1、本科毕业论文系列开题报告环境工程FENTON试剂氧化处理印染废水研究一、选题的背景与意义染料行业产生的污染物是全球性污染源之一。据不完全统计，我国污染行业每年排放废水量高达78亿万吨，占纺织工业废水排放量的80，是我国排放废水和污染物数量较大的行业之一。由于染料和印染工业的废水中含有的有机物具有含量高、成分复杂、色度深、难降解等特点，目前还没有比较有效的方法来处理此类废水。传统的处理方法如生化处理、混凝脱色、吸附脱色、膜技术等工艺对于染料污染物的矿化能力较差，而且容易引起二次污染。近年来，由于羟基自由基的强氧化性，基于羟基自由基生成的化学处理方法高级氧化技术日益受到研究人员的关注，特别是对染料
2、脱色处理的研究非常活跃。其中光催化氧化反应可利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机污染物质，使废水的各项污染指标大幅度降低，该方法具有简便、快速、无二次污染的特点，具有很好的发展前景。如今高级氧化技术被逐渐应用到废水处理中，其中，FENTON试剂法价格低廉、无毒，几乎可使印染废水完全脱色和去除COD，逐渐成为染料降解和脱色的主要方法二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1研究相关文献，熟悉H2O2/草酸铁络合物以及FENTON试剂的配置方法，并能够在实验过程中应用。2研究本课题测定过程中的影响因素。3根据所需研究的参数确定实验方案，并对实验进行详细、严格的规划。4了解并
3、掌握该课题中需要进行的各种测定方法。5研究H2O2/草酸铁络合物以及FENTON试剂在紫外线照射条件下对有机印染废水的氧化脱色以及COD去除的作用。三、研究方法与技术路线（1）研究方法设计满足测定要求的实验条件，用H2O2/草酸铁络合物以及UVFENTON两种方法对有机印染废水进行氧化脱色以及COD去除，整理相关数据，进行比较，最终得出结论。（2）技术路线四、研究的总体安排与进度2010年11月26日2010年12月15日，完成开题报告和文献综述，进行开题；2010年12月16日2011年5月6日，实验设备的设计和加工，实验的开展，数据的处理以及论文的撰写2011年5月7日2011年5月12日
4、，完成论文的撰写工作，定稿，准备答辩2011年5月13日，答辩。五、主要参考文献1王喜全，胡筱敏，李佳，等FENTON法处理染料废水的研究J染料与染色，2008,45539,52532杜芳，董永春，韩振邦FENTON反应技术在纺织染料氧化降解中的应用进展J针织工业，2008,105860收集查找国内外相关研究资料设计实验方案、准备器材样品的采集、处理研究H2O2/草酸铁络合物以及FENTON试剂在紫外线照射条件下对有机印染废水的氧化脱色以及COD去除的作用总结实验数据、得出结论完成本次课题研究3郑伟FENTON试剂特性及其在水处理中的应用J应用科学，20091184吕艳菲FENTON氧化技术处
5、理印染废水J环境科技，2009,22263665李太友，刘琼玉，李华禄H2O2草酸铁络合物对有机染料废水的光氧化脱色J工业安全与防尘，1999,1015186朱洪涛UVFENTON催化氧化处理印染废水的实验研究J工业水处理，2006,26353557张乃东，林秀，孟祥斌UV/FENTON法处理水中苯酚的研究M哈尔滨商业大学学报，2001,17135388郑怀礼，谢礼国，胡鹏，等非均相类FENTON反应催化氧化脱色降解直接桃红12BJ光谱学与光谱分析，2010,306164716519郑广宏，夏邦天，许臻光化学氧化技术处理印染废水研究进展J水处理技术，2008,3425810李太友，刘琼玉日光H
6、2O2草酸铁络合物光解水溶液中的直接耐酸大红J化工环保，2001,212848711李太友，刘琼玉，张小英日光草酸铁络合物H2O2降解水中2，4一二氯苯酚M江汉大学学报自然科学版，2004,322777912陈华军，万琳，席晓晶太阳光下FENTON试剂降解有机染料的研究M洛阳理工学院学报自然科学版，2010,20181013程实，辛井丽，刘守清铁离子的固定化及其对孔雀石绿的光一FENTON降解M苏州科技学院学报工程技术版，2009,22491214赵玉军高级氧化技术FENTON法在污水处理工艺中的现状及其应用进展J天津化工，2010,245555815刘红玉，李戎FENTON反应及其在印染废水
