UV-Fenton光氧化降解活性艳红染料废水的试验研究

��收稿日期:2006-08-02基金项目:建设部攻关项目(03-2-068)作者简介:李亚峰(1960-),男,教授,博士,主要从事水污染控制理论与技术研究.文章编号:1671-2021(2007)01-0097-04UV/Fenton光氧化降解活性艳红染料废水的试验研究李亚峰,陈�萍,吕春华,班福忱(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168)摘�要:目的研究UV/Fenton法对活性艳红染料废水色度和COD的处理效果,解决染料废水色度和COD难降解的问题.方法通过比较不同反应体系的处理效果,验证了UV/Fenton氧化法的优越性.并对影响UV/Fenton氧化法处理废水效果的主要操作条件进行了试验研究,确定了反应的最佳操作条件.结果研究表明,H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值条件的改变对染料废水的处理效果影响很大.当pH=3,30%H2O2投加的体积分数为2�4mL/L,Fe2+投加的质量浓度为320mg/L,反应时间为15min时为氧化反应的最佳操作条件,脱色率和COD去除率分别达99�41%和93�21%.结论UV/Fenton法对染料废水的色度和COD能够进行有效的去除,并且操作简单.但是,该法在大规模的应用上仍然存在一定的局限性,如pH应用范围窄、二次污染问题等.关键词:UV/Fenton;活性艳红X-3B;光氧化;降解中图分类号:X703���文献标识码:A�����染料废水由于具有浓度高,色度深,有机物成分复杂,毒性大,可生化性差等特点,一直是国内废水处理的难点之一,加之由于染料生产品种多,并朝着抗光解、抗生物氧化方向发展,从而使其处理难度加大,依靠常规处理工艺很难达到理想效果.近年来,由于羟基自由基的强氧化性,基于羟基自由基的高级氧化技术���UV/Fenton受到普遍关注[1-6].该技术具有反应时间相对较短、反应过程易于控制、对有机物的降解无选择性和比较彻底等优点.笔者对染料废水进行了UV/Fenton、Fenton、UV/H2O2法的处理,结果表明,UV/Fenton处理效果最佳,即在紫外光的催化下Fenton反应速率可显著提高.1�试验部分1�1�试验仪器与药品试验仪器:UV-9100分光光度计;pHS-29A型酸度计;自制光氧化反应器(其中低压石英紫外灯220V,15W);电热恒温干燥箱.药品:30%H2O2(分析纯),FeSO4�7H2O(分析纯).1�2�试验水样采用模拟染料废水,由质量浓度为200mg/L的活性艳红配成,水样pH值为6�5,初始�(COD)为415mg/L,色度为460倍,吸光度为2�02.1�3�试验和分析方法取模拟染料废水水样,用硫酸调节pH值,加入一定量质量分数为5%FeSO4�7H2O,搅匀,加入一定量的H2O2,在紫外灯下照射进行反应,经一定时间取样中止反应,取其上清液进行水质测定.COD采用快速密闭催化消解法测定[7];2007年01月第23卷第1期�沈阳建筑大学学报(自然科学版)JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)�Jan.�2007Vol�23,No�1J色度采用分光光度计测定,色度去除率计算公式为�=(A0-A)/A0�100%.其中:�为脱色率,A0为反应前的吸光度值,A为反应后的吸光度值.2�结果与讨论2�1�不同反应体系处理效果的比较染料废水分别在UV/Fenton、Fenton、UV/H202体系下进行降解.Fenton、UV/H202体系的试验方法同UV/Fenton体系,各种反应体系中投加药剂量及水样初始pH值均相同,即[H2O2]投加体积分数为1�2mL/L,Fe2+投加质量浓度为160mg/L,pH=3,t=15min.不同反应体系下染料废水脱色率和COD去除率变化如图1、图2所示.图1�不同体系下染料COD的变化图2�不同体系下染料色度的变化��试验结果表明,各种氧化体系对染料废水的COD降解效果有着较为明显的差别.UV/H2O2体系处理效果最不理想.Fenton体系在引入紫外光后,COD去除率和脱色率都有所提高,尤其在反应15min后,COD的去除率增加了30%.从图1中可看出,反应前30min内,UV/Fenton体系下COD的去除率远大于Fenton和UV/H202的简单加和,说明紫外光和亚铁离子对H2O2的催化分解存在协同效应,即H2O2的分解速率远大于Fe2+或紫外催化H2O2分解速率的简单加和[8].��从图1、图2中可以看出,反应30min后,无论是哪种体系,色度去除率都趋于稳定,达到90%以上,而COD的去除率还持续增加,且去除率均低于色度的去除率.表明在染料的降解中,生色团较快地被破坏,其转化成的中间产物却没有得到彻底的降解,依然具有较高的COD