改性凹土微波诱导氧化处理染料废水的实验研究

文章编号:1005�6122(2005)01�0062�04改性凹土微波诱导氧化处理染料废水的实验研究*洪�光�王�鹏�张国宇�马慧俊�姜思朋(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,绿色化学与技术研究中心,哈尔滨150090)摘�要:�采用微波诱导氧化工艺(MIOP)技术,以自制改性凹凸棒石粘土为催化剂,对雅格素蓝BF�BR150%染料模拟废水进行了有效的处理。实验采用自制改性凹凸棒石粘土10g与50mL雅格素蓝BF�BR150%水溶液(固液比为1�5)混合,微波功率500W辐照处理5min。在此工艺下,废水中雅格素蓝BF�BR150%的脱色率达到83.12%。进一步研究表明,在微波辐射场中废水中的有机污染物在凹凸棒石表面通过吸附�氧化协同作用而被降解。动力学研究表明,该氧化过程符合一级反应动力学规律,其表观反应动力学方程为:-lnC=0.1186t-4.6356,r=0.9716,反应速率常数k=1.18610-1min-1,半衰期t1/2=5.84min。关键词:�微波诱导氧化工艺,脱色,雅格素蓝BF�BR150%,改性凹凸棒石粘土,废水处理MicrowaveInducedOxidationProcessforDyeWastewaterTreatmentwithModifiedAttapulgiteasCatalystHONGGuang,WANGPeng,ZHANGGuo�yu,MAHui�jun,JIANGSi�peng(ResearchCenterforGreenChemistryandTechnology,SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)Abstract:�ArgazolBlueBF-BR150%wastewaterwastreatedbymicrowaveinducedoxidationprocess(MIOP),inwhichmodifiedattapulgitewasusedascatalyst.Thedecolorizationof83.12%wasobtainedwhenthedyesolution(50mL,300mg/L)wasirradiatedfor5minsby500WmicrowaveinthepresenceofmodifiedAttapulgite.TheexperimentalresultsshowedthatArgazolBlueBF-BR150%isdegradedbymicrowaveonthesurfaceofcatalyst.Theresearchonkineticssug�gestedthattheprocessofMIOPaccordstofirst-orderreaction,theequationis-lnC=0.1186t-4.6356,r=0.9716,k=1.18610-1min-1,t1/2=5.84min.Keywords:�Microwaveinducedoxidationprocess(MIOP),Decolorization,ArgazolblueBF�BR150%,Modifiedat�tapulgite,Wastewatertreatment引�言微波加热技术具有加热速度快、无滞后效应、无温度梯度、不需要加热介质等优点,被广泛应用于工业、农业、医疗、科学研究乃至家庭等领域。同时,微波加热具有选择性,根据对微波接受程度的不同,可将物质大致分三类:微波导体、微波绝缘体和微波吸收体[1]。凹凸棒石粘土是一种来源广泛、价格低廉、吸附性强的良好载体[2],通过对其表面改性,能够对微波有很强的吸收能力。凹土表面的金属点位能与微波发生强烈的相互作用,微波能转化为热能,从而使某些表面点位被选择很快加热至很高温度,在这些点位附近发生微波诱导氧化催化反应[3]。近年来,微波辐射技术在环境工程中也得到了很好的应用[4~6]。染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业,由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。废水组分复杂、浓度高、色度大,是一种极难降解的有机废水。废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体,并带有显色基团(如-N=N-、-N=O)及极性基团(如-SO3Na、-OH、-NH2)。第21卷第1期2005年2月�������������微�波�学�报JOURNALOFMICROWAVES���������������Vo.l21No.1�Feb.2005*收稿日期:2004�01�14;定稿日期:2004�05�08基金项目:国家自然科学基金资助项目(50278023),黑龙江省自然科学