超声波_H_2O_2协同降解酸性紫红染料的研究_陈学民

Researchonthedegradationofacidicvioletbyultrasonic/H2O2ChenXuemin，ZhangShuming，FuXiaoyong（InstituteofEnvironmentalandMunicipalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China）超声波/H2O2协同降解酸性紫红染料的研究陈学民，张书铭，伏小勇（兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070）［摘要］采用超声波/H2O2降解水中酸性紫红染料，考察了超声波/H2O2的协同效应及超声功率、声密度、超声时间、染料初始浓度等因素对酸性紫红染料去除率的影响。结果表明，超声波/H2O2对酸性紫红染料的降解具有明显的协同作用，其去除率比超声波单独作用提高了40%。在一定的条件下，去除率随超声功率的增大而增加，随溶液体积的增加而减少，随超声时间的延长而增大，随染料初始浓度的增加而减少。［关键词］超声；酸性紫红染料；协同作用［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）06-0022-03Abstract：Ultrasonic/H2O2hasbeenusedfordegradingacidicviolet.Thesynergisticeffectsofultrasonic/H2O2，ultrasonicpower，sounddensity，ultrasonictime，andinitialconcentrationofthedyestuffontheremovingrateareinvestigated.Theresultsshowthatthesynergisticeffectofultrasonic/H2O2onthedegradationofacidicvioletisre-markable.Itsremovingrateis40%higherthanthatoftheeffectbyusingultrasonicalone.Undercertaincondi-tions，theremovalrateincreaseswiththeincreaseofultrasonicpower，decreaseswiththeincreaseofsolutionvol-ume，increaseswiththeextensionofultrasonictime，ordecreaseswiththeinitialconcentrationofdyestuff.Keywords：ultrasonic；acidviolet；synergisticeffect处理染料废水的方法很多，有物理、化学和生物方法，最常采用的是吸附、絮凝、化学氧化、光催化氧化等方法〔1-4〕。但由于染料废水结构复杂、污染物浓度较高，采用常规的物化法及生物处理很难达标排放。利用超声波降解有机污染物是近年来发展起来的一项新型水处理技术〔5〕，超声波可有效降解溶液中的染料，尤其对色度有很好的处理效果，和其他技术联用，具有很高的协同作用〔6-8〕。笔者进行了超声波/H2O2对酸性紫红染料的降解实验，探讨超声条件下诸多因素对酸性紫红染料降解的影响，同时分析其影响机理。1材料和方法1.1实验仪器JX声变幅杆聚能式超声仪，北京金星超声有限公司，由D-025超声波电源及换能器JX20T300J两部分组成，频率为20kHz，功率0～250W可调，钛合金探头长125mm，变幅杆长125mm，为阶梯形，辐照端面直径24mm，其变幅杆长等于半波长的整数倍，符合最优设计原理；721型分光光度计，上海精密科学仪器有限公司。1.2试剂市售酸性紫红染料，天津市化工原料公司生产，为化学纯；其他试剂均为分析纯。1.3实验用水样实验所用酸性紫红染料水样由酸性紫红染料和去离子水配制而成。1.4分析方法酸性紫红染料溶液的浓度采用紫外-可见分光光度法测定，测定波长为510nm。1.5酸性紫红染料的去除率由反应前后所测得的溶液浓度变化结果来计算其去除率。第30卷第6期2010年6月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.6Jun.，201022——工业水处理2010－06，30（6）2结果与讨论2.1超声功率对处理效果的影响各取100mL质量浓度为50mg/L的酸性紫红染料溶液若干份，分别在66~220W的不同超声波输入功率下辐照10min，考察超声功率对酸性紫红染料去除率的影响，结果如图1所示。由图1可知，当超声波输入功率<88W时，随着输入功率的增大，酸性紫红染料的去除率迅速上升，当输入功率在88~132W之间时，去除率上升缓慢，而当输入功率超过132W时，去除率