硕士学位论文-双氰胺—甲醛絮凝剂的合成及应用研究.pdf

分类 号 不 及 二午王 学 号 如 纷 吐 加 们戮 南 昌 大 学 硕 士 研 究 生 学 位 论 文 双氰胺一 甲醛絮凝剂的合成及应用研究 一 口 云 辱 冷 同争 侧又 才本 月俘 培养单位院、系环境科学与工程学院化学工艺 指导教师姓名 、职称孙曰圣 教授 申请学位的学科门类工学 学科专业名称 、 。 嘻气 论文答辩日期 冲 多 答辩委员会主席 评阅人 年月日 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果 。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含 其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得 南昌大学 或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料 。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 。 学 位 论 文 作 者 签 名 手 写 所 嘛 签 字 日 期,了 年 月 、 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、 使用学位论文的规定, 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅 和借阅。 本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 、汇编学位论文 。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学 位 论 文 作 者 签 名手 写,嘛 界 签 字 日 期呵年 月 肺 导 师 签 名手 写 扮 丫尸 签 字 日 期 叫年 如 介 学位论文作者毕业后去向 工作单位 通讯地址 电话 邮编 摘要 摘要 絮凝沉降法是处理印染废水脱色的主要方法之一,双氰胺一 甲醛系列脱色絮 凝剂对印染废水的脱色处理具有较好的效果 。本文在阐述国内外对印染废水脱 色处理技术的基础上,系统的对双氰胺一 甲醛絮凝脱色剂的合成工艺进行了研 究,并以不同改性剂为原料,对其产品进行改性和工艺优化,以期获得脱色性 能良好的絮凝剂 。对所合成的双氰胺一 甲醛脱色絮凝剂在印染废水中的应用性 能进行了研究 。实验的主要内容包括 以双氰胺与甲醛的反应为主反应,考察了双氰胺经甲基化阶段的最佳反应物 料配比、反应时间、反应温度等因素对产品性能的影响 。实验研究表明,甲 醛与双氰胺摩尔比为,轻甲基化阶段的反应温度在一,轻甲基化时 间以小时为宜 。 在双氰胺与甲醛反应的缩聚阶段分别考察了以氯化按 、氯化铝 、氯化铁为酸 性催化剂,在不同催化条件下对缩聚产物性能的影响 。最后确定以氯化钱和 氯化铝为复合酸性催化剂,双氰胺与氯化钱的摩尔比为,双氰胺与氯化 铝的摩尔比为,缩聚反应温度为,缩聚时间为小时。以上述反 应条件合成了絮凝剂 。 为改善絮凝剂的脱色性能,采用不同的改性剂对其进行改性,通过考察 改性产品的脱色性能,确定以乙二胺为改性剂 。以对酸性和活性染料的脱色 效果及去除率为评价指标,进行工艺优化,合成絮凝剂 。 对和产品的固含量 、游离甲醛含量,离子类型 、剪切粘度等特性参 数进行了测定,用红外光谱进行了基团分析 。 