7、处理由的应用进展J印染助剂，2010,27971016文卓琼，王九思，郭立新，等高级氧化技术在水处理中的应用J2010,117353717石磊二氧化氯催化氧化技术在印染废水深度处理中的应用分析J，工程技术，2010640340418江举辉，虞继顺，李武，等臭氧协同产生OH的高级氧化过程研究进展及影响因素的探讨JL工业安全与环保，2001，2712162O19朱洪涛，宋立民UVFENTON试剂法处理直接冻黄染料废水的实验研究J化学工程师，200510373920MARCOSLUCASA，JOSAPERESDEGRADATIONOFREACTIVEBLACK5BYFENTON/UVCANDFERR
8、IOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTPROCESSESJDYESANDPIGMENTS，2007,74362262921DILARSLAN，DETLEFWBAHNEMANNADVANCEDCHEMICALOXIDATIONOFREACTIVEDYESINSIMULATEDDYEHOUSEEFFLUENTSBYFERRIOXALATEFENTON/UVAANDTIO2/UVAPROCESSESJDYESANDPIGMENTS，2000,47320721822MURUGANANDHAMM，SWAMINATHANMDECOLOURISATIONOFREACTIVEORANGE4BYFEN
9、TONANDPHOTOFENTONOXIDATIONTECHNOLOGYJDYESANDPIGMENTS，2004，63315321毕业论文文献综述环境工程FENTON试剂氧化处理印染废水研究摘要由于染料和印染工业的废水中含有的有机物具有含量高、成分复杂、色度深、难降解等特点，目前还没有比较有效的方法来处理此类废水。传统的处理方法如生化处理、混凝脱色、吸附脱色、膜技术等工艺对于染料污染物的矿化能力较差，而且容易引起二次污染。如今高级氧化技术被逐渐应用到印染废水处理中，其中，FENTON法价格低廉、无毒，几乎可使印染废水完全脱色和去除大部分的COD，逐渐成为染料降解和脱色的主要方法之一关键词印染
10、废水FENTON试剂高级氧化降解脱色20世纪90年代以来我国纺织工业高速发展但是相关环境污染问题日益凸显据不完全统计我国印染废水排放量约为每天3X1064X106M3印染厂每加工100M织物会产生35T废水按平均印染100M织物会产生废水5T计全国每年产生印染废水约为L6亿吨。为了净化印染废水以FENTON反应技术为代表的高级氧化技术近年来在国内外得到了普遍的重视并迅速发展1其主要特点是反应速度快所产生的羟基自由基具有极强的氧化性可以将污染物完全无机化使之转化为二氧化碳和水。21、关于FENTON反应技术11、传统FENTON反应FENTON反应是19世纪末期由法国科学家HJHFENTON发现
11、并提出的他在一项实验研究中发现在酸性水溶液中当FE2和H2O2共存时可以有效地氧化酒石酸，这一发现为人们分析还原性有机物和选择性氧化有机物提供了新的方法。后人为纪念这位科学家便将FE2和H202混合物的水溶液和相关反应分别命名为FENTON试剂和FENTON反应，其基本原理是FENTON试剂中的FE2催化分解H2O2产生的氢氧自由基OH将有机物降解为小分子有机物甚至矿化为二氧化碳和水等无机物。典型FENTON反应如化学反应式1和2所示。FE2H202FE3OHOH1FE3H202FE2H02H2FENTON试剂中的FE2与H202反应生成具有极高反应活性的OH，几乎可以氧化所有的有机物能够去除
12、其他废水处理技术无法去除的难降解有机物。12、UVFENTON反应3FENTON试剂FE2H202是一种强氧化剂，常用于废水高级氧化处理以去除COD、色度等，当辅助于紫外光照射时，即UVFENTON反应极大地提高了传统的FENTON氧化的处理效率，同时减少了试剂的用量。H202在UV照射条件下，产生OHH202HV2OHFE2在UV光照条件下，可以部分转化为FE3，所转化的FE3在PH为55的介质中可以水解生成羟基化的FEOH2，FEOH2在紫外光作用下又可以转化为FE2，同时产生OHFEOH2FE2OH由于上式的存在使得过氧化氢的分解速率远大于亚铁离子或紫外催化过氧化氢分解速率的简单加和。U
