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对于高色度、小水量和难生物降解的印染废水,吸附、化学混凝和生物处理等常规技术很难发挥作用。本文提出以生成羟自由基·OH为特点的UV/Fe(C2O4)33-/H2O2系统(草酸铁法),应用于此类印染废水的处理,因其羟自由基产率高、操作运行简单和反应快速等优点,显示出一定的优越性。
本课题选择经常存在于此类印染废水中的3种商品活性染料,采用Fenton、UV/Fenton和草酸铁法对它们的处理效果及规律进行了系统研究。研究表明:这3种系统对于活性染料废水的COD去除和脱色都非常有效,在最佳试验条件下均能达到89﹪以上的COD去除率和99﹪以上的脱色率。同Fenton和UV/Fenton相比,草酸铁法可以拓宽反应1.5~2.5个pH单位、减少11﹪~16﹪的H2O2用量和缩短33﹪的反应时间,且在相同条件下对活性染料废水的矿化程度均高于其他2种系统。考虑印染助剂的存在,研究了NaCl和Na2CO3对处理效果的影响。
首次采用分光光度法对Fenton、UV/Fenton和草酸铁法中羟自由基·OH的生成规律进行了研究并提出相应的控制模式。
采用草酸铁法氧化活性染料废水脱色的动力学模型为假一级反应,氧化脱色反应速率在pH3~4较快,反应温度的升高有利于氧化脱色反应速率的提高,反应的活化能在3~4kJ/mol;通过动力学研究方法获得不同活性染料废水脱色反应的半衰期,并选择分子结构描述符MW/S(活性染料分子量和磺酸基数目的比值),借助单元线性回归分析对半衰期t1/2及其分子结构进行了QSPR研究,得到的线性回归方程是t1/2=0.2453(MW/S)+39.3539,可知活性染料的MW/S和半衰期之间存在着很好的定量关系,指出MW/S是影响半衰期的关键因素。
以亚麻印染废水为研究对象,采用草酸铁法进行了COD去除和脱色的中试试验。试验结果表明草酸铁法处理亚麻印染废水在技术上是可行的,处理效果良好稳定,出水COD平均值为73mg/L,出水色度平均值为9.6倍,远低于我国纺织染整工业水污染物排放标准;在经济方面,每吨废水的运行成本为10.32元。