（环境工程专业论文）酸性染料废水化学—生物复合处理方法研究.pdf

s t u d yo nt h et r e a t m e n to fa c i d d y e i n gw a s t e ，a t e rw i t h c h e m i c a l b i o l o g i c a lc o m p o s i t ep r o c e s s at h e s i ss u b m i t t e dt o s h a a n x iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f e 望2 i 望曼i 壁g b yw a n gl i - x u a n t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r m a h o n g - r u i m a y ，2 0 1 0 酸性染料废水化学一生物复合处理方法研究 摘要 酸性染料废水组分复杂，含盐量高，有机污染物浓度大，色度深，若不 能实现达标排放，给环境、人体均会造成严重影响。近年来，众多的研究者 采用各种物理、化学及生物方法对酸性染料废水的处理技术进行了研究，其 中三辛胺、电化学和有机粘土处理染料废水日益受到研究者的关注，并取得 了一定的研究进展。本研究采用三辛胺络合萃取、三维电极电解、生化法及 有机粘土吸附等方法复合处理酸性染料废水，实现技术完整性。 采用三辛胺络合萃取、三维电极电解、生化法、吸附法对酸性大红g 模拟染料废水进行处理，并对不同方法的处理效果进行了深入的分析研究。 结果表明，模拟染料废水经过三维电极电解预处理后，再进行生化处理，生 化处理单元出水c o d c ，满足污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 19 9 6 ) 一级标 准要求，但出水色度尚未达到一级排放标准，故生化处理出水采用有机粘土 吸附法进行脱色处理，解决了染料废水色度较高的问题。 三辛胺络合萃取试验中，采用了单因素试验法对模拟染料废水进行试 验，对实际染料废水进行萃取试验时，参考模拟染料废水单因素试验的试验 结果，采用正交试验进行参数优化。单级萃取试验结果表明，当废水 c o d c 严1 3 0 0 m g l 、煤油：三辛胺= l ：2 、相比r = i ：4 、p h _ _ 2 0 时，萃取率达 9 4 0 9 。正交试验结果表明最佳萃取条件为：p h _ 2 5 、相比r = i ：3 、煤油： 三辛胺= l ：2 、废水初始c o d c 产3 2 0 m g l 。反萃试验时，当n a o h 质量分数 为2 0 时，回收液中污染物浓缩倍数最大，达到3 6 倍。 三维电极电解预处理酸性染料模拟废水试验采用单因素试验及正交试 验。结果表明，当平板电极为石墨电极，极板间距为4 0 c m ，填料总体积为 6 0 0 m l 、活性炭与玻璃珠体积比为2 ：l ，槽电压2 0 v ，p h _ 5 ，n a 2 s 0 4 投加量 为1 5 9 l ，电解1 5 0 m i n 、废水初始质量浓度为2 0 0 0 m g l 时，c o d c ，去除率 为4 9 7 8 ，色度去除度为8 1 4 5 ，且原水的可生化性得到极大的改善。反 应动力学研究结果表明三维电极反应器预处理模拟染料废水的反应速率与 污染物浓度和反应时间有关，接近于一级反应。 经三维电极反应器预处理后的酸性大红g 模拟废水，投加c “o h ) 2 固 体，调节p h 在8 5 左右，去除废水中的s 0 4 2 等无机离子，在生物接触氧化 池中，填料选用悬浮状聚苯乙烯弹性立体填料，正常运转后，考察进水浓度、 p h 、水力停留时间等因素对c o d c r 去除率的影响，经生物接触氧化处理1 2 h 后，出水c o d c ，在8 5 m g l 左右，色度3 0 0 倍。 有机粘土吸附试验分别采用静态试验和动态试验。静态试验考察了废水 p h 、温度及有机粘土循环使用次数对处理效果的影响。动态试验采用正交 试验法，考察p h 、有机粘土投加量及停留时间对色度去除率的影响。x r d 分析表明废水中的污染物进入到吸附后的有机粘土层间。 本研究结果表明，采用三维电极反应器一生物接触氧化有机粘土吸附 处理，酸性染料废水出水c o d c ，低于1 0 0 m g l ，色度低于5 0 倍，满足污 水综合排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 一级标准。 关键词：酸性染料废水，萃取，三维电极，生物接触氧化，吸附 s t u d yo nt h et r e a t m e n to fa c i d d y e i n gw a s t e ，a t e rw i t h c h e m i c a l - b i o l o g i c a lc o m p o s i t ep r o c e s s a b s t r a c t t 1 1 ec o m p o n e n t so fa c i dd y e i n gw a s t e w a t e ra r ec o m p l e x ，a n di ta l w a y sh a s 1 1 i 曲s a l tc o n c e n t r a t i o n ，h i 曲c o l o r i t y , i n c l u d e sl a r g eq u a n t i t yo fo r g a n i c p o l l u t a n t s ，m o s to fw h i c hh a v es e v e r ee f f e c to nh u m a nb e i n g sh e a l t ha n d e n v i r o n m e n ts a f e t yi ft h ew a s t e w a t e rw e r ed i s c h a r g e dw i t h o u tp r o p e rp r o p o s a l r e c e n ty e a r s ，t r e a t m e n t p r o c e s s e so fa c i dd y e i n gw a s t e w a t e rw i t hp h y s i c a l m e t h o d s ，c h e m i c a lm e t h o d s ，a n db i o c h e m i c a lm