生物納米鈀催化Fe(0)還原亞甲基藍(lán)降解研究.pdf

1、染料廢水具有水量大、成分復(fù)雜、色度高、污染程度高的特點(diǎn)。目前處理亞甲基藍(lán)的方法大多數(shù)采用的是吸附法和光催化降解法，本文采用還原方法處理污染物，利用Shewanella oneidensis菌合成的Bio-Pd與Fe還原劑共同作用催化還原亞甲基藍(lán)，探索出一種新的降解亞甲基藍(lán)的方法，對(duì)亞甲基藍(lán)的處理有一定的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。本文用Shewanella oneidensis菌合成Bio-Pd，利用Bio-Pd與Fe(0)還原劑共同作用催化降

2、解亞甲基藍(lán)。研究不同F(xiàn)e(0)投加量、不同pH、不同Bio-Pd投加量、不同亞甲基藍(lán)初始濃度對(duì)亞甲基藍(lán)去除率的影響，并通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得出最佳反應(yīng)條件，通過反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)得出反應(yīng)速率常數(shù)與不同影響因素的關(guān)系。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴單因素實(shí)驗(yàn)中，單個(gè)因素改變時(shí)，其他因素保持不變(Fe(0)投加量為100mg/L, pH=4, Bio-Pd濃度為200 mg/L,亞甲基藍(lán)初始濃度為10mg/L）。當(dāng)Fe(0)投加量由5mg/L增

3、加到50mg/L時(shí)，亞甲基藍(lán)降解率由49.36%提升為89.83%；當(dāng)Fe(0)投加量由50mg/L增加到100mg/L時(shí)，亞甲基藍(lán)降解率穩(wěn)定不變；當(dāng)初始pH由2.2增加到4，亞甲基藍(lán)的降解率由42.05%增加到89.83%，初始pH由4增高到8，亞甲基藍(lán)的降解率由89.83%降低到60.18%；Bio-Pd投加量為50mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L時(shí)，亞甲基藍(lán)的降解率分別為65.82%、73.

4、17%、89.83%、75.84%、67.19%，亞甲基藍(lán)的降解率隨之Bio-Pd投加量的增加先增高后降低，但整體變化幅度不大；亞甲基藍(lán)初始濃度為5mg/L、7.5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L時(shí)，亞甲基藍(lán)的降解率分別為91.25%、91.06%、89.83%、85.06%、79.87%，當(dāng)亞甲基藍(lán)初始濃度從5mg/L增加到7.5mg/L時(shí)，亞甲基藍(lán)的降解率不變，維持在較高水平。當(dāng)亞甲基藍(lán)初始濃度在7.5mg/L~2

5、0 mg/L范圍內(nèi)，隨著亞甲基藍(lán)初始濃度的增加，其降解率下降。⑵通過正交實(shí)驗(yàn)得出，實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)反應(yīng)條件為亞甲基藍(lán)初始濃度為7.5mg/L，Bio-Pd投加量為200mg/L，初始pH為4，F(xiàn)e(0)投加量為50mg/L。通過極差分析，各種因素對(duì)亞甲基藍(lán)降解率的影響顯著程度排序?yàn)椋?Fe(0)投加量＞初始 pH＞Bio-Pd投加量＞亞甲基藍(lán)初始濃度。最佳反應(yīng)條件下亞甲基藍(lán)的去除率在2h后達(dá)到90.8%，非常接近單因素實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的最大去除率9

6、1.25%，此時(shí)Fe(0)與亞甲基藍(lán)的摩爾數(shù)之比為38：1，而單因素中亞甲基藍(lán)最大去除率出現(xiàn)在Fe(0)與亞甲基藍(lán)的摩爾數(shù)之比為114：1時(shí)。通過正交實(shí)驗(yàn)確定的最佳反應(yīng)條件，既可以保證亞甲基藍(lán)去除效果，可以大大降低還原劑Fe(0)的投加量，節(jié)約成本。⑶由反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究得出， Fe(0)投加量從5mg/L升到50mg/L時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k慢慢增大，F(xiàn)e(0)投加量從50mg/L到100mg/L時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k保持穩(wěn)定；初始pH從2.2升