固相光催化法处理模拟印染废水活性艳红X3B的研究朱智飞

2010年第9期广东化工第39卷总第209期·99·固相光催化法处理模拟印染废水活性艳红X—3B的研究朱智飞1，钟建军2(1．福建莆田学院环境与生命科学系，福建莆田351100；2．电子科技大学中山学院应用化学系，广东中山528402）[摘要]利用均匀设计法和自制的固定床光催化反应器对模拟印染废水活性艳红X—3B的处理进行了研究，从反应时间，活性艳红的浓度，pH，H2O2的投加量几个因素探索了去除CODCr的最佳条件。实验表明，固定床光催化氧化能有效降低活性艳红的CODCr，在反应时间为120.98min，活性艳红的浓度为354.1mg/L，pH=6.06，并且投加一定量的H2O2其去除效果更明显。[关键词]均匀设计；活性艳红；固相法；光催化氧化[中图分类号]X5[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2010)09-0099-01StudyonDegradationofSimulatedDyeing-WastewaterbyFixedBedPhotocatalyticOxidationZhuZhifei1,ZhongJianjun2(1.EnvironmentandLifeScienceDepartment,PutianCollege,Putian351100；2.ZhongshanCollege,UESTofChina,Zhongshan528402,China)Abstract:Inthepaper,thedisposalofX-3Bwasstudiedbytheuseofhomogenousdesigningandfixedbedreactor,andtheoptimalconditionswasgainedtoremoveCODCr,includingthebeginningpH,time,concentrationofX-3B.TheexperimentalresultsshowedthatCODCrofX-3Bwasdegradedeffectivelybyfixedbedreactor.Theoptimumconditionsoftreatmentwere:UVirradiationtime120.98min;concentrationofX-3B=354.1mg/L;pH=6.06;BettereffectwasachievedbyaddingsuitableH2O2.Keywords:homogenousdesigning；X-3B；fixedphase；photo-catalytic-oxidation随着现代化工业的纵深发展，废水的排放量越来越大，严重地污染了自然环境。于是，废水的治理一时间便成了一个全球性的问题，在众多的废水当中，印染、造纸及高浓度有机废水首当其冲，被称为污染严重的三大工业废水。世界各国正积极采取相关措施，因为传统的处理方法主要有混凝法、生化法、碱回收法和酸析法等，但这些方法存在投资大、工艺复杂、运行费用高、容易产生副产物等缺点[1]；光催化氧化法具有很强的的氧化能力，只要条件控制得当，几乎能无选择地把废水中的所有的有机物和无机物完全矿化，无毒化。光催化氧化法又分悬浮体系[2-5]和固定相[6-8]两种。由于悬浮体系存在催化剂难以回收的缺点，使它一直未能实现工业化，而固定化催化剂则能避免上述缺点，文章利用均匀设计法和自制的固定床光催化反应器对模拟印染废水活性艳红的处理进行了研究，探索了去除CODCr的最佳条件。1实验部分1.1实验主要仪器自制的反应器；微型泵(深圳市吉力源机电设备有限公司)；TL-IA型污水COD测速仪(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PH计(上海雷磁仪器厂)。药品：TiO2(工业级，锐钛矿型广州钛白粉厂)；邻苯二甲酸氢甲(AR，北京化工厂)；H2O2(30%，GB，天津东方化工厂)；NaOH(CP)H2SO4(CP)；无有机物二次蒸馏水；马沸炉。1.2实验方法及实验装置在100mL蒸馏水中加入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)投入其中继续搅拌30min，然后通过铁筛网过滤并自然风干，把滤液搅拌20min后再次往玻璃珠上淋洒自然风干后拿到马沸炉上(500℃)焙烧3h。把玻璃珠装载在固定床反应器中，利用泵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实验条件的安排本实验采用均匀设计的优化方法，其优点在于均匀设计只要方程模型假设正确就能线上优化，且实验次数少，这与正交设计的点上优化、实验次数多显然有很大的优点。首先考虑时间、活性艳红的浓度、和pH的影响，并且三个因素的一次项和pH和浓度的交互项，至少要5次实验，为减少误差采用6次实验。根据均匀设计表和使用表，安排实验表如表1。表1因素水平Tab.1Factorlevels水平列因素123456X1/min30507090110130X2/(mg·L-1)200250300350400450X3(pH)33579111.4邻苯二甲酸氢钾标准曲线的绘制向污水速测仪一系列专用管中分别加入0、0.2、0.5、1、2、3mg的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，相对应的CODCr值为0、66.7、166.7、333.3、666.7、1000mg/L，不足的用蒸馏水补足3mg，然后按照催化快速法测得吸光度与CODCr的关系如表2所示。表2不同CODCr的吸光度Tab.2AbsorptionatdifferentCODCrmg·L-1CODCr00.20.5123吸光度0.0130.03750.07160.1520.2880.450对所做的曲线采用最小二乘法拟合得标准曲线方程（R2=0.9983）：y=0.0004x+0.0061(下转第104页)[收稿日期]2010-05-19[基金项目]莆田学院校资助项目[作者简介]朱智飞(1976-)，男，江西吉安，在读博士研究生，讲师，主要研究方向为污水处理。