13、VFENTON反应氧化有机物的一般历程为FE2H202FE3OHOHFE3H202FE2H02HFE2OHFE3OHRH0HRH2ORFE3RFE2R02R00CO2H2O同时有机物在氧化过程中，会产生中间产物草酸，草酸和铁离子混合后，可形成稳定的草酸铁络合物FEC2O4、FEC2O42、FEC2O43，它们是光化学活性很高的物质。在紫外光的照射下，草酸铁络合物极易发生光降解反应2FEC2O4N（32N）2FE22N1C2O422CO2光还原生成的FE2与H202再进行FENTON反应。42、其他高级氧化技术21、光催化氧化法1972年，FUJISHIMA和HONDA5发现了TIO2电极上光催
14、化分解水的现象，标志着光催化研究的开始，并将此技术用于处理废水，目前研究最多的是半导体光催化剂二氧化钛锐钛矿型TIO2。与金属相比，半导体能带是不连续的，在填满电子的低能价带和空的高能导带之间存在一个禁带。当催化剂受到紫外光照射时，光催化剂表面产生电子一空穴对，当存在合适的俘获剂或表面缺陷时，电子一空穴的复合会受到抑制，而复合前，在光催化剂表面发生氧化一还原反应。空穴具有很强的氧化能力，使水在半导体表面形成氧化能力极强的羟基自由基OH，羟基自由基再与水中有机污染物发生氧化反应，最终生成CO2，H2O及无机盐等物质。6程沧沧等7用125W荧光灯和TIO2催化氧化某丝绸厂实际印染废水COD420M
15、GL，色度200倍30MIN，脱色率100，COD去除率856。吴峰等8用絮凝一光催化氧化二级串联法对模拟活性艳红X一3B染料废水进行试验处理，取得了脱色率100、COD去除率80的效果。922、臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，与有机物反应迅速，不产生二次污染，在污水处理中可有效地消毒、除色、去除有机物和降低COD等。但单纯的使用臭氧氧化法处理废水存在O3利用率低、氧化能力不足、其氧化反应具有选择性等问题。近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术，其中O3H2O2法、O3UV法、O3UVH2O法等组合方式不仅可以提高氧化速率和效率，而且能够氧化单独作用时难以氧化降解的有机物。10臭氧通过以
16、下两种途径氧化分解有机物111酸性条件下直接与有机物发生亲核或亲电反应，将其降解；2在碱、光照或其它因素作用下，产生活泼的羟基自由基，通过OH氧化有机物。紫外光的照射，可进一步激活O3分子，促使O3产生更多的OH，同时也可活化基质，使污染物得到彻底的氧化去除。1223、二氧化氯催化氧化法二氧化氯催化氧化的原理就是在一定的反应环境和催化剂存在条件下，利用二氧化氯的强氧化性在常温常压下直接将有机污染物氧化成二氧化碳和水，或将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物。13二氧化氯催化氧化具有如下特征1酸性条件下的强氧化性CLO2以分子的形式溶解在水中，不易发生水解反应。在酸性条件下，发生如下的氧化反应
17、CLO2十4H5ECLH2O因此，在酸性条件下1个CLO2分子能得到5个电子，其氧化还原电位高于15V，是一种强氧化剂。同时，CLO2易溶于水，溶解度相当于氯气的5倍，因此更适合液相氧化反应。2催化剂能大大提高反应速度除了酸性反应环境外还需要合适的催化剂以降低反应活化能。目前，常用的催化剂为铜、镍等过渡金属。一般采用活性炭为载体，通过硝酸盐浸溃和烧结的方法得到催化剂。3氧化的选择性CLO2的氧化还原电位决定了其氧化过程具有一定的选择性。一般而言，CLO2在水中不与饱和脂肪族反应而易与不饱和有机化合物反应。在印染废水中不饱和有机化合物往往较易溶于水而构成可溶性COD并且大多含有双键发色团，如偶氮
18、基、亚硝基、硫化羟基亚氨基等。这些基团一方面使得废水的色度偏高另一方面含有这些基团的有机物大都具有一定的生物毒性，因此也使得废水的可生化性变差经过CLO2氧化后，不饱和有机化合物中的不饱和键被氧化或者打断从而达到脱色和提高可生化性的目的。4无二次污染CLO2本身无三致效应致癌、致畸、致突变效应，同时在氧化过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其它有毒类物质，因此不会产生二次污染。143FENTON试剂在印染废水中的一些应用15FENTON试剂可用于直接、活性、酸性、分散等染料染色废水的脱色，同时可降低染色废水的COD值目前，在印染废水方面研究比较多的是使脱色率和CO
