超声_Fenton法处理偶氮染料橙黄II的研究_张翼

超声-Fenton法处理偶氮染料橙黄II的研究张翼张晖＊吴峰王正琪(武汉大学环境科学与工程系,武汉430072)摘要以偶氮染料橙黄II为研究对象,考察了Fenton反应在超声辐射条件下,pH值、H2O2浓度、Fe2+离子浓度对COD去除率的影响。实验结果表明,超声对Fenton试剂处理偶氮染料橙黄II具有强化作用。超声条件下,当染料浓度为100mg/L、pH为3.0、Fe2+离子浓度为10mg/L、H2O2浓度为400mg/L时,反应90min,COD去除率最高可达93%。关键词超声Fenton橙黄IICODDegradationoforangeIIinwaterbyultrasound/FentonmethodZhangYiZhangHui＊WuFengWangZhengqi(DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072)AbstractTheeffectsofpH,H2O2concentrationandFe2+concentrationontheCODremovalefficiencyofor-angeIIwereinvestigatedbyultrasound/Fentonprocess.ItwasverifiedthatultrasoundcouldenhancethedegradationoforangeIIbyFentonreagents.Withultrasoundradiation,thehighestCODremovalratewasachievedtobe93%af-ter90minutesreactionunderthefollowingoptimalconditions:100mg/Lofinitialdyeconcentration,10mg/Loffer-rousionconcentration,400mg/Lofhydrogenperoxideconcentrationand3ofinitialpH.Keywordsultrasound;Fentonreagents;orangeII;COD资助项目:武汉青年科技晨光计划资助项目(20015005061)收稿日期:2003-01-22;修订日期:2003-04-22作者简介:张翼(1974～),男,贵州贵阳人,硕士,主要研究方向:水污染控制工程。＊通讯联系人染料废水色度大,COD值高,一般具有较强的抗生物降解性。偶氮染料是染料中的一种,其数量多,大约占染料产量的50%以上,一般的处理方法不能解决其脱色和降解的问题,所以染料废水的净化一直是水处理的热点之一。近年来,Fenton试剂作为一种高级氧化技术(advancedoxidationprocesses,AOPs)已经应用于染料废水的处理[1—5]。Fenton试剂由双氧水和亚铁离子组成,两者反应能产生强氧化能力的·OH自由基,由于·OH自由基的氧化还原电位(2.80V)大大高于传统的氧化剂(氯1.36V,双氧水1.77V,臭氧2.07V),所以能分解普通氧化剂很难处理的有机物。但Fenton法也存在一些不足,如不能充分矿化有机物,双氧水利用率不高[6]。一般为提高Fenton试剂的氧化效果,投加的亚铁盐较多,后者在反应中氧化为Fe(III)离子并在中和阶段因沉淀产生大量污泥,造成二次污染。超声化学的研究进展表明,超声也是一种有效的水处理高级氧化技术,超声在溶液中的空化作用能降解其中的有机污染物,超声波净化法(US法)被认为是一种清洁且具良好前景的AOPs[7,8]。一般认为,水中的有机污染物可直接在超声产生的高温高压“空化泡”中分解,或者被自由基氧化。而对难挥发性有机物的降解以自由基型反应为主,由于超声空化过程产生的自由基只有很少一部分能进入液相主体,因此,US法对偶氮染料这类难挥发性有机物的处理效果并不是很好,为此,人们提出将US法和其他方法(如双氧水和臭氧)相结合来处理这类有机物[7]。本文则是将US法和Fenton法联用,考察超声对Fenton法的强化效果,并在超声辐射条件下探讨pH值、Fe2+离子和H2O2浓度等因素对Fenton试剂降解橙黄II的影响。1实验部分1.1实验器材KS-250型超声波发生器,电子分析天平,电磁调速搅拌器,320-S型pH计,松下NN-S568WFS型微波炉,FR-100型密封微波消化罐等。1.2实验试剂橙黄II(商品染料),氢氧化钠(分析纯),H2SO4第4卷第11期环境污染治理技术与设备Vol.4,No.112003年11月TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControlNov.2003(分析纯