将絮凝剂应用于模拟染料废水的脱色研究中,考察了废水的值和絮凝 剂投量对酸性红、活性红一 、分散红胶模拟染料废水的脱色性 能和去除率的影响,确定了絮凝剂在上述不同染料类型废水中的 使用特性 。 关键词双氰胺一甲醛絮凝剂改性剂印染废水 勿 ,一一 即 , 一 一 , , , , , 场 球、 , 亡 , , 、加、 一、 亨 一川 目录 目录 摘要 , 第章 绪论 概述 印染废水处理的国内外现状 印染废水的处理系统 , “” ”“ 印染废水的处理方法 ” ” ” 物理方法吸附脱色 , , 膜分离技术 , 氧化法脱色 生物法 化学絮凝法 选题依据和研究内容 , 课题的选定 , , 研究内容及实验方案 , 第章 实验部分 , 主要实验原料及仪器 主要实验原料 主要试剂配制方法 , 主要实验仪器 , 实验检测技术及数据处理方法 合成原理及实验方法 , 第章 实验结果与讨论 , 二 ” ” “ 轻甲基化阶段 双氰胺与甲醛摩尔比对轻甲基化影响 , 合成温度对轻 甲基化影响 鹰 目录 反应时间对轻甲基化影响 缩聚阶段 以氯化钱为催化剂 , 以氯化铝为催化剂 一 以氯化铁为催化剂 改性剂的选择 , , 一 合成条件对絮凝剂改性效果的影响 双氰胺与乙二胺摩尔比对絮凝剂脱色效果的影响 絮凝剂的合成 第章 絮凝剂的表征及其应用研究 絮凝剂的表征 絮凝剂的一般特性参数 絮凝剂的红外光谱分析 絮凝脱色实验 , 絮凝剂投量对染料脱色率和去除率的影响 值对染料脱色率和去除率的影响 絮凝剂对模拟染料废水的沉降速度 第章 结论 致谢 参考文献 攻读学位期间的研究成果 第章 绪论 第章 绪论 ,概述 目前世界水问题 日益严重,水处理问题也变得越来越严峻 。随着染料工业 的迅速发展,目前,全世界使用的染料品种己达数万种 。纺织工业是我国重要 的经济部门之一,包括纺织 、印染两大门类 。纺织工业用各种原料加工成布匹 的工程中,会产生各种废水,其中以印染废水污染较为严重 。印染废水主要来 自退浆 、煮炼 、漂白、丝光 、染色 、印花和整理等印染加工程序,主要含有染 料 、浆料 、助剂 、油剂 、酸碱 、纤维杂质及无机盐等,它们是印染废水中主要 控制和减少排放的对象,是我国普遍遇到的主要有害废水之一 。 据统计,全国印染废水的排放量现超过万吨 天,已治理的企业只占 左右,每天有数以十万吨的废水排入江河湖泊,严重地污染了水体环境 。在已 治理的企业中,按照一污水综合排放标准考核,治理达标率仅为。 印染厂废水水质随原材料 、生产品种 、生产工艺、管理水平的不同而有所差异 。 一般印染废水值为 一,化学需氧量为一,生 物化学需氧量 为一,悬浮物 为一,色度为一 倍 。总体来说,印染废水具有成分复杂 、浓度高 、色度高 、难降解等特点。 水量大 、有机污染物含量高、色度深 、值变化大 、水质变化剧烈等 。随 着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,浆料 、 新型助剂等难以生 化降解的有机物大量进入印染废水中,增加了处理的难度 。 由于不同染料 、不同助剂 、不同织物的染整要求,因此,废水中的值 、 、 颜色等也各不相同,但其共同的特点是值都很低, 一般在左右,可生化性差 有必要采取措施,使值提高到 左右或更高些,以利于进行生化处理 。 印染废水中的碱性废水,其值甚至可以超过,腿,为 此,须进行预处理,把碱回收,并投加适量的酸,以降低值,经预处理 达到一定要求后,再进入调节池,与其它印染废水混合后再处理 。 