三苯甲烷染料廢水處理技術(shù)
印染廢水具有水量大、有機污染物含量高,、色度深,、堿性大、水質(zhì)變化大,、有毒等特點,，屬難處理的工業(yè)廢水。三苯甲烷類染料是繼偶氮染料,、蒽醌染料之后使用量第三大的染料,，在生產(chǎn)、使用過程中產(chǎn)生大量廢水,。此類廢水顏色深，難以生物降解,，嚴(yán)重污染環(huán)境,。到目前為止，染料廢水的脫色問題一直沒有得到較為有效的處理,。高鐵酸鹽具有氧化,、吸附和絮凝等多種功能，是一種新型的綠色環(huán)保水處理劑,。近年來,，高鐵酸鹽在染料廢水處理中被廣泛應(yīng)用。吳志敏等在常溫下采用高鐵酸鉀（K2FeO4）降解50mg/L酸性紅B,，在高鐵酸鉀投加量為70mg/L,，pH值為6～10的條件下，色度去除率可達(dá)100％,。李亞峰等采用高鐵酸鉀降解酸性大紅,，在最佳工藝條件下，即原水初始pH值為5．6,，高鐵酸鉀與酸性大紅的質(zhì)量比為120∶25,，反應(yīng)時間為15min,，廢水初始質(zhì)量濃度為25mg/L時，色度去除率達(dá)到96％,。高鐵酸鉀具有明顯的脫色效果,，但將其應(yīng)用于結(jié)晶紫和堿性品紅染料廢水的處理未見報道。因此,，本文采用高鐵酸鉀氧化處理結(jié)晶紫和堿性品紅模擬染料廢水,，考察其投加量、反應(yīng)溫度,、染料濃度和反應(yīng)時間對脫色效果的影響,。
1材料與方法
1．1試驗試劑
結(jié)晶紫（分析純），堿性品紅（分析純）,，高鐵酸鉀（自制,，純度為98％）。
1．2試驗儀器
722光柵分光光度計,；集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,；AL104電子天平。
1．3分析方法
在染料的最大吸收波長（結(jié)晶紫和堿性品紅的最大吸收波長分別為584nm和543nm）下測定吸光度A,。在試驗所選用的濃度范圍內(nèi),，結(jié)晶紫和堿性品紅溶液的吸光度與濃度成正比。染料脫色率由式（1）計算,。
x=（A0-At）/A0×100%（1）
式中：x——脫色率,，％；
A0,、At——反應(yīng)前,、后染料的吸光度。
1．4試驗方法
取一定量的染料,，用蒸餾水配制成模擬染料廢水,。取100mL模擬染料廢水置于500mL燒杯中，將燒杯置于放置有溫控探頭的水浴容器中,，恒定溫度下加入高鐵酸鉀進(jìn)行氧化降解反應(yīng),。反應(yīng)過程中每隔一定時間取樣分析染料的吸光度，計算染料的脫色率,。若無特別說明,，每次處理的結(jié)晶紫和堿性品紅溶液的質(zhì)量濃度均為50mg/L，原始溶液pH值分別為7．0和6．5,，不調(diào)pH值,。
2結(jié)果與討論
2．1高鐵酸鉀投加量的影響
分別以50mg/L的結(jié)晶紫和堿性品紅廢水為反應(yīng)溶液，在20℃恒溫下,，考察高鐵酸鉀投加量對結(jié)晶紫和堿性品紅脫色率的影響,，試驗結(jié)果見圖1和圖2,。
