三元内电解体系降解活性艳红X-3B的研究

发布时间：2017-04-22 19:11

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【摘要】：纺织印染行业是我国工业部门中极为重要的行业之一,整个行业排放的印染废水约占整个工业废水量的十分之一,其特点主要是有机物成分高,废水碱性强,色度深,水质变化大,可生化性比较差,是比较难处理的工业类废水其中之一,在这其中又以偶氮活性染料废水最多。因此找到一种高效率、低能耗和低成本的方法来处理此类印染废水便显得十分必要。内电解法具有高效率、低能耗、低成本的优点,它是基于原电池的化学反应原理,作为一种特殊的不需要外加电源即可在两极形成电位差的方法,是一种极具前景的用来处理偶氮染料废水的方法。本课题选用极具代表性的偶氮类活性染料——活性艳红X-3B作为研究对象。在传统铁炭二元内电解的基础之上,通过加入第三种材料“镍”,构成三元内电解填料,分别详细研究了搅拌三元内电解体系和曝气三元内电解体系两种不同体系对染料废水的降解过程,并对填料的质量比、溶液初始pH值、曝气类型、染料浓度、阴阳离子组成等因素的影响进行了探讨。实验结果表明:(1)对于搅拌三元内电解体系而言,在mFe:mNi:mC=1:1:1,溶液初始浓度50mg/L,初始pH值为4,温度20℃的恒温搅拌条件下,反应120min的染料降解率可以达到97.2%,高于相同条件下仅有零价铁和活性炭组成的二元内点解电解体系达到的91.6%的降解率。(2)对于曝气三元内电解体系而言,染料溶液初始pH值为4,三元投料的质量比为mFe:mNi:mC=3:2:4,反应时间为270min,曝气方式为空气。在该最佳条件下,活性艳红X-3B的去除率可以达到87.2%,TOC去除率为63.5%。(3)从反应的效率来看,两种三元内电解体系均优于各自对应的二元内电解体系,搅拌三元内电解体系较曝气三元内电解体系而言更加有利于活性艳红X-3B的降解。三元内电解降解机理经推测可认为:首先,在反应初期活性艳红X-3B分子发色基团首先被攻击打断,其次,大分子结构断裂生成小分子且无色的降解中间产物,并最终生成了小分子的物质和离子,达到降解的目的。
【关键词】：三元内电解 活性艳红X-3B 降解 影响因素 反应机理
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X791
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-27
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 印染废水简介10-11
• 1.2.1 印染废水的来源10
• 1.2.2 印染废水的特点10-11
• 1.2.3 印染废水的危害11
• 1.3 偶氮染料废水的处理方法11-18
• 1.3.1 物理法12-13
• 1.3.2 生物法13-14
• 1.3.3 化学法14-17
• 1.3.4 小结17-18
• 1.4 内电解法概述18-25
• 1.4.1 内电解法机理18-20
• 1.4.2 内电解法在国内外的研究进展20-25
• 1.5 本课题主要研究内容25-27
• 1.5.1 研究的目的及意义25
• 1.5.2 研究路线25-27
• 2 实验材料与分析方法27-31
• 2.1 实验药品与仪器27-29
• 2.1.1 活性艳红X-3B的特性与配制27-28
• 2.1.2 实验药品28
• 2.1.3 实验仪器28-29
• 2.2 分析方法29-31
• 2.2.1 活性艳红X-3B去除率的测定29-30
• 2.2.2 总有机碳（TOC）的测定30-31
• 3 搅拌三元内电解法降解活性艳红X-3B31-45
• 3.1 实验装置31
• 3.2 实验方法31-32
• 3.3 结果与讨论32-43
• 3.3.1 不同体系去除活性艳红X-3B的对比32-33
• 3.3.2 投料质量比对去除率的影响33-37
• 3.3.3 溶液初始pH值对去除率的影响37-38
• 3.3.4 溶液初始浓度对去除率的影响38-39
• 3.3.5 溶液温度对去除率的影响39-41
• 3.3.6 搅拌与非搅拌对去除率的影响41-42
• 3.3.7 溶液中不同离子对去除率的影响42-43
• 3.4 本章小结43-45
• 4 曝气三元内电解法降解活性艳红X-3B45-52
• 4.1 实验装置45
• 4.2 实验方法45-46
• 4.3 结果与讨论46-50
• 4.3.1 不同体系去除活性艳红X-3B的对比46
• 4.3.2 投料质量比对去除率的影响46-48
• 4.3.3 溶液初始pH值对去除率的影响48-49
• 4.3.4 曝气量大小对去除率的影响49-50
• 4.3.5 曝气类型对去除率的影响50
• 4.4 本章小结50-52
• 5 三元内电解体系降解活性艳红X-3B的机理研究52-60
• 5.1 紫外-可见光光谱及TOC分析52-55
• 5.1.0 搅拌三元内电解体系光谱分析52
• 5.1.1 搅拌三元内电解体系TOC去除分析52-53
• 5.1.2 曝气三元内电解体系光谱分析53-54
• 5.1.3 曝气三元内电解体系TOC去除分析54
• 5.1.4 两种体系的对比选择54-55
• 5.2 搅拌三元内电解体系的HPLC-MS分析55-58
• 5.3 搅拌三元内电解体系的降解途径推测58
• 5.4 本章小结58-60
• 6 结论与展望60-62
• 6.1 全文总结60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-67
• 附录67-68
• 致谢68

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本文编号：321083