印染废水的另一个特点是色度高,有的可高达倍以上,因此,印染废 水处理的主要任务之一就是进行脱色处理 。 为达到印染废水脱色的目的,就 第章 绪论 需要研究和选用高效脱色菌 、高效脱色剂和有利于脱色的处理工艺。 当今印染行业中,浆料和新型助剂的使用,使难以生化 、 降解的有机物 在废水中的含量大大增加 特别是浆料,因它产生的含量占印染废 水总的比例相当大,而常用的水处理剂 普通微生物对这部分很 难降解,因此,需要研究和筛选特种微生物,用它来降解其中的。 印染废水处理的国内外现状 目前,国内的印染废水处理手段以生化法为主,有的还将化学法与之串联 。 国外也是基本如此 。由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使 浆料 、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,给处理增加了难 度 。原有的生物处理系统大都由原来的去除率下降到左右,甚至 更低 。色度的去除是印染废水处理的一大难题,旧的生化法在脱色方面一直不 能令人满意 。此外,等化学浆料造成的占印染废水总的比例相 当大,但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有一。 意大利 、日本等对印染废水的处理采用工厂处理和城市污水综合处理相结 合的方法 。 在对印染废水初步处理达到一定标准后和城市污水混合在一起进入 污水处理厂处理,这样可以提高后续处理效果 。如果印染厂多,则可集中处理 达到排放标准 。德国由于行业不集中,一般采用单厂处理的模式进行处理 。在 印染厂建造污水处理厂,对厂内产生的废水进行处理,由于清洁生产和水资源 回收做得相对较好,处理后的水可以达到排放标准 。另外,德国的印染废水排 放量也较少,而且处理技术比较成熟,个别厂甚至做到 “ 零排放 ”。 我国是发展中国家,印染产品的档次比较低,集中在中低档产品,利润很 低 。 例如,目前我国染布,加工费仅一元,有的更低 。同样在发达国家 生产的印染产品档次比较高,产品附加值高,导致产品利润高。就以国内某外 资染厂为例,其加工布费用高达元多。因此,发达国家对印染废水处理的 投入比较高,相比之下,我国对印染废水的投入相对较少 。我国城市污水厂的 投资,原则上为每处理水为元,即建造一个的城市污水厂,约 投资 亿元,而难度高得多的印染废水处理厂,处理水为元,因此 在层次 、质量 、自动化程度 、运行费用等方面相差较大 。对环保认识和经济因 素制约,地方保护等因素,在管理上国内外也有很大的差距 。 第章 绪论 印染废水的处理系统 由于印染废水中污染物质繁多,只用一种处理方法往往不能把所有的污染物 全部去除,而是需要通过几种方法组成的处理系统或处理流程,才能达到处理 的要求 。按照处理任务和处理程度的不同,可分为一级处理 包括预处理 、二 级处理和三级处理 。 一级处理主要是去除印染废水中漂浮物与悬浮物,调整值,减轻后续处 理的工艺负荷,采用的方法有沉淀 、上浮 、预曝气等 。印染废水经一级处理后, 一般达不到排放标准,还必须进行二级处理 。 二级处理用于对出水水质的要求较高的场合,主要任务是 大幅度地去除印 染废水中呈胶体和溶解状态的有机物,主要采用生物法和物理化学法相结合的 方法,广泛采用的生物法是 活性污泥法与生物膜法 广泛采用的物理化学法是 絮凝沉降法 。 