[摘要]利用稀土/臭氧對模擬印染廢水進行了降解實驗。結(jié)果表明，稀土與臭氧氧化降解的協(xié)同作用和稀土投加量、溫度、反應(yīng)時間及pH有著很大關(guān)系。在本實驗條件下，稀土和臭氧聯(lián)用提高了臭氧的氧化率，取得了較為滿意的實驗效果。
[關(guān)鍵詞]模擬印染廢水；稀土；臭氧；COD
印染廢水中往往含有大量的有機物和較深的顏色。高濃度有機物將消耗水體的的溶解氧，廢水的色度阻礙了光向水體的傳遞，從而破壞了水生生物的生存環(huán)境。處理印染廢水的難度較大，用傳統(tǒng)的物理化學(xué)處理方法難以達到良好的效果。目前，采用稀土催化雙氧水氧化耦合處理印染廢水的技術(shù)已經(jīng)成熟[1-2]，而臭氧作為一種強氧化劑，與紫外線、金屬離子等聯(lián)用的技術(shù)在水處理中也屢見不鮮[3-4]，但還未見有用稀土催化臭氧處理印染廢水的報道，臭氧具有可就地生產(chǎn)使用、原料易得、使用方便、不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點。稀土/臭氧聯(lián)用技術(shù)的協(xié)同作用，往往比單獨使用臭氧效果更好。該法在去除COD方面效果顯著，是一條經(jīng)濟、可行的技術(shù)路線；也為稀土在工業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用開辟了新途徑。
1·實驗部分
1.1模擬廢水
經(jīng)過大量實驗表明：由于實際印染廢水的成分較為復(fù)雜，造成反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物及其形態(tài)難以確定，不利于反應(yīng)機理的研究，故而采用成分單一的模擬印染廢水即亞甲基藍溶液替代實際印染廢水。模擬廢水亞甲基藍溶液，濃度：200 mg/L，COD：274.176 mg/L。
1.2實驗儀器
臭氧發(fā)生器、pH計、電子天平、恒溫水浴鍋。
1.3實驗試劑
混合稀土的配置用等份量的分析純稀土氧化鑭、氧化鋱，加少量6 mol/L HCl溶解，配置成含固量為1000 mg/L的稀土溶液，備用。
1.4實驗方法
本課題采用自制的玻璃反應(yīng)器，如圖1。各裝置間連接采用的是硅橡膠管，由于反應(yīng)使用的臭氧量較少，對空氣的污染較小，所以尾氣采取的是排放至室外的處理辦法。試驗量取體積為1 L的處理原水(模擬廢水亞甲基藍溶液，濃度為200 mg/L)進行反應(yīng)，反應(yīng)前加入配置好的稀土溶液，利用pH筆式酸度計控制進水的pH，電熱恒溫水浴鍋調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度。反應(yīng)器在每次試驗前均用蒸餾水進行反復(fù)沖洗，以去除粘附于反應(yīng)器壁上的污染物。實驗時采用氧氣作為原料，通過臭氧發(fā)生器制備臭氧氣體，通過調(diào)節(jié)臭氧濃度輸出和流量計定臭氧輸入量。所加入稀土的濃度為1000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)需要吸取加入原水中。反應(yīng)一定時間取樣50 mL。取得水樣后，根據(jù)重鉻酸鉀法測量水樣的COD，以觀察處理效果。
2·結(jié)果與討論
2.1溫度對COD去除率的影響
溫度是COD去除率主要影響因素之一，反應(yīng)條件為次甲基藍1 L，稀土投加量10 mL，時間15 min，pH 5.00，結(jié)果如表1。
從表1可以看出隨溫度的改變，COD的去除率隨之改變，開始隨著溫度的升高，COD的去除率明顯的提高，60℃時達到最大；隨后COD的去除率又隨溫度的升高而減小。說明在稀土的誘導(dǎo)下，在反應(yīng)體系的溫度較低時，稀土就可以促使染料中間體之間產(chǎn)生作用生成藍色聚集體而從水相中沉淀出來，這一點可以從藍色反應(yīng)產(chǎn)物的大量析出得到證實。然后隨著溫度的升高，會使形成的聚集體沉淀物又發(fā)生分解，變成易溶解水的小分子有機物，因而，反應(yīng)體系的COD又開始增加。這也說明利用稀土誘導(dǎo)臭氧氧化耦合處理活性染料廢水的顯著節(jié)能優(yōu)點。
2.2時間對COD去除率的影響
通臭氧時間是影響反應(yīng)體系COD去除率的又一重要因素，通臭氧時間決定著通入臭氧量的多少。反應(yīng)條件為次甲基藍1 L，稀土投加量10 mL，溫度20℃，pH 5.00，結(jié)果如表2。
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