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染料废水脱色-滑动弧等离子体处理

中国污水处理工程网 时间:2018-3-23 15:32:53

污水处理技术 | 汇聚全球环保力量,降低企业治污成本

  近年来,随着染料制造业和印染工业的迅速发展,染料的品种和数量在不断增加,每年此类企业都要向水环境排放大量含染料废水。染料 废水往往色度高、成分复杂,具有可生化性差、较难脱色等特点,对环境有着潜在的威胁。随着环保要求不断严格与细化,以产生羟基自由基为主的高级氧化技术开始得到重视,并被投入到处理难生物降解废水的研究与试验中。滑动弧等离子体是一种新型高级氧化技术,其放电过程中可产生高能电子、高压激波、紫外线、臭氧,以及HO·、NO·和HO2·等具有强氧化性的活性粒子,能够破坏与氧化有机污染物,使其降解。滑动弧等离子体与其他几种等低温离子体放电形式相比,可以利用气体流量形成等离子体炬,方便大气压下非热等离子体的应用;转化为等离子体的能量更高,可产生更多种类的活性粒子;电源和处理装置简单,尺寸较小,操作容易,而且价格低廉,因而更具优势。法国CzenichovskiA等首次将滑动弧放电等离子体应用于等离子体化学工艺,并用来处理工业废气和垃圾焚烧尾气等。在我国,杜长明等率先对滑动弧放电等离子体降解有机物展开了系统的基础研究,发现其对有机废气及有机废水均有高效的降解去除作用,例如对苯酚和4-氯酚废水进行处理,其降解率分别可达90%和88.68%。偶氮染料酸性橙Ⅱ、吩嗪染料中性红和三苯甲烷染料碱性艳蓝BO是3种有代表性的常用工业染料,本研究通过一种特殊的非热电弧等离子体技术(即气液两相滑动弧技术,由常温常压滑动弧等离子体放电产生)处理这3种染料废水,分析滑动弧放电等离子体对不同染料废水的脱色效果和降解效果。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  实验流程

  选用3种染料与蒸馏水配制模拟染料废水,浓度为200mg/L,体积为500mL。所选实验参数为:放电电压为10kV,频率为50Hz,载气(空气)流速为0.8m3/h,液体流速60mL/min。实验过程中,先用蒸馏水清洗反应器,再用待处理溶液润洗,同时打开循环泵,进行泵和管道的润洗。然后向反应器内充满配好的待处理溶液,打开循环泵进行循环,约5min后取样,作为反应时间为0时的水样。打开水泵和压缩气泵的开关,然后将载气流速和液体流速调至不变参量。最后接通电极电源,电极放电产生滑动弧等离子体开始进行处理,同时开始计时,每10min测样一次,处理时间为60min。

  结果与讨论

  脱色效果

  滑动弧放电等离子体对偶氮染料酸性橙Ⅱ、吩嗪染料中性红和三苯甲烷染料碱性艳蓝BO具有较好的脱色效果。在一定实验条件下,放电处理60min,酸性橙II、中性红和碱性艳蓝BO的脱色率分别可达84.1%、72.7%与89.7%。随着放电等离子体的处理,3种染料的脱色率均呈明显上升趋势。其中,酸性橙II和中性红的脱色速率较为稳定,脱色率在60min内持续增长,而碱性艳蓝BO则呈现明显的由快到慢趋势。碱性艳蓝BO染料在前30min内迅速被脱色,处理到第10min时,脱色率已经达到54.4%,处理到30min时脱色率已超过80%;后30min脱色效果明显减缓,仅从83.6%上升到89.7%。酸性橙II和中性红的脱色率在30min时接近50%,最终60min时的脱色率分别为84.1%、72.7%,但如果提供更长时间的滑动弧等离子处理,两种染料仍有继续被脱色的潜力。