-55
    4.4.1 反应级数的确定  51-52
    4.4.2 确定反应速率常数 k_1  52
    4.4.3 染料降解速率的影响因素  52-55
      4.4.3.1 H_2O_2投加量对反应速率的影响  52-53
      4.4.3.2 初始 pH 对染料脱色率及反应速率的影响  53-54
      4.4.3.3 催化剂投加量对反应速率的影响  54-55
  4.5 本章小结  55-57
第五章结论  57-59
参考文献  59-64
致谢  64

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