19、D值达到理想状态的反应参数，比如PH值、FENTON试剂配比、反应温度等，并对反应级数作了一些探讨，不再单用FENTON试剂，而是将其与光、电、超声波等技术相结合，引入了类FENTON法的概念，提高了FENTON试剂的利用率。FENTON试剂处理50MGL酸性黄7脱色速度快且脱色率高达99916。处理50MGL活性黑5，在反应的第1MIN脱色率可达9617。MMURUGANANDHAM18对FENTON试剂处理活性黄4的条件H202、FE2的量和PH值进行研究后发现，在最佳条件下，光FENTON法比FENTON法效率更高，最终的颜色残留率不会超过2。李太友19等人以H2O2草酸铁络合物作为光氧
20、化剂，利用太阳光对直接耐酸大红4BS进行了降解实验结果表明在晴天光照15MIN或阴天光照3040MIN的条件下，浓度为50MGL的直接耐酸大红4BS溶液可褪至无色，并且PH值为24时的降解效果最佳。朱洪涛20等人比较了FENTON试剂法、UV/H2O2法和UVFENTON试剂法对直接冻黄染料废水处理的效果，实验表明UVFENTON法对染料废水的处理效果最好。4目前FENTON反应技术在纺织染料降解方面的缺陷FENTON反应技术在纺织染料降解方面应用广泛尤其在水溶性阴离子偶氮染料降解处理过程中的应用尤为突出值得注意的是尽管近20年来FENTON反应技术在纺织染料降解方面发挥着极大的作用，但是它也
21、存在一些缺点A在应用此技术时需将染料废水的PH值调至25的范围内；B处理结束以后的铁离子大部分留在水体中不仅会造成2次污染而且更重要的是生成的含铁污泥难以处理；CH2O2的利用率较低。为了解决上述问题目前国内外的研究者已经开始将铁离子固定于不同的载体表面形成非均相FENTON催化氧化体系，并将其应用于纺织染料的脱色降解反应过程中。可以认为，这种新技术将在纺织染料降解方面发挥重要的作用且具有光明的发展前景。参考文献1朱朝海，侯轶难降解毒性有机污染物废水高级氧化技术J环境保护，1998，1129312杜芳，董永春，韩振邦FENTON反应技术在纺织染料氧化降解中的应用进展J针织工业，2008,105
22、8603MARCOSLUCASA，JOSAPERESDEGRADATIONOFREACTIVEBLACK5BYFENTON/UVCANDFERRIOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTPROCESSESJDYESANDPIGMENTS，2007,7436226294朱洪涛UVFENTON催化氧化处理印染废水的实验研究J工业水处理，2006,26353555FUJISHIMAA，HONDAKELECTROCHEMICALPHOTOLYSISOFWATERATASEMICONDUCTORELECTODENATURE，1972，238535837386彭晓春，陈新庚，黄鹄等NTIO2光催化机
23、理及其在环境保护中的应用研究进展环境污染技术与设备，2002，33167程沧沧，肖忠海，胡德文半导体催化氧化法处理印染废水的研究J重庆环境科学，2001，23361628吴峰，邓南圣，罗凡絮凝一光氧化法处理染料废水试验研究J化工环保，L998，L83L361389郑广宏，夏邦天，许臻光化学氧化技术处理印染废水研究进展J水处理技术，2008,3425810文卓琼，王九思，郭立新，等高级氧化技术在水处理中的应用J2010,117353711徐新华，赵伟荣水与废水的臭氧处理M北京化学工业出版社，2003808212江举辉，虞继顺，李武，等臭氧协同产生OH的高级氧化过程研究进展及影响因素的探讨JL工业
24、安全与环保，2001，2712162O13肖光参水和废水中二氧化氯的氧化还原反应评述J，无机盐工业，2001，0414石磊二氧化氯催化氧化技术在印染废水深度处理中的应用分析J，工程技术，2010640340415刘红玉，李戎FENTON反应及其在印染废水处理由的应用进展J印染助剂，2010,27971016TANTAKN，CHAUDARISDEGRADATIONOFAZODYESBYSEQUENTIALFENTON，SOXIDATIONANDAEROBICBIOLOGICALTREATMENTJJOURNALOFHAZARDOUSMATERIALS，2006，L36369870517LUCAS
25、MS，DIASAA，SAMPAIOA，ETA1DEGRADATIONOFATEXTILEREACTIVEAZODYEBYACOMBINEDCHEMICALEBI0L0GICALPROCESSFENTON，SREAGENTYEASTJWATERRESEARCH，2007，41L103110918MURUGANANDHAMM，SWAMINATHANMDECOLOURISATIONOFREACTIVEORANGE4BYFENTONANDPHOTOFENTONOXIDATIONTECHNOLOGYJDYESANDPIGMENTS，2004，6331532119李太友，刘琼玉日光H2O2草酸铁络合物光解
