随着染料工业的迅速发展,染料废水给环境带来的污染也日益加大。其中偶氮染料废水具有色度深、毒性大、难降解等特点,已经引起了人们广泛关注。针对上述问题,开展了海绵铁预处理偶氮染料废水的研究。系统地考察了海绵铁对偶氮染料的去除效果及其主要影响因素,对海绵铁去除染料的动力学进行了探讨。通过电镜扫描、X射线衍射和紫外-可见扫描技术分析了海绵铁的表面特征和化学成分,以及染料分子结构的变化,得出以下主要结论。本文以五种常用的偶氮染料作为研究对象,对海绵铁内电解法处理效果的影响因素进行了研究,其中包括内电解处理时间、海绵铁粒径、海绵铁投加量、初始pH值、原液初始浓度、反应温度以及混合强度。海绵铁对染料有很好的脱色效果,粒径1~3mm的海绵铁3g,染料浓度100 mg/L,反应60min后五种偶氮染料的脱色率达80%,其中酸性媒介黑T达96%。脱色率随海绵铁用量、反应温度和混合强度的增大而增大,pH值和染料初始浓度越低越有利于反应的进行。海绵铁颗粒的粒径越小,比表面积越大,也对反应越有利。本文还对海绵铁处理模拟印染废水进行了研究,将废水的BOD5/COD由原来的0.26提高到0.4,提高了废水的可生化性。动力学研究表明偶氮染料的降解为拟一级反应。随着酸度、混合强度和海绵铁表面积的增加,反应速率常数增加。海绵铁加入量与反应速率常数(kobs)成线性关系,并随海绵铁加入量的增加呈增长趋势。温度的影响则表现为kobs随反应温度的升高而逐渐增加。通过阿累尼乌斯方程计算得出在本实验条件下的各染料的活化能。染料初始浓度增加,kobs降低,说明海绵铁表面活性点饱和。混合强度和染料初始浓度对降解速率的影响表明目前海绵铁对染料的降解是表面化学和物质转移控制反应。由此可知,可以通过改善传质条件,提高反应温度,加大铁粉加入量等方式来提高反应速率,缩短反应时间。通过开展海绵铁的表面化学研究进一步了解了海绵铁内电解法的机理。SEM分析显示海绵铁表面有一层厚厚的覆盖物,使海绵铁的空隙率较少,影响了海绵铁后期的去除效果;XRD分析发现反应后的海绵铁表面有铁的氢氧化物及氧化物。紫外可见扫描证明偶氮染料的偶氮键断裂,生成小分子有机物质。