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高盐染料废水紫外光强化氧化及双极膜回收碱研究

高盐染料废水紫外光强化氧化及双极膜回收碱研究

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作者：李小蝶华东师范大学

学位级别：硕士

印染废水因其排放量大、可生化性差、难降解、色度高等特点,成为我国最难处理的工业废水之一。其中染色过程中产生的高盐染料废水因其有机物浓度高和无机成分复杂等特点,难以采用生物处理法进行降解,迫切需要探索和开发处理高盐染料废... 详细信息

印染废水因其排放量大、可生化性差、难降解、色度高等特点,成为我国最难处理的工业废水之一。其中染色过程中产生的高盐染料废水因其有机物浓度高和无机成分复杂等特点,难以采用生物处理法进行降解,迫切需要探索和开发处理高盐染料废水的集成新技术。本论文提出基于紫外辐照的高级氧化技术和双极膜电渗析技术(BMED)相结合处理印染废水的研究思路,有望实现高盐染料废水脱色降解并同时脱盐制酸碱,这对实现高盐染料废水的近零排放目标具有重要的研究意义。论文得到的主要结论如下:(1)酸性黄17(AY-17)和罗丹明B(Rh B)染料在UV/ho循环式反应体系中的降解动力学表明,在较宽的p h范围内(5.0-11.0)染料脱色效果保持稳定。增大ho浓度会促进染料的脱色,但过量的氧化剂([ho]>0.5 m M;[ho]>5.0 m M)会降低反应速率。在循环模式下提升流速会促进染料的脱色降解,但继续增大流速(>50 m L/min)未显著提升脱色效率。在适当的ho浓度范围内,染料脱色率随光强的增加而增加。Cl、So、co和hco等共存无机离子对该体系中染料降解速率影响较小,表明UV/ho循环式反应体系对高盐废水的适用性。反应器扩大实验的结果进一步证实了以上结论,确定实验最佳操作条件为1.0 m M ho、250 m L/min和30 W UV。在此条件下反应90 min后AY-17染料的脱色率97.4%,coD去除率95.3%。(2)RhB染料在naco/ho体系中的降解动力学表明,当naco浓度较低时,Rh B在p h 11.0时降解率最大,naco浓度较高时p h 9.0降解效果最佳。增加活化剂naco的用量对染料降解效率呈先促进后抑制的规律。在足够naco含量下,降解速率随ho浓度的增加而增大,而ho过量也会降低脱色效果。电子顺磁共振检测结果表明,naco/ho体系会产生~·oh、o和o等活性物种。在p h 9.0、30 m M ho和500 m M naco的最佳操作条件下,其他染料均呈现良好的脱色效果。除酚藏花红(PF)染料外,在反应120 min后脱色率均在90.0%以上。不同染料在naco/ho体系下的氧化降解效率遵循以下顺序:活性蓝19>AY-17>Rh B>亚甲基蓝>PF。(3)naCl在BMED体系中的脱盐制酸碱实验结果表明,反应开始后盐室p h保持强酸性,随着盐浓度的降低,p h逐渐升高。因阴离子交换膜对h的选择性会低于阳离子交换膜对oh的选择性,最终获得的酸浓度总是低于碱浓度。本实验过程中最佳电解质浓度为1.0 M,操作电压为30 V,初始酸碱浓度为0.1M,初始盐浓度为1.5 M。在此条件下,对经过UV/ho氧化降解过有机物的含盐染料废液进行BMED实验制得的酸碱浓度分别为0.67 M和1.11 M,酸碱产率分别为38.0%和67.3%,与纯na Cl相比仅降低了27.7%和28.4%。

关键词：高盐染料废水过流式反应器 UV/h2o2 na2co3/h2o2 BMED

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