广东化工2010年第9期·104·期州化工．2006，34(3)：56-58.[2]杨志泉，周少奇．广州大田山垃圾填埋场渗滤液有害成分的检测分析[J]．化工学报，2005，56(11)：2183-2188．[3]王宝贞，王琳．城市固体废物渗滤液处理与处置[M]．北京：化学工业出版社．2005．[4]周北海，王琪，董路．垃圾填埋场构造对渗滤液成分的影响研究[J]．环境科学研究，2000，13(3)：6-8．[5]彭永臻，张树军，郑淑文，等．城市生活垃圾填埋场渗滤液生化处理过程中重金属离子问题[J]．环境污染治理技术与设备，2006，7(1)：1-5．[6]MSinanBilgili，AhmetDemir，MahirInce，etal．Metalconcentrationsofsimulatedaerobicandanaerobicpilotscalelandfillreactors[J]．JournalofHazardousMaterials，2006：1-9．[7]赵庆良，李湘中．垃圾渗滤液中的氨氮对微生物活性的抑制作用[J]．环境污染与防治，1998，20(6)：1-4．[8]TainaHHoilijoki，RiittaHKettunen，JukkaA．Nitificationofanaerobicallypretreatedmunicipallandfillleachateatlowtemperate[J]．WaterResearch，2000，34(5)：1435-1446．[9]申欢，金奇庭，崔喜勤，等．上流式厌氧污泥床处理城市垃圾渗沥液的试验研究[J]．环境污染治理技术与设备，2004，5(4)：35-39．[10]KJKennedy，EMLenta．Treatmentoflandfillleachateusingsequencingbatchandcontinuousflowupflowanaerobicsludgeblanket(UASB)reactors[J]．WaterResearch，2000，34(14)：3640-3656．[11]沈耀良，王宝贞，杨铨大，等．厌氧折流板反应器处理垃圾渗滤混合废水[J]．中国给水排水，1999，15(5)：10212．[12]钱伯兔．混凝沉淀-SBR-活性炭过滤处理垃圾渗滤液[J]．环境污染治理技术与设备，2005，6(6)：66-68．[13]LoukiouMX，ZouboulisAI．Comparisonoftwobiologicaltreatmentprocessesusingattachedgrowthbiomassforsanitarylandfillleachatetreatment[J]．EnvironmentalPollution，2001，111(2)：272-281．[14]王里奥，黄本生，吕红，等．光催化氧化处理生活垃圾渗滤液[J]．中国给水排水，2003，19(6)：56-58．[15]王敏，阳小敏．SBR法处理垃圾渗滤液出水的电解氧化实验[J]．环境卫生工程，2002，10(2)：68-71．[16]AATatsi，AIZouboulis，KAMatis，etal．Coagulation–flocculationpretreatmentofsanitarylandfillleachates[J]．Chemosphere，2003，53：737-744．[17]IOzturk，MAltinbas，IKoyuncu，etal．Advancedphysicochemicaltreatmentexperiencesonyoungmunicipallandfillleachates[J]．WasteManagement，2003，23：441-446．[18]TUrase，MSalequzzaman，SKobayashi，etal．Effectofhighconcentrationoforganicandinorganicmattersinlandfillleachateonthetreatmentofheavymetalsinverylowconcentrationlevel[J]．WaterScienceTechnolology，1997，36：349-356．[19]JBohdziewicz，MBodzek，JGorska．Applicationofpressuredrivenmembranetechniquestobiologicaltreatmentoflandfillleachate[J]．ProcessBiochemistry，2001，36：641-646．[20]张晖，HuangCP．Fenton法处理垃圾渗滤液[J]．中国给水排水，2001，17(3)：1-3．[21]熊忠，林衍．混凝-Fenton-SBR处理垃圾渗滤液的影响因素研究[J]．城市环境，2002，16(4)：19-20．[22]EvelyneGonze，NadineCommenges，YvesGonthier，etal．Highfrequencyultrasoundasapre-orapost-oxidationforpapermillwastewatersandlandfillleachatetreatment[J]．ChemicalEngineeringJournal，2003，92：215-225．[23]周爱姣，陶涛．高压脉冲放电等离子体处理垃圾渗滤液[J]．武汉城市建设学院学报，2001，18(4)：44-47．(本文文献格式：彭思甲，周庆华．垃圾渗滤液处理技术研究进展[J]．广东化工，2010，37(9)：102-104)(上接第99页)式中，y为吸光度，x为CODCr值，下文中测出的吸光度均由