利用正交设计法和自制的固定床光傕化反应器对实际印染废水的处理进行了所究,探计了去除色度和CODcr的最佳条件,实验表明,固定床光摧化氧化能有效降低实际印染度水的CODcr和色度,在300W紫外光灯照射下,PH值为6和光照时间120min时,适当投加H2O2其去除故果明显.
1实验部分
1.1主要仪器和试剂
自制的光催化反映器;微型泵(深圳市吉力源机电设备有限公司),速测仪(河北承德市华通环保仪器厂〕;721型分光光度计(上海市第三分析仪器厂〉;PHS-25型沖计(上海雷磁仪器厂);300W髙压隶灯(上海飞利浦亚明灯泡厂),JB-3型定时恒温磁力搅拌器(上海雷磁仪器厂新泾分厂)
TiO2(工业级,锐钛矿型广州钛白粉厂);2~3 mm的玻璃珠;邻苯二甲酸氢甲(AR,北京化工厂);专用氧化剂、专用催化剂(承德市华通环保仪器厂);HgSO4(AR,贵州铜仁化学试剂厂);H2O2(30%,GB,天津东方化工厂);NaOH(CP);H2SO4(CP),无有机物二次蒸馏水;无水乙醇(AR,天津市河东区红岩试剂厂);铁筛网;马沸炉。
1.2实验方法
在100mL蒸馏水中加人3.5gTiO2充分搅拌30min,再把玻璃珠(用无水乙醇和蒸馏水充分洗干净后干燥)投人其中继续搅拌30min然后通过铁筛网过滤并自然风干’把滤液搅拌20―后再次往玻璃珠上淋洒,自然风干后在马沸炉里焙烧3h[1-2]。把玻璃珠装载在固定床反应器中,利用栗循环废水,调节出水流量以保持液面高度(不低于玻璃珠的高度)先打开冷却水,调节反应时间再开启汞灯预热6min光照开始,待反应后取液分析。
1.3实验条件的安排
动力学及有关研究表明反应时间、初始值、H2O2浓度'光照强度对光催化降解效果影响较大[3-4]且各因素间相互影响。对各因素进行全面的考察,本实验在其他条件确定的情况下,对以上四因素采用正交试验法进行四水平的正交实验,以探明各个因素之间相互影响的关系及各自的显著程度,初步确定了处理该类废水的最佳工艺参数。正交实验条件安排如表1所示。
1.4分析方法
采用催化快速测定法测定光催化降解前后的值;采用稀释倍数法测定废水的色度。
2实验结果
实验结果如表2所示,可以看出以下5点:
1)对CODcr去除率影响因素显著性先后顺序为:PH值〉光照时间〉H2O2投加量〉光照强度;对脱色率影响因素先后顺序也是:PH值〉光照时间〉H2O2加量〉光照强度。但在实验过程中可明显看出废水脱色较CODcr去除快,在评价光解反应效果时以CODcr除率为主要指标,脱色率为参考指标。
2)对于光强,可看出两者的效果很接近,从经济方面考虑,应选用300W的灯,而PH值是需要严格控制的,尤其是当PH值为11时,无论对去除CODcr还是脱色都很不利,因为废水中的污染物与01形成了一种更稳定的物质。
3〕对于去除CODcr,PH值为3时最佳,但PH值为6时也很接近它的效果,从工业方面和废水本身考虑,应选PH值为6时。根据光催化氧化的反应机理,在低PH值条件下,OH-凡易通过与被吸附的O2-系列结合,在形成H2O2的基础上进一步反应生成。
4)反应时间对于脱色率是随着时间的增长一直增大的。而对于却出现中间反常现象,因为有机物分解需要一定时间,光照时间太短,不能分解完全,有色染料的发色团和助色团先被破坏,生成了许多小分子有机物更易被重铬酸钾氧化,使得CODcr的去除率出现波动。
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