三级处理又称印染废水高级处理或深度处理,三级处理用于对出水水质要求 更高的场合,处理任务是进一步去除二级处理中未去除的污染物质 。完善的三 级处理包括 去氮 、除磷 、去除难降解的有机化合物 、去除溶解盐和去除病原体 等处理过程 。 采用的处理方法很多,有生物脱氮法 、絮凝法 、吸附、过滤 、离 子交换 、消毒法等 。 印染废水的处理方法 印染工业废水种类多,组成复杂,不同的水质需要不同的方法处理,而采用 的治理方法的侧重点和相互结合的方法也不同。目前,国内外仍以生化法为主, 化学法和物理法为辅的处理方法 。其中生化法和物理法通常作为一 、二级处理, 化学法作为深度处理对印染废水的脱色有很好的效果 。 物理方法吸附脱色 物理法是利用物理作用,分离出印染废水中主要呈悬浮物状态的污染物, 在处理过程中不改变物质的化学性质,如沉淀法 、筛滤法 、离心分离法 。物理 方法脱色处理中应用较多的是吸附法,吸附脱色的一个主要优点是通过吸附的 作用可将有关化合物从水中去除而不是将其分解为仍然可能有毒的代谢中产 物 。但存在的缺点往往是吸附量不够或再生困难 。因为费用原因,我国很少采 用吸附法,这与吸附脱色在发达国家的普及和流行形成鲜明的对付 。吸附法尽 第章 绪论 管费用高,但运转可靠,处理效果显著 。当对出水水质有较高要求,尤其是要 求水回用的场合,最好用吸附法 。同时,水的回用对工艺的高费用可以达到一 定的补偿 。 活性炭活性炭作为目前最好的吸附剂己经得到广泛的应用 。活性炭对不 同染料的吸附性能表现不一,其脱色性能顺序依次为碱性燃料 、直接染料 、酸 性染料和硫化染料 。在一定条件下,活性炭还可直接吸附某些重金属离子 。由 于活性炭价格昂贵,加之再生困难,因此一般应用于浓度较低的印染废水处理 或深度处理 。对于染料废水,颗粒状活性炭只能吸附水中可溶性染料,而对悬 浮状不溶性染料的去除效果则很差 。活性炭吸附往往和其他工艺组合提高对印 染废水的脱色效果和去除率,降低工艺成本 。比如活性炭吸附一化学氧化 处理印染废水 。开发高效价廉的活性碳也是方法之一,活性炭纤维具有优 异的吸附、 导电、 催化性能,对染料的吸附包含物理吸附和化学吸附两种, 吸附能力随染料分子量的增加而减弱染料分子尺寸太大,吸附量则变小 。 对不同种类的染料具有吸附选择性,吸附能力的大小为,碱性染料酸性染料 直接染料活性染料 粉煤灰粉煤灰是燃煤过程中产生的一种固体废弃物,其活性主要来 自活 性玻璃体和活性玻璃体伍 在一定条件下的水化作用 。 粉煤 灰含有多孔玻璃体,多孔碳粒,呈多孔性蜂窝状组织,比表面积较大,一般在 一,同时还具有活性基团,因此具有较高的吸附活性,而粉煤灰 处理废水的激励主要是吸附作用 。粉煤灰的吸附作用主要有物理吸附和化学吸 附。物理吸附由粉煤灰的多孔性和比表面积决定,比表面积越大,吸附效果越 好 。未燃碳粒对物理吸附产生重要影响。 化学吸附是指粉煤灰中存在大量的铝 、 铁 、硅等活性集团,能与吸附质通过化学键发生结合,形成离子交换或对离子 的吸附。 影响粉煤灰吸附性能的主要因素有温度 、 颗粒粒度 、 溶液的值 、吸 附质的性质等 。投灰量相同相同时值越低,去除效果越好 。为增强粉煤灰的 吸附效果,分批使用粉煤灰,多次吸附,也可对粉煤灰进行化学改性 。 刘心悦 等用的硫酸处理粉煤灰,显著增加粉煤灰对染料的吸附能力,增大饱和 吸附量有的用添加石灰 、升温活化等方法提高粉煤灰的活性 。对粉煤灰分别 进行加热活化 、干法酸活化 、干法碱活化 、沸石化和成型化处理,然后用于处 理印染废水,考察粉煤灰的脱色能力 。