摘要:分别采用紫外线照射(UV)、臭氧(O3)氧化、UV/O3联合法处理活性艳蓝KN-R模拟印染废水,对不同方法的处理效果及影响因素进行研究。结果表明:单纯UV法处理模拟印染废水脱色及COD去除效果甚微;O3氧化处理模拟印染废水,脱色效果明显,COD的去除效果不明显;UV/O3联合法脱色效果明显优于单纯的UV法或O3氧化法,当废水初始浓度为400 mg/L,pH值为12,臭氧空气流量为80 L/h,处理60 min时脱色率高达99.4%,COD去除率为32.0%。
关键词:紫外线;臭氧;活性艳蓝KN-R;脱色率;COD去除率;印染废水
0·引言
纺织印染行业在国民经济发展中占有相当重要的地位,是与日常生活密切相关的行业。作为纺织大国,印染废水也成了中国水污染的重要污染源之一。据不完全统计,中国印染废水每天排放量约在300万~400万t以上,占全国各工业部门排放总量的第5位[1]。为了使印染废水满足排放标准,研究人员不断探索出一些新型印染废水处理方法。由于废水成分复杂,单一处理方法往往不能达到理想的处理效果,因此可根据污染物的不同采用几种方法的组合来完成对印染废水的彻底处理。臭氧(O3)是一种氧化性很强、应用很广的氧化剂,臭氧氧化脱色就是利用O3的强氧化能力破坏染料分子的发色基团,从而达到脱色和降解有机物的目的。印染废水中的某些有机污染物在O3单独作用下最终降解成醋酸、草酸等,它们停留在水中,很难被臭氧进一步氧化。O3联合紫外线(UV)催化臭氧产生具有极强氧化性的·OH,而且能激发水中的物质,使其成为激发态,加速有机物氧化反应的速率,与单独的O3法或UV法相比,其氧化速率可增加102~104倍,并且还可以使有机物被完全氧化降解为CO2和H2O[2-7],得到更好的处理效果。笔者分别探讨UV法、O3氧化法及UV/O3联合工艺对模拟印染废水的处理效果,以及各影响因素对模拟废水处理效果的影响。
1·实验部分
1.1实验仪器及试剂
实验仪器:HF-8臭氧发生器(臭氧发生量8 g/h,风量1.5 m3/h,珠海银和臭氧设备有限公司),LZB-4玻璃转子流量计(浙江余姚),CM-02台式COD测定仪(北京双晖京承电子产品有限公司),722E型分光光度计(上海光谱仪器有限公司),磁力搅拌器(常州国华),塞多利斯酸度计(PB-21),紫外汞灯(500 W)。实验试剂:硫酸(AR),氢氧化钠(AR),活性艳蓝KN-R(天津)。
1.2实验方法
模拟印染废水的配制:称取活性艳蓝KN-R溶于一定量的蒸馏水中,配成一定浓度的模拟印染废水,初始模拟废水浓度按400 mg/L配制。实验利用臭氧发生器产生臭氧化空气,O3发生量为8 g/h,压缩空气流量为1.5 m3/h。实验时量取500 mL水样置于大烧杯中,UV法处理时将烧杯置于磁力搅拌器上进行搅拌,并将水样和磁力搅拌器一起置于500 W的紫外汞灯下照射,间隔一定时间取样测量;O3处理时将水样置于大烧杯中,臭氧化空气通过玻璃转子流量计计量后通入到大烧杯中,间隔一定时间取样测量;联合法处理时将臭氧化空气通入水样,并将水样放在紫外灯下照射,间隔一定时间取样测量活性艳蓝的浓度及COD值,计算脱色率及COD去除率。活性艳蓝KN-R的浓度用分光光度法在其最大吸收波长592 nm处测量吸光度,浓度按标准曲线A=0.031 9c+0.002 4(R2=0.999 9)计算,式中c为活性艳蓝浓度(mg/L),A为吸光度。COD值测量时,先用COD测定仪消解,然后在610 nm处测其吸光度,根据吸光度值按标准曲线COD=4 205.4A+3.833 4(R2=0.999 9)计算水样COD值,求出脱色率及COD去除率。
2·结果与讨论
2.1 UV法处理
将500 mL浓度为400 mg/L的模拟印染废水置于大烧杯中,将烧杯置于磁力搅拌器上进行搅拌,并将水样和磁力搅拌器一起置于500 W的紫外汞灯下照射,间隔10 min取样测量活性艳蓝浓度和COD值,求出脱色率和COD去除率。实验结果如图1。
图1表明,单纯的紫外光照射对模拟印染废水脱色及COD去除效果均不明显。处理60 min后脱色率和COD去除率分别为13.3%和8.8%。
2.2 O3氧化法处理
2.2.1 O3氧化时间的影响
将500 mL浓度为400 mg/L的模拟印染废水置于大烧杯中,通入臭氧化空气,调节臭氧化空气流量为80 L/h,每隔10 min取样,测量活性艳蓝浓度和COD值,求出脱色率和COD去除率。实验结果如图2。
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