Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽降解染料廢水研究.pdf

1、過硫酸鹽高級氧化技術(shù)是一項最具有應用前景的廢水處理技術(shù)之一，尤其對難降解有機廢水的處理更具優(yōu)勢。但該技術(shù)的有效應用受眾多因素影響，主要包括過硫酸鹽活化條件、初始pH值、反應溫度、Fe2+投加量、S2O82-投加量等因素，因此，研究過硫酸鹽高級氧化技術(shù)處理廢水的氧化降解特性、降解機制及其優(yōu)化反應條件，對于促進該廢水處理技術(shù)的進一步發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應用具有積極深遠的意義。
　　 本論文以多環(huán)芳烴類染料廢水為處理目標，活性艷橙KGN染料為

2、研究對象，采用Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解廢水處理工藝，對活性艷橙KGN染料廢水進行試驗研究，探索性開展了以下三方面的工作：(1)通過Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽處理活性艷橙KGN染料廢水單因素實驗，開展染料氧化降解與過硫酸鹽殘余率等特性的研究；(2)基于染料降解率、硫酸鹽出水濃度、處理成本等三個響應指標，應用響應曲面法實施對Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解活性艷橙KGN染料廢水的工藝優(yōu)化研究；(3)開展了Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽處理活性艷橙K

3、GN染料廢水動力學行為研究。
　　 通過上述實驗研究和理論分析，獲得主要研究成果如下：
　　 ①Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽能有效氧化降解活性艷橙KGN染料廢水。相對堿性與中性環(huán)境，酸性環(huán)境更利于有機物降解；溫度的升高能促進Fe(Ⅱ)對過硫酸鹽的活化：Fe(Ⅱ)和過硫酸鹽投加量分別是影響SO4-·產(chǎn)生速率和成生量的關(guān)鍵因素，但過量投加Fe(Ⅱ)或過硫酸鹽投加量過低均會影響反應體系中過硫酸鹽和SO4-·有效利用率。
　　

4、 ②相對Fe(Ⅱ)一次投加，序批式等時等量投加Fe(Ⅱ)可提高反應體系氧化降解能力5.6％，按50％：30％：20％的比例分三次等時不等量投加Fe(Ⅱ)時，反應體系氧化降解能力提升最明顯，可提高染料降解率12.1％。
　　 ③Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解染料廢水反應體系中，各因素對降解率影響程度的順序為：S2O82+濃度>Fe2+濃度>反應溫度>初始pH。四因素中，F(xiàn)e2+與pH、Fe2+與溫度、pH值與溫度交互作用影響極為顯

5、著。采用響應曲面法對活性艷橙染料廢水降解條件進行了優(yōu)化，針對100mg/L染料廢水得到最優(yōu)降解條件：pH值為3.2323，F(xiàn)e2+濃度為0.2322mmol/L，過硫酸鹽濃度為0.4667mmol/L，溫度為40℃，在最優(yōu)化反應條件下染料降解率、處理成本、出水硫酸鹽濃度分別為97.9768％，1.4905元/噸和84.9301mg/L，符合合意性達99.903％。
　　 ④在pH=3.0，溫度(T)=30℃條件下，F(xiàn)e(Ⅱ)活化

6、過硫酸鹽降解活性艷橙KGN染料的反應總級數(shù)為1.0469，其反應的表觀動力學方程為V=100.181×P0.3869×A0.1672×B0.4928。論文的創(chuàng)新與學術(shù)價值在于：
　　 ①創(chuàng)新性采用了等時不等量的序批式投加Fe(Ⅱ)的方式，取得良好的優(yōu)化投加效果，并確定了Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽氧化降解活性艷橙KGN染料廢水優(yōu)化投加比例。為過硫酸鹽高級氧化技術(shù)提高過硫酸鹽和SO4-·利用率提供新的研究思路和技術(shù)路線。
　　

7、②突破傳統(tǒng)以污染物氧化降解去除率單一指標的考察方式，以染料降解率、硫酸鹽出水濃度、處理成本等多個考核目標，實施對Fe(Ⅱ)活化過硫酸鹽處理活性艷橙KGN染料廢水優(yōu)化條件的研究，為進一步提高過硫酸鹽高級氧化技術(shù)處理廢水的綜合環(huán)境效益奠定了實踐基礎(chǔ)，并提供理論指導。
　　 ③避開過硫酸鹽高級氧化技術(shù)降解活性艷橙KGN染料廢水復雜的基元反應研究，開展了反應表觀動力學行為研究，確立了反應表觀動力學方程。從反應宏觀的角度有效地掌握了該類染