26、水溶液中的直接耐酸大红J化工环保，2001，212848720朱洪涛，宋立民UVFENTON试剂法处理直接冻黄染料废水的实验研究J化学工程师，2005103739本科毕业设计环境工程FENTON试剂氧化处理印染废水研究STUDYONTHETREATMENTOFDYEINGWASTEWATERBYUVFENTONANDFERRIOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTOXIDATIONPROCESSESFENTON试剂氧化处理印染废水研究IFENTON试剂氧化处理印染废水研究摘要采用UVFENTON催化氧化和日光/H2O2/草酸铁络合物催化氧化两种高级氧化法处理印染废水。通过实验研究了PH
27、、FESO47H2O和H2O2的投加量、反应时间、紫外线催化对UVFENTON催化氧化法脱色和COD去除率的影响。对于日光/H2O2/草酸铁络合物催化氧化法，主要研究了投加方法、FE3、草酸钠和H2O2的投加量以及PH、反应时间等对染料脱色的影响。结果表明UVFENTON催化氧化法确定的最佳条件为01MOL/LFESO47H2O溶液的投加量为1ML，30H2O2的投加量为2ML，PH为3，反应时间为3H；日光/H2O2/草酸铁络合物催化氧化确定的最佳条件为1G/L硫酸铁投加量为1ML，30H2O2的投加量为05ML，18G/L草酸钠溶液投加量为04ML，PH为34。关键词印染废水；UVFENT
28、ON；催化氧化；太阳光；草酸铁络合物STUDYONTHETREATMENTOFDYEINGWASTEWATERBYUVFENTONANDFERRIOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTOXIDATIONPROCESSESABSTRACTTHEEFFECTSOFMAINFACTORSOFUVFENTONANDFERRIOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTPROCESSESONDYEINGWASTEWATERTREATMENTEFFICIENCYHAVEBEENSTUDIEDTOUVFENTON,PARAMETERSSUCHASPH,THEDOSAGEOFFESO47H2OORH
29、2O2,TREATMENTTIME,THEFUNCTIONOFUVLIGHTANDTHELIKEAREINVESTIGATEDINTERMSOFTHEREMOVALRATESOFCHROMATICITYANDCODTOFERRIOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTPROCESS,PARAMETERSSUCHASTHEWAYSOFFEEDING,THEDOSAGEOFFERRIOXALATEORH2O2,PH,TREATMENTTIMEANDTHELIKEAREINVESTIGATEDINTERMSOFTHEREMOVALRATESOFCHROMATICITYTHERESULTSSHO
30、WTHATTOUVFENTON，THEBESTREACTIONCONDITIONSARETHEDOSAGEOFFESO47H2OIS1ML，THEDOSAGEOFH2O2IS2ML，PH3，TREATMENTTIMEIS3HOURS；TOFERRIOXALATE/H2O2/SOLARLIGHTPROCESS，THEBESTREACTIONCONDITIONSARETHEDOSAGEOFFERRIOXALATEIS1ML，THEDOSAGEOFH2O2IS05ML，PH,34。KEYWORDSDYEINGWASTEWATER；UVFENTON；CATALYTICOXIDATION；SOLARLI
31、GHT；FERRIOXALATEFENTON试剂氧化处理印染废水研究I目录1引言32材料与方法521UVFENTON催化氧化法5211实验原理5212实验装置仪器与试剂药品6213实验步骤和分析方法7214实验结果与分析72141PH对印染废水处理的影响72142FESO47H2O溶液投加量对印染废水处理的影响8214330H2O2投加量对印染废水处理的影响92144反应时间对印染废水处理的影响102145FENTON试剂作用和絮凝剂作用以及紫外线催化作用1122日光/H2O2/草酸铁络合物催化氧化法13221实验原理13222实验试剂和仪器14223实验步骤和分析方法14224实验结果与分析