e t h o d sh a v eb e e ns t u d i e db y m a n y , a n dm o s ta c h i e v e m e n t sh a v eb e e no b t a i n e db yr e s e a r c h e r s ，s u c ha st o a c o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ，t h r e e d i m e n s i o n a le l e c t r o d ee l e c t r o l y s i s ，a n da d s o r p t i o n m e t h o d s n es i m u l a t i v ed y e i n gw a s t e w a t e ro fa c i dr e dgw a s p r e t r e a t e dw i t ht o a c o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ，t h r e e d i m e n s i o n a le l e c t r o d ee l e c t r o l y s i s ，b i o c h e m i c a l p r o c e s s ，a d s o r p t i o nm e t h o d sr e s p e c t i v e l y , a n ds p e c i f i ca n a l y s i so ft h et r e a t m e n t e f f i c i e n c yo fd i f f e r e n tp r o c e s s e sw a sm a d ei nt h es t u d y t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ： s i m u l a t i v ed y e i n gw a s t e w a t e rw a st r e a t e db yb i o l o g i c a lc o n t a c to x i d a t i o na f t e r b e i n gp r e t r e a t e dw i t ht h r e e d i m e n s i o n a le l e c t r o d ee l e c t r o l y s i s ，t h ee f l u e n tc o d c r o ft h e b i o l o g i c a l u n i tc a nm e e tt h ef i r s t g r a d e o fe m i s s i o ns t a n d a r d o f ，b u tt h ec o l o r i t yo fe f l u e n t w a s t e w a t e rc a nn o tm e e th ef i r s tg r a d eo fe m i s s i o ns t a n d a r d s ot h ee f l u e n t w a s t e w a t e ro fb i o l o g i c a lu n i th a dt ob et r e a t e dw i t ht h ea d s o r p t i o no fo r g a n i c c l a yf u r t h e t l y , b yw h i c h ，t h eh i 曲c o l o r i t yc a nb es o l v e d s i n g l e f a c t o rt e s t sw e r et a k e ni nt h et r e a t m e n to fs i m u l a t i v e d y e i n g w a s t e w a t e rb yt o ac o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ，t a k i n ga c c o u n to ft h er e s u l t so f s i n g l ef a c t o rt e s t s ，t h ep a r a m e t e rw a so p t i m i z e dt h r o u g ho r t h o g o n a lt e s t si nt h e t r e a t m e n to f p r a c t i c a lw a s t e w a t e r t h er e s u l t so fs i n g l eu n i to fe x t r a c t i o ns h o w e d i i i t h a t ：w h e nt h ei n f t l u e n tc o d c ro f w a s t e w a t e rw a s130 0m g l ，t h ev o l u m er a t i o o fk e r o s i n et ot o aw a s1 ：2 ，p h a s er a t i ow a s1 ：4 ，p hw a s2 0 ，t h ee x t r a c t i o nr a t e s o fp o l l u t a n t si nt h ew a s t e w a t e rc a l lr e a c h9 4 0 9 t h eo p t i m a lp a r a m e t e rc a r lb e o b t a i n e db yo r t h o g o n a lt e s t s ：p hw a s2 5 ，p h a s er a t i ow a s1 ：3 ，t h ev o l u m er a t i o o fk e r o s i n et ot o aw a s1 ：2 ，t h ei n f f l u e n tc o d c ro fw a s t e w a t e rw a s3 2 0 m g l i n t h el a r e e x t r a c t i o nt e s t s ，t h ec o n c e n t r a t i o nf a c t o ro ft h ep o l l u t a n t sc a nr e a c ht h e m