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Fenton处理染料染色废水COD工艺研究

中国污水处理工程网 时间:2018-3-16 16:31:30

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  目前,我国天然林资源非常贫乏,而速生人工林资源却极为丰富,但速生人工林比天然林木材材质较劣,因此,速生人工林木材增值化利用十分重要。在木材工业中,通过一些改性方法,可以实现人工速生木材的增值高效利用,木材染色就是其中的一种方法,该方法是染料或化学药品与木材发生化学或物理结合,从而改善木材视觉特性和提高木材的装饰性和附加值,现在木材染色染料主要使用石油化工类合成产品,其中活性染料是当今印染工业应用最广的一种染。活性偶氮染料分子中含有可以与木材纤维素、半纤维素和木质素发生化学反应的活性基团,因而活性染料在木材染色中应用越来越广。然而,木材染色过程中废液排放可能引起的环境污染问题受到人们广泛关注。木材活性染料染色过程中添加固色剂、促染剂等助剂,使得木材染色产生的废水有机物浓度高、色度大、可生化性差。未处理的木材染色废水直接排放,不仅会对环境造成污染,还可能给人的身体健康造成危害。

  因此,木材染色过程中产生的废水,经处理后达标排放是非常必要的。近年来有许多研究者采用不同处理技术处理印染工业废水,一般采用光催化氧化或生物法与物理法联合处理。但是由于木材活性偶氮染料染色排放的废水成分复杂,波动性大,且排放时水温高,而生物法处理的抗冲击能力差,导致生物法处理效果不稳定。木材活性偶氮染料染色排放的废水色度大,会导致光催化氧化过程中的光能利用率低,增加处理成本。

  Fenton氧化处理技术与其他处理技术相比更易于操作,氧化活性高,反应速度快,处理成本低以及无二次污染等特点而被广泛关注。Fenton试剂是由H2O2和Fe2+复合而成的一种强氧化剂,在酸性条件下,Fe2+与H2O2反应生成的羟基自由基(·OH)具有较强的氧化能力,可以迅速有效氧化废水中大分子有机物、发色基团、助色基团以及大多数难以降解的有机物质,达到去除COD和色度的效果。

  羟基自由基可以破坏不饱和染料分子的偶氮键,并同时氧化降解有机和无机污染物。到目前为止,已有大量文献报道Fenton能够有效地降解可溶性和不可溶性染料,且被广泛地应用于纺织和造纸行业废水处理。然而,直到现在Fenton法处理木材染色废水的研究还尚未见报道。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  木材活性染料染色过程中,染色后排放的废水仍含有大量染料分子,使得废水色度大,而废水由于色度大会降低受纳水体的透光性,影响水生生物的生长,因此,废水处理后的色度是一个重要的指标。其次,废水中的COD是表示水中还原性物质多少的一个指标,COD值越大,说明水体受有机物的污染越严重。所以,本研究以色度去除率和COD去除率为参考指标,分析Fenton试剂对杨木活性染料染色废水进行氧化处理的可行性及处理效果,通过正交实验研究30%H2O2投加量、FeSO4·7H2O浓度、反应温度、反应时间以及初始pH值等工艺参数对废水色度和COD去除率的影响,分析Fenton氧化处理废水后的结果,探索Fenton深度氧化处理法的最优工艺条件,为将Fenton氧化处理废水技术应用到木材活性染料染色废水处理提供一定的科学依据。

  Fenton法处理杨木活性染料染色废水实验结果表明,Fenton试剂可有效氧化降解杨木活性染料染色废水中的有机物;实验范围内,优化工艺条件为30%H2O2投加浓度为7.5ml/L、FeSO4·7H2O为0.9g/L、处理液初始pH值为2.5、反应温度为50℃、反应时间为80min。在此优化条件下经Fenton氧化处理后的废水COD和色度去除率分别达90.5%和99.99%。各影响因素从小到大的影响顺序为pH值>氧化剂H2O2投加量>反应温度>反应时间>硫酸亚铁浓度。参考国标GB4287-1992,经Fenton法处理后的木材活性偶氮染料染色废水COD和色度指标达到排放标准。