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还原铁粉和活性炭活化过硫酸钠处理甲基橙废水的试验研究

发布时间:2018-01-21 23:13

  本文关键词: 偶氮染料废水 高级氧化 过硫酸钠 还原铁粉 活性炭 出处:《郑州大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着人们生活水平的提高,在生活以及生产过程中对染料的需求越来越大,偶氮染料由于种类众多而且性质稳定得到了最为广泛的应用,偶氮染料的使用量占据了整个染料市场的一半以上,随之而来的就是在生产和使用偶氮染料的过程中产生的大量偶氮染料废水,由于偶氮基两端连着芳香环的结构使得偶氮染料分子性质非常稳定,而且偶氮染料降解的中间产物芳香胺类化合物具有很大的毒性,是典型的“三致”物质,对生物的危害性极大,因此,偶氮染料废水成为了典型的难降解废水。本文尝试用近几年来发展很快的一种高级氧化法——基于硫酸根自由基的高级氧化法对偶氮染料废水的处理进行研究,选用甲基橙作为偶氮染料的典型代表,模拟染料废水,首先分别研究了还原铁粉和活性炭活化过硫酸钠降解甲基橙废水的最佳运行条件和处理效果,然后针对研究中出现的问题提出了两种对催化剂的改进方案,进而又研究了铁改性活性炭的最佳改性条件以及改性活性炭催化过硫酸钠降解甲基橙的处理效果,研究了用聚乙烯醇/海藻酸钠/聚乙二醇包埋还原铁粉和活性炭制备复合材料催化剂的最佳制备条件以及复合材料催化剂各组分的含量对复合材料催化剂/过硫酸钠体系处理甲基橙废水效果的影响。在还原铁粉活化过硫酸钠处理甲基橙的实验阶段,研究得出:酸性和中性环境更有利于还原铁粉/过硫酸钠体系对甲基橙的降解;其他四个因素对还原铁粉/过硫酸钠体系降解甲基橙效果的影响程度大小关系为:还原铁粉投加量反应时间转速过硫酸钠投加量;单因素优化得到的最佳处理条件:甲基橙溶液浓度为200mg/L时,还原铁粉投加量为16mmol/L(即0.8936g/L),过硫酸钠投加量为1mmol/L,转速为240r/min,反应3h,MO去除率为73.15%。在活性炭活化过硫酸钠处理甲基橙的实验阶段,研究得出:酸性、中性和碱性环境都不影响活性炭/过硫酸钠体系对甲基橙的降解;其他三个因素对活性炭/过硫酸钠体系降解甲基橙效果的影响程度大小关系为:活性炭投加量反应时间过硫酸钠投加量;单因素优化得到的最佳处理条件:甲基橙溶液浓度为200mg/L时,活性炭投加量为0.9g/L,过硫酸钠投加量为0.6mmol/L,240r/min的转速条件下,反应6h后MO去除率为92.21%。在改性活性炭活化过硫酸钠处理甲基橙的实验阶段,研究得出:三个因素对改性活性炭的改性效果的影响程度大小关系为:焙烧温度FeCl3溶液浓度焙烧时间;单因素优化得到的最佳改性条件:活性炭在0.4mol/LFeCl3溶液中浸渍,在150℃条件下焙烧1h。在最佳改性条件下制得的活性炭处理效果较改性之前提高了10.17%。在复合材料催化剂活化过硫酸钠处理甲基橙的实验阶段,研究得出:在一定的范围内,聚乙烯醇和聚乙二醇含量越高,铁碳比值越小,复合材料催化剂/过硫酸钠体系对甲基橙的处理效果越好,在一定的范围内,海藻酸钠的最佳使用量是0.4%;四个因素对复合材料催化剂/过硫酸钠体系降解甲基橙效果的影响程度大小关系为:Fe/C比值SA含量PEG含量PVA含量。复合材料催化剂的研制在一定程度上解决了硫酸根自由基利用率低的问题。
[Abstract]:With the improvement of people's life, in the life and production process requirements of dyes is more and more big, because of many kinds of azo dyes and stable properties are widely applied, usage of azo dyes account for more than half of the dye market, a large number of azo dye wastewater resulting is generated in the production process and the use of azo dyes, the azo aromatic ring structure attached to both ends of the molecular properties of azo dyes is very stable, and the intermediate product of aromatic amine compounds degradation of azo dyes has great toxicity, is a typical "three letter" substances of great biological hazard. Therefore, azo dye wastewater has become a typical refractory wastewater. This paper attempts to use an advanced oxidation technology develops quickly in recent years, the advanced oxidation nitrogen dual sulfateradicals dye based on Study on the treatment of wastewater discharge, using methyl orange as a typical azo dye, dye wastewater, the optimal operation conditions and treatment effect were studied firstly, reduced iron powder and activated carbon activated persulfate degradation of methyl orange wastewater, and then puts forward two improvement schemes of the catalyst for the problems, and then investigate the treatment effect the best modification conditions of iron modified activated carbon and activated carbon modified by sodium persulfate catalyzed degradation of methyl orange was studied with content of polyvinyl alcohol / sodium alginate / polyethylene glycol embedding iron powder and preparation of activated carbon composite catalyst and the optimum preparation conditions of composite catalyst components of composite catalyst / effect of methyl orange wastewater sodium persulfate treatment. In the experimental stage reduced iron powder activated persulfate treatment of methyl orange, research The acidic and neutral environment more conducive to the reduction of iron / sodium persulfate for Methyl Orange Degradation; the degree of influence of the other four factors of reduced iron powder / sodium persulfate for degradation of methyl orange effect: reduction iron dosage and reaction time speed of sodium persulfate dosage; optimal treatment conditions by single factor: the concentration of methyl orange solution 200mg/L, reduced iron powder dosage of 16mmol/L (0.8936g/L), sodium persulfate dosage was 1mmol/L, reaction speed of 240r/min, 3h, MO removal rate for 73.15%. activation over the experimental stage, sodium sulfate treatment of methyl orange in activated carbon of acidic, neutral and alkaline environment had no effect on activated carbon / sodium persulfate degradation of methyl orange; the degree of influence of the other three factors of activated carbon / sodium persulfate effect for degradation of Methyl Orange: activated carbon dosage reaction Time should be sodium persulfate dosage; optimal treatment conditions by single factor: the concentration of methyl orange solution was 200mg/L, activated carbon dosage was 0.9g/L, sodium persulfate dosage is 0.6mmol/L, 240r/min speed conditions, the removal rate of 92.21%. in the modified active carbon activation in the experimental stage, the reaction of 6h oxidation treatment of methyl orange MO study shows that the three factors of modified activated carbon modified effect influence degree is the concentration of FeCl3 solution calcination temperature calcination time; single factor optimal modification conditions are: activated carbon impregnated in 0.4mol/LFeCl3 solution, under the condition of 150 DEG C roasting 1h. in the best conditions were modified the effect of activated carbon treatment than before the modification improves results of 10.17%. in the composite catalyst activation experiment, sodium persulfate treatment of Methyl Orange: in a certain range, and polyvinyl alcohol The higher the content of polyethylene glycol, the iron carbon ratio is smaller, the better the treatment effect of methyl orange on sodium persulfate composite catalyst, in a certain range, the best amount of sodium alginate is 0.4%; the degree of influence of four factors on the composite catalyst / sodium persulfate degradation of methyl orange were as follows: Fe/C ratio of SA content PEG the content of PVA. The research and development of composite catalyst in a certain extent to solve the sulfateradicals problem of low utilization rate.

【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X788

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本文编号:1452825

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