随着活化温度升高粉煤灰的脱色率逐渐 增大 。 温度达,脱色率最高达再升高温度,脱色率显著下降当 第章 绪论 活化温度高达 时,其脱色率比室温时原灰还要低 。 干法酸活化灰的脱色率 与酸的加入量有关,当酸按比例加入时,脱色率最佳,达。沸石化 的灰加入废水中幼,不需搅拌,脱色率达。 粉煤灰和试剂或者 过氧化氢等氧化物共同处理处理印染废水,是废治废,综合治理的一条有效途 径 。 天然矿物天然矿物资源丰富,价廉易得,采用矿物或改性矿物为吸附剂 进行印染废水处理有比较广泛的研究 。履 琳 砚 兰 膨润土石以蒙脱石为主要成分, 蒙脱石晶体由铝氧八面体和硅氧四面体层状结构组成,在层间具有可交换的、 、等离子,膨润土颗粒表面往往存在负电荷和正电荷,负电荷又包括恒定 负电荷和控制负电荷,这些性质决定了膨润土具有良好的吸附、 阳离子交换 等性能,在印染废水处理中得到了广泛的应用 。但膨润土直接用于处理染料废 水几乎没有处理效果,在使用之前须进行转型和改性 。 王代芝等研究了用三氯 化铝改性的膨润土对酸性红的吸附作用,结果表明此改性方法能够明显改善膨 润土在水中的沉降与过滤性能,大大提高了膨润土对酸性红的吸附能力 。潘嘉 芬以钙基膨润土为原料,分别用碳酸钠 、 氯化钠 、 六偏磷酸钠三种改性剂进行 钠化改性,三种改性剂均能不同程度地提高彭如图地膨胀容和膨润值 。钠化后 地膨润土还可以加入无机高分子改性剂进一步改性,使分散地膨润土单晶体形 成柱层状缔合结构,在缔合颗粒之间形成吸附容纳有机大分子地空间,从而大 幅度提高印染废水地处理效果 。夏新奎四等用的稀硫酸酸洗活化钙基膨润 土,再用去离子水洗至左右,烘干后碾成细粉,然后对印染废水脱色处 理,其一次性去除率达,色度去除率达,处理后的印染废水达 到国家规定的排放标准 。 海落石飞海泡石是一种纤维状含镁水合硅酸盐,根据 的模型,其理想分子式为。氏。 海泡 石具有纤维状形态,并伴有与纤维晶轴方向平行延伸的微晶通道,水和其他一 些尺寸合适的吸附质能进入海泡石结构内部而不使其膨胀 。由于原状海泡石含 有较多的杂质,晶体结构中的一些孔道被杂志堵塞,因而影响了它的比表面积 与吸附能力 。为此用它处理印染废水之前必须提纯与改性,以去除杂质和疏通 孔道,从而增大它的比表面积与吸附能力 。盐酸和硫酸石常用的酸性活化剂 。 彦糜醚丁硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻的遗体堆积后,经过初步成岩作用 而形成的一种具有多孔性的生物硅质岩 。它是由硅藻的壁壳组成的。壁壳上有 多级 、大量 、有序排列的微孔 。因此它性能稳定 、耐酸 、孔容大 、孔径大 、比 第章 绪论 表面积大、吸附性强,能吸附等于自身质量一倍的液体,能吸附自身质量 一倍的油份 。它的 屯电位为负,绝对值大,吸附正电荷能力强 。杨宇翔 等以浙江和吉林硅藻土为研究对象,考察了硅藻土的脱色机理及其在印染废水 中应用的研究硅藻土的吸附性质与其结构、 孔分布,表面 屯 电位 、值及 值有关,当一时,其吸附量均最大,吸附等温方程式符合方程 。 表几种天然矿物吸附剂对印染废水的处理效果 废水种类粘土种类去除率脱色率 天然沸石 多孔高温活化沸石与氯化铝复合 高温活化膨润土 印染废水天然凹凸棒石 改性凹凸棒石 改性硅藻土 活性炭 大量研究表明沸石 、膨润土 、凹凸棒石 、海泡石 、珍珠岩 、凝灰岩 、泡 沫玄武岩等经过提纯 、改性 、活化 、扩容都可以用来作为印染废水的处理剂, 但真正用宇实践的还不多,多数停留实验和理论研究阶段,而且复合使用比单 一矿物效果更好 。 