32、142241反应体系对印染废水处理的影响142242PH对印染废水处理的影响142243反应时间对印染废水处理的影响152244考察H2O2投加量对印染废水处理的影响162245FE3投加量对印染废水处理的影响182246草酸钠投加量对印染废水处理的影响193结论20FENTON试剂氧化处理印染废水研究II参考文献22致谢错误未定义书签。31引言印染废水色度深、COD含量高，有机物成分复杂、难降解，是较难处理的工业废水之一1，而且目前印染废水的排放量与日俱增，对环境以及生物体的安全都造成了严重的威胁，于是对工业印染废水进行严格处理已成为全社会共同关注的话题。20世纪90年代以来，我国的纺织产业
33、得到了飞速的发展，但是随之也带来了严重的环境污染问题，主要是由于印染废水的排放。据不完全统计我国印染废水每天的排放量约为3X1064X106M3。印染厂每加工生产100M纺织物就会产生大约3至5吨的废水，按印染100M纺织物平均产生5吨废水计算，全国每年就会产生约16亿吨的印染废水2，这是一个极为庞大的数字，加上印染废水处理的难度，这理应成为我们关注的环境以及社会问题之一。对于印染废水的处理，传统的方法包括吸附法、生化法、混凝法以及膜技术等，但是这些方法普遍存在处理效率低、操作管理复杂、容易产生二次污染等问题。所以，探索处理工业印染废水的新方法一直是国内外环境科学家研究关注的焦点。近年来，随着
34、研究的深入，高级氧化法得到了广泛的发展和应用。高级氧化法最显著的特点就是以氢氧自由基OH作为主要的氧化剂与有机物发生反应，反应生成的有机自由基可以继续参加羟基自由基OH的链式反应，或生成过氧化自由基进一步发生氧化反应，直到将污染物完全无机化使之转化为二氧化碳和水，达到氧化分解有机物的目的3。高级氧化技术的国内外研究现状1光催化氧化法1972年，FUJISHIMA和HONDA4发现了TIO2电极上存在光催化分解水的现象，这标志着光催化研究的开始，并将此技术运用到了废水处理中，目前研究地最多的是半导体光催化剂二氧化钛锐钛矿型TIO2，与金属相比，半导体能带是间断的，在已填满电子的低能价带和空的高能
35、价带之间存在着一个禁带。当催化剂受到紫外光照时，光催化剂表面会产生电子一空穴对，若存在有合适的俘获剂或表面缺陷，电子一空穴的复合就会受到抑制，并在复合前，在光催化剂表面发生一系列氧化一还原反应。空穴有着非常强的氧化能力，能使水在半导体表面上形成氧化能力极强的羟基自由基OH，羟基自由基OH再与水中的有机污染物发生氧化反应，最终反应生成CO2、H2O无机盐等物质5。2臭氧氧化法4臭氧是一种强氧化剂，能与有机物迅速反应，并且不产生二次污染，在污水处理中可有效地起到消毒、脱色、降低COD等作用。但若单纯的使用臭氧氧化法来处理废水，存在着O3利用率较低、氧化能力不足、氧化反应具有选择性等问题。近年来发展
36、生成了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合工艺，其中O3UV法、O3H2O2法、O3UVH2O2法等组合不仅可以大大提高氧化速率和效率，而且还能够处理单独作用时较难氧化降解的有机物。臭氧通过下列两种途径6氧化分解有机物1在酸性条件下直接与有机物发生亲核或亲电反应，将其氧化降解；2在碱、光照或其它条件下，反应产生活泼的羟基自由基OH，通过羟基自由基OH来氧化有机物。紫外光的照射可进一步激活O3分子，促使O3产生更多的羟基自由基OH，同时可活化基质，使污染物得到彻底的氧化分解7。3二氧化氯催化氧化法二氧化氯催化氧化的原理就是在一定的反应条件和催化剂存在下，利用二氧化氯的强氧化性在常温常压下即可直接将有机
37、污染物氧化分解成二氧化碳和水，或是将大分子有机污染物氧化分解成小分子有机污染物8。二氧化氯的催化氧化具有如下特点1在酸性条件下的强氧化性二氧化氯以分子的形式溶解在水中，并不易发生水解反应。但若在酸性条件下，便可发生如下的氧化反应CLO2十4H5ECLH2O由上式可见，在酸性条件下，1个CLO2分子能够得到5个电子，其氧化还原电位高于15V，是一种很强的氧化剂。同时，CLO2极易溶于水，溶解度是氯气的5倍，因此更适用于液相氧化反应。2催化剂能大大提升反应速率除了在酸性反应条件外，还需要有合适的催化剂以降低其反应活化能。目前，常用的催化剂为铜、镍等的过渡金属，一般使用活性炭为载体，通过硝酸盐浸溃烧