a x i m u mv a l u e ，w h i c hw a s3 6w h e nt h ew e i g h tr a t i oo fn 幻hw a s2 0 i nt h e t e s t s s i n g l e f a c t o rt e s t sa n do r t h o g o n a lt e s t sw e r eb o t ha d a p t e di nt h e p r e t r e a t m e n t o fs i m u l a t i v ea c i dr e dgw a s t e w a t e rb yt h r e e d i m e n s i o n a l e l e c t r o l y s i s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：w h e nt h ep l a t ee l e c t r o d ew a su s e da s g r a p h i t e ，t h ed i s t a n c eo ft h ep l a t e sw a s4 0 c m ，t h et o t a lv o l u m eo ff l l e rw a s 6 0 0 m l ，t h ev o l u m er a t i oo fc a r b o nt og l a s sb e a dw a s2 ：1 ，t h ec e l lv o l t a g ew a s 2 0 vp hw a s5 ，t h ed o s i n gq u a n t i t yo fn a 2 s 0 4w a s1 5 9 l ，t h ee l e c t r o l y s i st i m e w a s15 0 m i n t h ec o n c e n t r a t i o no fi n f l u e n tw a s2 0 0 0 m g l ，u n d e rs u c ho p e r a t i o n p a r a m e t e r s ，t h er e m o v a lr a t i oo fc o d c ra n dc h r o m ao ft h es i m u l a t e dw a s t e w a t e r c a nr e a c h4 9 7 8 a n d81 4 5 r e s p e c t i v e l y , a n dt h eb i o d e g r a d a b i l i t yo ft h e w a s t e w a t e rc a nb ei m p r o v e dr e m a r k a b l y t h es t u d yo fr e a c t i o nd y n a m i c ss h o w e d t l l a t ：t h er e a c t i o nr a t eo ft h et h r e e d i m e n s i o n a le l e c t r o d ee l e c t r o l y s i st r e a t m e n to f s i m u l a t i v ed y e i n gw a s t e w a t e rw a sr e l a t e dt ot h ec o n c e n t r a t i o no fp o l l u t a n t sa n d r e a c t i o nt i m e ，a n dw a sf i t s to r d e rr e a c t i o n a f t e rb e i n gp r e t r e a t m e n to fs i m u l a t i v ea c i dr e dgw a s t e w a t e r , s o l i d c a ( o h ) 2w a sa d d e di nt h ew a s t e w a t e r , a n dt h ep ho ft h ew a s t e w a t e rc a nb e a l t e r e dt o8 5 ，b yw h i c h ，t h es 0 4 厶i nt h ew a s t e w a t e rc a nb er e m o v e d e l a s t i c p o l y s t y r e n ew a su s e da st h ef i l l e ro fb i o l o g i c a lo x i d a t i o nr e a c t o r , a n dw h e n t h e r e a c t o rt u n e dw e l l ，t h ei n f l u e n c eo fi n f l u e n tc o n c e n t r a t i o n , p h ，蛐【玎o nt h e r e m o v a le f f i c i e n c yo fc o d c rw a ss t u d i e d ，a f t e r12 ht r e a t m e n tb yb i o l o g i c a l o x i d a t i o np r o c e s s ，t h ee f f - u l u e n tc o d c rw a sa b o u t8 5 m g l ，t h ee f f u l u e n tc l o r i t y w a s3 0 0 ( t i m e s ) t h ea d s o r p t i o nt r e a t m e n to fw a s t e w a t e rb yo r g a n i cc l a yi n c l u d e ds t a t i ct e s t a n dd y n a m i ct e s t 1 1 1 ei n t t l u e n c eo fp h ，t e m p e r a t u r ea n dn u m b e ro ft h er e c l i n g u s eo fo r g a n i cc l a yo nt h et r e a t m e n te f f e c to fw a s t e w a t e rw a ss t u d i e di nt h es t a t i c t e s t ；t h ei n f f