臭氧氧化四种偶氮染料废水的效果研究

以酸性大红、中性枣红、阳离子红、活性黑5四种模拟印染废水开展O3氧化偶氮染料的效果研究.实验中发现O3对染料具有非常好的脱色效果,30 min后除中性枣红外其他三种染料脱色率接近100％,但是单独O3的TOC去除率不高.光谱扫描表明,处理后染料的特征吸收峰很快消失,而紫外光区的吸收峰变化很小,推测O3氧化以直接氧化为主,打开了染料分子的发色基团,但并未将染料分子彻底氧化.还应加强O3氧化能力、彻底矿化去除污染物的研究.     

Heterogeneous Fenton degradation of azo dyes catalyzed by modified polyacrylonitrile fiber Fe complexes：QSPR (quantitative structure peorperty relationship) study

The amidoximated polyacrylonitrile (PAN) fiber Fe complexes were prepared and used as the heterogeneous Fenton catalysts for the degradation of 28 anionic water soluble azo dyes in water under visible irradiation. The multiple linear regression (MLR) method was employed to develop the quantitative structure property relationship (QSPR) model equations for the decoloration and mineralization of azo dyes. Moreover, the predictive ability of the QSPR model equations was assessed using Leave-one-out (LOO) and cross-validation (CV) methods. Additionally, the effect of Fe content of catalyst and the sodium chloride in water on QSPR model equations were also investigated. The results indicated that the heterogeneous photo-Fenton degradation of the azo dyes with different structures was conducted in the presence of the amidoximated PAN fiber Fe complex. The QSPR model equations for the dye decoloration and mineralization were successfully developed using MLR technique. MW/S (molecular weight divided by the number of sulphonate groups) and NN=N (the number of azo linkage) are considered as the most important determining factor for the dye degradation and mineralization, and there is a significant negative correlation betweenMW/S or NN=N and degradation percentage or total organic carbon (TOC) removal. Moreover, LOO and CV analysis suggested that the obtained QSPR model equations have the better prediction ability. The variation in Fe content of catalyst and the addition of sodium chloride did not alter the nature of the QSPR model equations.     

高岭土负载纳米铁镍双金属去除水中偶氮染料直接耐晒黑G

采用液相还原法制备焙烧高岭土负载纳米铁镍双金属（CK-Fe/Ni）。考察了在不同条件下,如pH、投加量、初始浓度、温度等,对负载型纳米铁镍双金属降解水中偶氮染料直接耐晒黑G的影响及动力学研究。结果表明：在pH=9.49、温度为30℃、负载型纳米铁镍双金属的投加量为1.05 g/L、搅拌速度为60 r/min,经过20 min反应后,负载型纳米铁镍双金属降解水中偶氮染料直接耐晒黑G的去除率达到了99.98%。吸附和电镜表征结果表明,作为载体的焙烧高岭土起着吸附直接耐晒黑G和分散纳米铁镍双金属颗粒的作用导致反应活性提高。降解动力学数据表明,负载型纳米铁镍双金属对直接耐晒黑G的降解过程符合伪一级反应动力学规律,速率常数k随负载型纳米铁镍双金属的投加量的增加而提高,表观活化能为19.72 kJ/mol。最后,利用高岭土负载纳米铁镍双金属对废水处理,结果表明,负载型纳米铁镍双金属在实际废水中对直接耐晒黑G的去除率达到了99.98%。     

双频超声辐射协同H2O2降解偶氮染料废水的研究

采用双频超声协同H₂O₂降解酸性绿20染料废水,考察超声功率密度、染料初始浓度和pH、饱和气体及H₂O₂投加量等因素对酸性绿20降解效果的影响,结果表明,在给定实验条件下,双频降解效果优于单频超声波,且降解率随超声功率密度的增大而增大。酸性条件有利于酸性绿20的降解,当染料废水初始pH=4可取得最佳的降解效果;酸性绿20的降解效率随染料初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为40 mg/L。在反应体系中通入空气并投加H₂O₂,可取得最佳的降解效果。在优化实验条件下, 采用双频超声协同H₂O₂降解5 h,酸性绿20的色度和TOC去除率分别为94.6%和36.3%;分析降解前后的紫外可见光谱图可知,酸性绿20并非完全被降解为CO₂和H₂O,而是生成一些小分子有机中间体。     