膜分离技术 膜分离过程以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力 如压力 差 、蒸汽分压差 、浓度差 、电位差等 时,原料侧组分选择性透过膜,以达到分 离提纯的目的。以压力差为推动力的液体膜分离过程有微滤、超滤、 纳滤和反渗透四种 。膜分离技术在印染废水处理领域己有一定的研究 和应用,作为一种高新技术,具有分离效率高 、设备简单 、操作方便 、无相变 和节能等特点 。然而印染废水中的染料种类繁多,要想回收染料,必须根据废 水中的染料种类 、分子量大小 、聚集状态 、水溶性等性质,选择适宜的膜材料 和膜分离方法 。 反渗透压力差约为,上世纪年代美 国的和 等人就开始将膜分离技术应用于印染废水的处理,采用反渗透法对 种染料的回收和再利用进行了实验,使用内压管式醋酸纤维膜 、中空纤维聚酞 第章 绪论 胺膜 、 卷式醋酸纤维膜以及外压管式氧化物一动态膜,分离效果 良好色 度去除率大于,去除率均在以上,透过水可重新使用 。年 报道了用反渗透技术对种酸性 、 碱性染料溶液的分离效果 。我国学 者王坚等还对印染废水的反渗透膜的选择 、渗透机理以及废水反渗透处理系统 进行了探讨 。 超滤应用最为广泛的膜过程之一,在我国则为生产与应用最广泛的膜 品种,产值约占整个膜产业的以上,中空纤维式与板框式组件都己产业化 。 还原染料 、分散染料等不溶性染料都具有较大的分子量,且聚集度较大 。超滤 能够截留相对分子量在以上的大分子和胶体微粒 。中科院环化所用超滤法 对还原染料废水处理的实验研究发现采用的外压管式聚矾超滤器,在进 口压力,液温一的条件夏,运行多小时。 超滤处理染料废 水,回收还原染料,渗透速度一般在一扩,脱色率一 ,去除率一,染料回收率大于。 姜安玺等利用聚飒超滤膜处 理印染废水,操作压力为巧,透液速度不低于“,脱色率不 低于。 纳滤伽世纪年代末问世的介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分 离技术,其截留分子量在的范围内,孔径为几纳米,因此称为纳滤, 由于纳滤膜表面有一层均匀的超薄脱盐层,它比反渗透膜要疏松得多,且其操 作压力比反渗透低 。因此,纳滤又称为疏松型反渗透或低压反渗透,纳滤分离 技术无任何化学反应 、无需加热 、无相转变,对含有直接染料和活性染料等的 水溶性染料,由于它们在水溶液中粒度很小,用超滤法处理分离效果很差,常 用纳滤膜进行分离处理 。 郭明远等 自制了醋酸纤维素纳滤膜,研究了纳滤膜对 活性染料 一 水溶液的分离性能,结果表明,纳滤膜可用于活性染料印染废水 的处理和染料回收 。 微滤微滤技术用于印染废水处理方面研究较多的是与其它工艺结合 来处理废水,另外,膜材料的选择也是研究的重点 。微滤的膜孔径范围为 四一林,进行分离时操作压力为,微滤对废水起到一个简 单的澄清作用,能去除印染废水中来 自于耗尽染料的和漂洗副产物的胶状染料, 与传统工艺中的介质过滤处理相当。王振余等对多孔炭膜处理染料水溶液进 行了研究,采用的炭膜孔径为脚,考察了甲基紫 、葱醒蓝 、直接大红 、直 接翠蓝等各种染料的脱色效果,研究发现,多孔炭膜对这几种染料的截留率为 第章 绪论 一。 南京工业大学徐南平采用氢氧化镁吸附预处理的陶瓷膜微滤技术 对含活性染料的印染废水进行脱色处理,脱色率可达以上,林 的膜通量在 澎左右 。 