由圖1和圖2可以看出，隨著高鐵酸鉀投加量的增加,，結(jié)晶紫和堿性品紅的脫色率上升,；而高鐵酸鉀投加量繼續(xù)增加，脫色率反而下降,。這是因為高鐵酸鉀的FeO42-所含有的中心原子Fe以六價形式存在,，在pH值為1～14時都有較強的氧化性。在酸性溶液中,，其氧化還原電位高達(dá)1．9V,；在堿性溶液中，其氧化還原電位為0．72V,，可以有效地氧化降解染料,，還原后生成的Fe3+是一種絮凝劑，其水解產(chǎn)物Fe（OH）3具有很好的吸附作用,。這是因為隨著高鐵酸鉀投加量的增加,，溶液呈堿性，高鐵酸鉀的氧化電位下降,，均導(dǎo)致其氧化性減弱,，所以脫色率反而下降。試驗結(jié)果表明：高鐵酸鉀降解結(jié)晶紫的最佳投加量為200mg/L,，脫色率為74．6％,；采用高鐵酸鉀降解堿性品紅，最佳投加量為100mg/L,，脫色率為94．3％,。
2．2反應(yīng)溫度的影響
分別以50mg/L的結(jié)晶紫和堿性品紅廢水為反應(yīng)溶液，高鐵酸鉀投加量分別為200和100mg/L,，考察反應(yīng)溫度對脫色率的影響，試驗結(jié)果見圖3和圖4,。
2．3染料濃度的影響
根據(jù)高鐵酸鉀降解50mg/L結(jié)晶紫的最佳投加量（200mg/L）可確定高鐵酸鉀與結(jié)晶紫的質(zhì)量比為4∶1,，恒溫60℃，考察結(jié)晶紫質(zhì)量濃度（20~50mg/L）變化對脫色率的影響,，試驗結(jié)果見圖5,。通過高鐵酸鉀降解50mg/L堿性品紅的最佳投加量（100mg/L）可確定高鐵酸鉀與堿性品紅的質(zhì)量比為2∶1，恒溫30℃,，考察堿性品紅質(zhì)量濃度（20~50mg/L）變化對脫色率的影響,，試驗結(jié)果見圖6。
由圖5和圖6可看出,，當(dāng)高鐵酸鉀與染料的質(zhì)量比一定時,，染料濃度對結(jié)晶紫和堿性品紅的脫色率沒有明顯影響,，均可達(dá)到90％以上。這是因為高鐵酸鉀在反應(yīng)過程中,，F(xiàn)e（Ⅵ）能被氧化為Fe（Ⅴ）和Fe（Ⅳ）,，而Fe（Ⅴ）和Fe（Ⅳ）的氧化能力更強，它們與污染物質(zhì)的反應(yīng)速率比Fe（Ⅵ）快3～5個數(shù)量級,，并且較強的氧化性能更容易地使結(jié)晶紫和堿性品紅的發(fā)色基團(tuán)發(fā)生斷裂而達(dá)到脫色的目的,。
2．4反應(yīng)時間的影響
反應(yīng)時間與脫色率之間的關(guān)系如圖1~圖6所示，在投加高鐵酸鉀的前5min內(nèi),，大部分染料被快速氧化降解,；5～20min內(nèi)有一部分染料仍被緩慢氧化降解；20min以后,，染料濃度的變化基本穩(wěn)定,。0～5min時染料脫色快的主要原因是高鐵酸鉀的強氧化作用打斷了結(jié)晶紫和堿性品紅的生色基，并使助色基脫落,，使結(jié)晶紫和堿性品紅失去了顯色能力,。10min后還有少量色度去除是由于生成了Fe（OH）3礬花，它具有較強的絮凝作用,，可將部分色度混凝去除,。
3結(jié)論
（1）采用高鐵酸鉀脫色結(jié)晶紫和堿性品紅廢水是可行的，50mg/L的結(jié)晶紫和堿性品紅在最佳條件下的脫色率分別是91．0％和95．2％,，堿性品紅比結(jié)晶紫更容易被氧化降解,。
（2）高鐵酸鉀分別降解50mg/L結(jié)晶紫和堿性品紅時，氧化劑最佳投加量分別為200和100mg/L,，最佳降解溫度分別為60和30℃,；當(dāng)染料質(zhì)量濃度低于50mg/L時，在最佳條件下,，染料脫色率幾乎不受影響,。
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