38、结的方法得到催化剂。3氧化的选择性CLO2的氧化还原电位决定其氧化过程是具有一定的选择性的。一般来说，CLO2在水中并不会与饱和脂肪族反应，而易与不饱和有机化合物反应。在印染废水中，不饱和有机化合物较易溶于水并构成可溶性COD。并且大多都含有双键发色团，如偶氮基、硫化羟基、亚氨基等。这些基团一方面使废水的色度加深，另一方面含有这些基团的有机化合物大都具有一定5的生物毒性，使得废水的可生化性变差，经过CLO2氧化后，不饱和有机化合物中的不饱和键被氧化或打断，以达到脱色和提高可生化性的目的。4无二次污染CLO2本身不存在三致效应致畸、致癌、致突变效应，同时在氧化过程中也不会与有机物发生氯代反应生成
39、可产生“三致作用”的有机氯化物或其它毒类物质，因此不会产生二次污染9。本次实验选用了UVFENTON催化氧化法和日光/H2O2/草酸铁络合物催化氧化法这两种高级氧化法来处理染料废水。2材料与方法21UVFENTON催化氧化法211实验原理FENTON反应是一种均相催化氧化反应，采用H2O2为氧化剂，亚铁盐为催化剂10，所以，FENTON试剂存在着强氧化性，常以高级氧化处理的形式来对废水进行COD、色度的去除等，若再辅助于紫外光照射，即形成UVFENTON反应，可极大地提高传统FENTON反应的氧化处理效率，同时还能减少试剂的用量。H2O2在紫外光照射下，产生OHH2O2HV2OHFE2在紫外光
40、照下，可部分转化为FE3，所转化的FE3在PH约为55的介质中可水解生成羟基化的FEOH2，FEOH2在紫外光照作用下又可转化成FE2，同时产生OHFEOH2FE2OH由于上式存在，使得H2O2的分解速率远远大于FE2或紫外催化H2O2分解速率的简单相加。UVFENTON法氧化有机物的一般过程为FE2H2O2FE3OHOHFE3H2O2FE2HO2HFE2OHFE3OHRHOHRH2O6RFE3RFE2RO2ROOCO2H2O同时有机物在被氧化的过程中，易产生中间产物草酸，草酸在和铁离子混合后，可形成十分稳定的草酸铁络合物FEC2O4、FEC2O42、FEC2O43，它们都是光化学活性极高的物
41、质。在紫外光照射下，草酸铁络合物极易发生降解反应2FEC2O4N（32N）2FE22N1C2O422CO2还原生成的FE2与H2O2可再进行FENTON反应11。212实验装置仪器与试剂药品实验仪器CLT12型化学需氧量速测仪；紫外分光光度仪实验试剂废水（印染厂取来废水加01G酸性大红染料）；01MOL/LFESO47H2O溶液；30H2O2；H2SO4和NAOH溶液（调PH用）实验装置自制紫外光照灯箱，见图217图21自制紫外光照灯箱213实验步骤和分析方法取50ML废水于小烧杯中，加入一定量的01MOL/LFESO47H2O溶液，用酸或碱将其PH调整到某一数值，再加入一定量的30H2O2，
42、置于自制紫外光照灯箱内照射，照射完毕后静态处理一定时间，取上清液进行水质测定。色度用分光光度仪测定；COD用CLT12型化学需氧量速测仪测定。214实验结果与分析2141PH对印染废水处理的影响取50ML废水于小烧杯中，加入15ML01MOL/LFESO47H2O溶液，在加入2ML30H2O2，用H2SO4和NAOH溶液调节溶液到不同的PH值，置于紫外光灯下照射三个小时，研究处理效果。表1PH对脱色与COD去除率的影响PH吸光度脱色率CODCOD去除率20113879538562300749213457194009190337569550105888637482601368551037156注
43、原水吸光度为0937，COD为1229MG/L8010203040506070809010023456PH去除率（）脱色率COD去除率图1PH对脱色与COD去除率的影响由图1可见PH值对印染废水的脱色和COD降解有一定的影响，当PH值为3时效果最佳，脱色率达到921，COD去除率达到719。随着PH值的上升或下降，去除率都有所下降，尤其是COD去除率下降得特别明显。2142FESO47H2O溶液投加量对印染废水处理的影响取50ML废水于小烧杯中，加入不同量的01MOL/LFESO47H2O溶液，再加入2ML30H2O2，用H2SO4和NAOH溶液调节溶液PH值为3，置于紫外光灯下照射三个小时，