超滤和微滤属于过滤工艺,常作为纳滤和反渗透的预处理工艺 。 氧化法脱色 高级氧化工艺,具有很多优点 。 首先能产 生氧化能力极强的轻基 自由基 ,能较快速 、彻底的降解有机污染物直至完 全矿化,没有二次污染其次,工艺灵活,即可单独处理,也可以与其它处理 工艺匹配再次,作为一种物理一化学处理过程,极易控制以满足不同处理需 要 。 化学氧化法化学氧化法是印染废水脱色的主要方法之一,一般用于其他 方法难以处理而又急于脱色的高浓度 、高色度印染废水 。染料分子中发色基团 的不饱和双键可被氧化断开,形成分子量较小的有机物或无机物,从而使染料 失去发色能力 。因此该方法的原理是利用强氧化剂 如臭氧 、 双氧水 、高锰酸钾 等 破坏有机物结构,使其发生断键或者氧化分解 。按照氧化剂和氧化条件的不 同,可将处理印染废水的化学氧化法分为臭氧氧化法,试剂氧化法和 高温深度氧化法 。 臭氧氧化法臭氧化法具有反应完全 、速度快 、氧化能力强及无二次污染 等优点,其不足在于制备臭氧的电能消耗太大,臭氧与系统接触效率低,使其 在废水处理中应用受到成本的限制 。印染废水的主要臭氧化法有直 度二窟有必 层废水的臭氧化效果不仅取决于臭氧的氧化能力,而且取决于废水的氧化速 率 。分钟的氧化接触时间足以将水中 一的染料去除,臭氧与不饱和 快速发生,一 偶极加成反应,芳香胺中臭氧对氮原子的亲电加成产物为硝 基芳环和芳环的氧化产物,如苯胺氧化为硝基苯和苯醒臭氧对键的加 成产物为环氧化合物,如氧化产物为臭氧与芳 环的反应可能涉及原子和键的攻击分别产生苯酚和开环拨基化合物 。 耐逻必莫 有叱口 卯叽伪臭氧和过氧化氢联合使用可缩短反应时间,提高脱色效率 特别时 对分散染料校友尤为显著,在去除溶解碳和降低紫外吸收方面更有效 。 然而处理后的值没有下降,对活性染料不推荐使用伪法处理 。 芳窟 必莫有叱口 岁一般使用紫外光波长为。紫外光的照射可加速水中臭氧 分解为 自由基的反应,从而加速染料废水的脱色速率和效率 。值,光强 、催 第章 绪论 化剂交 加量以 及共存无机阴离子和有机物对反应均有一定影响。 王晓书等对三 种偶氮染料的研究发现几法比仅用快一倍多 。 盆屠氧必匆窟之莫有必 现有报导的相关金属氧化物催化剂有,等,还有以 一种氧化物为主催化剂,辅以其他助催化剂臭氧化反应的例子 。 超声窟愁臭有 必层超声强化臭氧化反应的机理主要表现在超声空化效应,产生的高能条件 促使臭氧快速分解,产生大量强氧化性 自由基,染料受到这些 自由基氧化而分 解,溶液颜色迅速小时 。偶氮染料在投入量有限的条件下,分解不彻底 。但 超声可以强化氧化偶氮染料的能力 。其中的一一 键断裂形成硝基和亚硝基, 苯环开环破裂形成梭酸 。 试剂氧化法在染料的脱色处理中,是经常使用的氧化剂,但由 于单独试样时,其氧化能力较弱,当存在时,的氧化能力增强 。 用 试剂对染料废水进行预处理,处理之后在废水最大吸收波长处的吸光度降 低超过,且废水可生化性大大提升,叶招莲和陈育红采用法针对酸 性大红染料模拟废水进行了处理研究 研究发现,反应的最佳使用的初始 值与待处理的值有关,在 到 之间波动在反应过程中,并不是 越多越好,因为二价铁过多会与过氧化氢发生氧化还原反应,消耗部分过氧 化氢,使效率急剧下降 。过氧化氢与二价铁的比值在之间,降解率比 较高 。李绍锋 、张秀忠 等人采用试剂对活性 一、 一等九种染料 配制的水样进行处理研究,有如下结论 染料浓度为,浓度一 ,浓度为一留,值为,室温条件下反应后,色度 的去除率达以上,的去除率为一,的去除率为。