Fe2+催化剂湿式催化氧化处理染料废水的试验研究

Fe2+催化剂湿式催化氧化处理染料废水的试验研究＊李晓燕胡红伟陈松涛苏箐(河南城建学院河南平顶山467036)摘要以活性炭固载Fe2+为催化剂,在微波反应器中进行湿式催化氧化反应,以单因子法考查亚甲基蓝的湿式催化氧化效果受反应时间、催化剂、H2O2、初始浓度、pH、微波功率条件影响的关系。确定了湿式氧化反应的最优化条件:Fe2+的固载量125mg,30%H2O2用量10mL,pH值3.8,功率380W条件下微波加热10min,处理20mg/L亚甲基蓝溶液100mL,降解率超过95%。关键词湿式催化氧化微波反应器染料废水CatalyticWetAirOxidationTreatmentofDyeWastewaterbyFe2+LIXiaoyanHUHongweiCHENSongtaoSUQing(HenanUniversityofUrbanConstructionPingdingshan,Henan467036)AbstractThesolidloadactivatedcarboniron(Ⅱ)ionisusedascatalystinmicrowavereactorstoconductcatalyticoxida-tionreaction,inwhichthesinglefactormethodisappliedtoinvestigatemethyleneblueweteffectofcatalyticoxidationreac-tionanditisaffectedbytime,catalyst,H2O2,initialconcentration,pHandinstrumentpowercondition.Itisdeterminedunderthewetoxidationreactionconditions,theoptimizationofFe2+solidcapacityof125mg,30%H2O210mL,pH=3.8,380Wpowerundertheconditionof10minswithmicrowaveheating,100mLofmethylenebluewith20mg/L,thesolutiondegradationratecanoverpass95%.KeyWordswetcatalyticoxidationmicrowavereactordyeingwastewater0引言染料在给人们带来绚丽多彩的生活和经济效益的同时也产生了大量的“三废”,尤其是大量的排放废水,每吨染料平均用水在300～350t[1-2]。工业上的含亚甲基蓝废水是一种具有代表性的染料废水,其结构决定了其高稳定性,在水溶液中会形成1价有机“阳离子型”的季胺盐离子基团,其色度很高,对环境污染严重,难以被常见的生化氧化剂氧化降解[3]。目前,印染废水处理方法有生物处理法、化学氧化法、絮凝沉淀法、吸附法、催化氧化技术等[4-7]。其中,催化氧化法是在传统的湿式氧化体系中加入催化剂,降低了苛刻的反应条件,提高了氧化剂的氧化能力,缩短了反应时间,从而降低了投资运行成本,有效地解决污水处理的问题。本文以活性炭固载亚铁离子作为催化剂对亚甲基蓝染料废水进行模拟降解,采用新型微波反应器催化氧化不同浓度的亚甲基蓝溶液促进催化氧化,分别研究催化剂用量、氧化剂用量、有机废水的初始浓度、溶液pH值、微波功率对降解率的影响。1试验材料和方法1.1主要仪器和药剂仪器:微波炉反应器(自制);VIS-7220紫外-可见光光度计(北京普析分析仪器有限公司);TAS-986原子吸收分光光度计(北京普析分析仪器有限公司);PXS-450精密离子计(上海大普仪器有限公司);25-10箱式电阻马弗炉(杭州蓝天化验仪器厂);DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱(上海大普仪器有限公司)。药剂:亚甲基蓝、棒状活性炭、H2O2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O、浓硫酸、浓盐酸、亚铁氰化钾,以上均为分析纯;实验用水均为二次蒸馏水。1.2活性炭固载Fe2+催化剂的制备将1g棒状活性炭投入150mL10%的NaOH溶液中浸泡10h。水洗至中性后于150mLH2SO4(1:1)溶液中浸泡10h,水洗晾干,置于烘箱内(120℃、270℃)活化6h。取150mL1moL/L硫酸亚铁溶液置于250mL圆底烧瓶中,加入1g活性炭浸润12h后,水洗抽滤,＊基金项目:2011年河南省科技攻关计划项目(112102310690)。·13·2013年第39卷第4期April2013工业安全与环保IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection再用蒸馏水冲洗至硫氰酸钾指示剂滴定到无色,晾干后置于烘箱内(120℃、250℃)活化12h,制得活性炭固载亚铁离子的