44、研究处理效果。表2FESO47H2O溶液的投加量对脱色与COD去除率的影响投加量ML吸光度脱色率CODMG/LCOD去除率050033965389683100014985176857150027971258790200034964287766250041956268782300049948259789注原水吸光度为0937，COD为1229MG/L90020040060080010001200051015202530投加量（ML）去除率（）脱色率COD去除率图2FESO47H2O溶液的投加量对脱色与COD去除率的影响由图2可见FE2的投加量对脱色和COD的去除有较大的影响，处理溶液中只要加入少
45、量FESO47H2O溶液，脱色率和COD去除率就能得到明显的提高，脱色率基本都在95以上，COD的去除率在基本都在65以上。但FE2的投加量并不是越多越好，当FE2的投加量为1ML时效果最佳，脱色率达到985，COD去除率也达到了857，随着投加量继续增加，效果反而下降。214330H2O2投加量对印染废水处理的影响取50ML废水于小烧杯中，加入15ML01MOL/LFESO47H2O溶液，加入不同量的30H2O2，用H2SO4和NAOH溶液调节溶液PH值为3，置于紫外光灯下照射三个小时，研究处理效果。表330H2O2的投加量对脱色与COD去除率的影响投加量ML吸光度脱色率CODMG/LCOD
46、去除率05004595064780510002996854383615002197761881320001997926392025002097831690510300022975589822注原水吸光度为0894，COD为3310MG/L020406080100120051015202530投加量（ML）去除率（）脱色率COD去除率图330H2O2的投加量对脱色与COD去除率的影响由图3可见H2O2的投加量对脱色和COD的去除有很大的影响，处理溶液中只要加入少量H2O2溶液，脱色率和COD去除率就能得到明显的提高，脱色率基本都在95以上，COD的去除率在基本都在80以上。但H2O2的投加量也不
47、是越多越好，当H2O2的投加量为2ML时效果最佳，脱色率达到979，COD去除率也达到了920，随着投加量继续增加，效果反而下降，因为H2O2本身吸收了羟基自由基OH的原因，生成了O2H，而O2H自由基对有机物的反应活性远远不如OH12。2144反应时间对印染废水处理的影响取50ML废水于小烧杯中，加入15MLL01MOL/LFESO47H2O溶液，再加入2ML30H2O2，用H2SO4和NAOH溶液调节溶液PH值为3，置于紫外光灯下照射不同的时间，研究处理效果。表4反应时间对脱色与COD去除率的影响反应时间H吸光度脱色率CODMG/LCOD去除率10047948621439111200199
48、78224578030013986999902注原水吸光度为0901，COD值为10207MG/L020406080100120123反应时间（H）去除率（）脱色率COD去除率图4反应时间对脱色与COD去除率的影响由图4可见脱色率和COD去除率都随反应时间的增加而增大，脱色效果在反应一小时后已经相当明显，已经达到了948，随着反应时间的增加，脱色率增加趋势变得缓慢。COD的去除则是很明显的梯度过程。2145FENTON试剂作用和絮凝剂作用以及紫外线催化作用溶液中加入FE2后，必然会产生一定的絮凝作用，而絮凝作用也有助于染料的脱色，所以，我们通过做对比实验研究絮凝作用的脱色效果，同时也研究紫外光
49、照催化所起的作用。反应条件如上所述取50ML废水于小烧杯中，加入15ML01MOL/LFESO47H2O溶液，再加入2ML30H2O2，用H2SO4和NAOH溶液调节溶液PH值为3,反应时间为3小时表5絮凝作用对脱色与去除COD率的影响条件吸光度脱色率CODMG/LCOD去除率试剂全加紫外光照001398699990212不加H2O2紫外光照07002236199393注原水吸光度为0901，COD值为10207MG/L脱色率COD去除率脱色率COD去除率020406080100120去除率（）图5絮凝作用对脱色与去除COD率的影响由图5可见若不加H2O2，即排除FENTON试剂的氧化作用，只考虑FE2的絮凝作用紫红色部分，溶液脱色率为223，约占总脱色率的22左右，COD去除率为393，占总去除率的40左右，说明絮凝作用的确在处理印染废水中起着一定的作用。表6紫外光催化作用对脱色与去除COD率的影响紫外光照吸光度脱色率CODMG/LCOD去除率1H004794862143912H001997822457803H00139869