陈芳 艳采用试剂对活性艳橙一染料进行降解脱色研究 。染料浓度为 ,浓度为,浓度为,时,在反应 之后,染料脱色率达到。 虽然氧化法具有较好的处理水中难降解有机 物的效果,但是由于体系中有大量的亚铁离子存在,过氧化氢的利用效率不高, 使有机污染物降解不完全 。 因此,有很多学者研究将反应与其他方法结合 用于染料降解同时一些改进了的氧化方法也应运而生,如。 一反 应法 。 高温深度氧化法当前废水的高温深度氧化法主要包括湿式空气氧化法 、超临界水氧化法及焚烧法 。湿式空气氧化法是一种在高温 、 高压下通入氧气或空气使溶解或悬浮于废水中的有机物和无机还原物质在液相 第章 绪论 中被直接氧化成二氧化碳和水的高浓度高毒性印染废水处理方法 。热分解在除 去的过程中随温度的升高而增加采用简单的湿式空气氧化法不能将印染 废水中的完全除净,即使升高温度 、延长反应时间也不能将印染废水中的 完全除净,但加入催化剂可以将水中的完全除净 。【 ” 采用 法对香港工厂实际排放的印染废水在一,在 一进行处理,在催化剂的存在下,、的去除率达 。如何降低反应温度和压力,以及缩短处理时间是该方法的发展趋势 。 超临界水氧化是指当温度 、压力高于水的临界温度 和临界压力 条件下水中有机物的氧化 。 处在超临界态的水有着与常态水完全不同 的物理 、化学性质 。由于超临界水汽液相界面消失,成为均相体系,因而超临 界水中的有机物的氧化反应速度极快 。如在 有空气时,仅在内就可使 的有机物分解 。 有资料报道,采用此法对苯酚的氧化,可获得接近的 转化率和左右的分解率 。超临界水氧化法与其它传统的方法相比,具有很多 的优 点效率高,有毒物质清 除以上对于,热值 的高浓度有机废水,使用焚烧法较为经济,另外对废水量较少的工厂 也适于采用焚烧法 。总之超临界水氧化法适用范围广,可用于各种有毒难降解 的有机物,产物不需作进一步处理,在低有机物含量时,可通过自身热交换, 因而不需要外界供热,反应速度快,在几十秒的时间内即可完全氧化有机物,反 应器结构简单,处理量大 。 生物法 利用微生物的生物化学作用降解有机物的生物法是在印染废水处理技术中 应用最广泛 、技术上占优势的方法 。常用的生物处理法有好氧处理 、厌氧处理 和厌氧一好氧处理三种 。 我国生物法中以表面活性污泥法和接触氧化法占多数 。 好氧处理法常见的有活性污泥法 、氧化沟法 、生物膜法 、接触氧化法 、曝 气法,以活性污泥法 、生物膜法和接触氧化法为主 。印染废水含有大量可溶性 能被生物降解的物质采用好氧处理法能获得较好的处理效果但、 色度去除率不理想,尤其如等化学浆料 、表面活性剂 、溶剂及匹布碱减量 技术的广泛应用,使达到一,且也由原来的一下降 到。单纯的好氧生物处理难度越来越大 。为了提高印染废水的处理效率,常 常将几种方法组合使用 。此外,好氧法的高运行费用和剩余污泥处理也是废水 第章 绪论 处理领域的一大难题 。由于上述原因,厌氧生物处理技术开始受到人们的重视, 探求高效 、低耗 、 投资省的印染废水处理新技术已日显重要 。 在难降解有机物的处理上厌氧生物处理比好氧生物处理有更大的优越性, 但厌氧处理后出水往往达不到排放标准,常在其后串连好氧生物处理 。 黄建崛 “ 】 采用富集法从印染厂的废水及污泥中分离出混合菌株,经培养后用于印染废水 的脱色处理,在厌氧条件下有明显的脱色效果,其最佳条件为尿素、 酵母 膏、温度、一 、接种量,用活性炭作为脱色菌固定化载体, 在流速为时,平均脱色率达