功能菌群DDMZ1固定化及其对RB5的处理效果研究

实验用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)-沸石作为固定化复合载体,使用包埋交联法固定功能菌群DDMZ1,用正交实验对微生物固定化载体物理特性及偶氮染料活性黑5(RB5)降解脱色性能进行了分析和优化。实验结果发现：SA的浓度为1%、PVA的浓度为8%、沸石浓度为2%、菌液OD₆₀₀=0.7和交联时间12 h,包埋交联固定化条件最佳。扫描电镜结果显示：固定化PVA-SA-沸石载体小球内部结构孔隙众多,利于微生物细胞的附着和增殖。固定化功能菌群 DDMZ1 小球机械强度高、储存稳定性好,特别是它循环利用 30批次后,脱色率仍旧保持在90%以上。同时与游离菌相比,固定化功能菌群DDMZ1小球具有更宽的pH适应范围、更高的热稳定性以及更高盐度和染料浓度的耐受性,且具有循环使用次数越多耐受性越强的趋势。首次将天然功能菌群DDMZ1进行固定化并将其应用于偶氮染料活性黑5的处理,研究结果拓展了功能菌群DDMZ1的应用范围,同时对于利用固定化功能微生物处理含染料废水具有重要指导意义。     

Mg-Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs）,经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响,并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3∶1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能,最佳反应时间分别为60 min和30 min;在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定,且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式,25℃下饱和吸附量分别为263.77 mg/g和875.23 mg/g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

聚合多巴胺功能化非织造布增强Fe2+活化过硫酸盐降解酸性红B

为了提高Fe²⁺活化过硫酸盐(PS)过程中Fe²⁺的利用效率,降低其对自由基的淬灭作用.制备了聚多巴胺复合聚丙烯非织造布(PDA-PP),考察了PDA-PP材料应用于Fe²⁺/PS体系中,对酸性红B(ARB)的氧化降解性能和机理.结果表明：PDA-PP/Fe²⁺/PS体系能够更持续地活化PS氧化降解ARB.一方面聚多巴胺中酚羟基使Fe³⁺还原为Fe²⁺,保持对PS分解的持续性,另一方面聚多巴胺中的邻苯二酚和氨基对Fe²⁺的络合作用控制了Fe²⁺的释放速率,降低了Fe²⁺对自由基的淬灭.自由基淬灭实验与ESR分析结果表明,羟基自由基(·OH)是PDA-PP/Fe²⁺/PS体系的主要活性物种.(SO₄^·-)的产生量少于·OH.研究显示,PDA-PP的加入能有效提高Fe²⁺/PS体系中Fe²⁺     

不同pH下微生物燃料电池降解含硫偶氮染料废水的效能及其机理

构建单室空气阴极微生物燃料电池反应器(MFC)并用于处理含硫偶氮染料有机废水,研究初始pH对单室MFC的产电性能和对偶氮染料及硫化物的去除效果以及阳极生物膜电化学行为的影响.利用紫外可见光谱全波长扫描(UV-vis),高效液相(HPLC)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析偶氮染料还原反应过程的中间产物.结果表明,以...     

亚铁羟基络合物还原转化水溶性偶氮染料

偶氮染料是印染工艺中应用最广泛的一类染料,目前染料废水脱色是污水处理难题。亚铁混凝处理染料废水过程中可能存在亚铁的还原作用,本实验制备了比溶解态亚铁更具还原反应活性的亚铁羟基络合物(ferrous hydroxycomplex,FHC),以5种不同类型的水溶性偶氮染料为目标污染物,研究FHC还原水溶性偶氮染料的脱色性能。实验结果表明,FHC对活性艳红X-3B、酸性大红GR和阳离子红X-GRL有较好的还原脱色效果,仅投加含铁89.6 mg/L的FHC,染料脱色率达到90%以上,继续增大FHC投加量可以完全脱色;中性枣红GRL的FHC还原脱色效果较差,需加入313.6 mg/L的FHC才能达到90%以上脱色率;134.4 mg/L的FHC能够将直接耐酸大红4BS完全脱色,但其脱色主要以混凝沉淀为主;溶液pH对FHC的还原性能产生重要影响,FHC还原染料脱色的适宜的pH值范围为4～10。该研究为亲水性染料脱色提供了一种新的技术,也为FHC运用于印染废水脱色提供了理论基础。     

双频超声辐射协同H_2O_2降解偶氮染料废水的研究

采用双频超声协同H2O2降解酸性绿20染料废水,考察超声功率密度、染料初始浓度和pH、饱和气体及H2O2投加量等因素对酸性绿20降解效果的影响,结果表明,在给定实验条件下,双频降解效果优于单频超声波,且降解率随超声功率密度的增大而增大。酸性条件有利于酸性绿20的降解,当染料废水初始pH=4可取得最佳的降解效果;酸性绿20的降解效率随染料初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为40 mg/L。在反应体系中通入空气并投加H2O2,可取得最佳的降解效果。在优化实验条件下,采用双频超声协同H2O2降解5 h,酸性绿20的色度和TOC去除率分别为94.6%和36.3%;分析降解前后的紫外-可见光谱图可知,酸性绿20并非完全被降解为CO2和H2O,而是生成一些小分子有机中间体。