l u e n c eo fp h ，d o s i n gq u a n t i t yo fo r g a n i cc l a y , a n dr e t e n t i o nt i m e i v w e r es t u d i e di nt h ed y n a m i ct e s tb yo r t h o g o n a lt e s t s a n dt h eo r g a n i cp o l l u t a n t s w e r ei n s e r t e di nl a y e ro fo r g a n i cc l a yb yt h ea n a l y s i so f t h er e s u l t so ft h e i ss t u d ys h o w e dt h a t ：a f t e rb e i n gt r e a t e db yt h r e e d i m e n s i o n a le l e c t r o d ee l e c t r o l y s i s b i o l o g i c a lc o n t a c to x i d a t i o n a d s o r p t i o nb y o r g a n i cc l a y , t h ee f f l u e n tc o d c rc a nb el e s st h a n lo o m g l ，a n dt h ee f f l u e n t c l o r i t yc a nb el e s st h a n5 0 ( t i m e s ) ，w h i c hc a nm e e tt h ef i r s tg r a d eo fe m i s s i o n s t a n d a r do f k e yw o r d s ：a c i dd y e i n gw a s t e w a t e r ，e x t r a c t i o n ，t h r e e d i m e n s i o n a l e l e c t r o d e ，b i o l o g i c a lc o n t a c to x i d a t i o n ，a d s o r p t i o n v 乙 录 摘要i a b s t r a c t i i i l 绪论1 1 1 染料生产特点与技术处理现状l 1 1 1 染料生产过程及废水来源、特点1 1 1 2 染料废水处理技术现状2 1 2 溶剂萃取法3 1 2 1 溶剂萃取法的原理3 1 2 2 萃取法的研究与应用4 1 2 3 三辛胺萃取研究现状5 1 3 电化学法5 1 3 1 微电解法7 1 3 2 三维电极法8 1 4 生物处理法1 1 1 4 1 染料废水的可生化性及其影响因素1 l 1 4 2 厌氧生物处理法1 2 1 4 3 好氧生物处理法13 1 5 吸附法1 4 1 5 1 吸附法研究现状及应用1 4 1 5 2 有机粘土吸附1 5 1 6 课题的研究意义、内容及创新点1 6 1 6 1 课题的提出及研究意义1 6 1 6 2 研究内容1 7 1 6 3 创新点1 7 2 三辛胺对酸性染料废水的络合萃取研究18 2 1 试验材料及方法18 2 1 1 试验材料18 2 1 2 试验方法19 2 1 3 分析项目及测定方法19 2 - 2 结果与讨论2 0 2 2 1 试验原理2 0 2 2 2 萃取相组成对萃取效果的影响2 1 2 2 3 相比对萃取效果的影响2 2 2 2 4p h 的摆动效应2 2 2 3 多因子综合影响分析2 3 2 4 反萃试验。2 5 2 5 本章小结2 6 3 三维电极反应器预处理酸性染料废水研究2 7 3 1 试验材料及方法2 7 3 1 1 试验材料2 7 3 1 2 试验装置2 7 3 1 3 分析项目及检测方法2 8 3 2 试验部分2 8 3 2 1 试验原理。2 8 3 2 2 极板间距的确定2 8 3 2 3 工作条件对去除效果的影响2 8 3 3 结果与讨论一2 9 3 3 1 极板间距的选择2 9 3 3 2 三维电极反应器工作条件对废水处理效果的影响3 0 3 3 3 三维电极反应器反应动力学研究3 6 3 3 4 三维电极反应器与二维电极反应器能耗比较3 7 3 4 本章小结。3 9 4 电解后染料废水的生化处理4 l 4 1 试验材料及方法。4 l 4 2 污泥驯化及挂膜启动4 l 4 3 结果与讨论4 1 4 3 1 进水浓度对废水c o d c r 去除率的影响4 l 4 3 2 进水p h 对废水处理效果的影响一4 2 4 3 3h r t 对废水处理效果的影响4 3 4 4 本章小结4 4 5 有机粘土对染料废水的脱色作用4 5 5 1 试验材料与方法一4 5 5 1 1 试验材料4 5 5 1 2 试验方法4 5 5 1 3 分析方法4 6 5 2 结果与讨论。4 6 5 2 1 静态试验结果与讨论。4 6 5 2 2 动态试验结果与讨论4 9 5 3 本章小结5 0 6 结论与展望5 1 参考文献5 3 致谢5 8 攻读硕士期间发表的学术论文目录5 9 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明6 0 i 1 一 酸性染料废水化学一生物复合处理方法研究 1 绪论 我国是染料大国，据统计每年生产染料4 2 万吨，约占世界染料总产量的 4 5 ，居世界第一【。染料在给人们带来五彩缤纷的彩色世界的同时，也给人 们带来了污染。伴随着染料的生产、使用，产生大量的染料废水，对环境、人 体造成严重的危害。染料废水包括染料生产过程中产生的废水及印染过程中产 生的废水，废水中主要含有各种染料中间体及流失的染料，每年大约有1 0 【2 】 左右的染料经各种途径进入水体及土壤。废水中的污染物主要有苯系、萘系、 葸醌系、苯胺、硝基苯、酚类等以及大量的无机盐，这些污染物中大都是具有 生物毒性或“三致物质，废水中污染物浓度高，色度深，水量大，可生化性 差，给染料废水的治理带来了困难，很难用常规方法处理。 1 1 染料生产特点与技术处理现状 1 1 1 染料生产过程及废水来源、特点 染料分为天然和合成两大类，目前所用的基本上都是合成染料。染料的分 类方法有两种，应用分类是根据染料的应用特性来分类的，化学分类是按照染 料分子的化学结构分类。按照染料的应用分类，主要分为酸性染料、直接染料、 硫化染料、还原染料、活性染料、分散染料及阳离子染料等。根据染料分子中 共同的发色基团、相似的化学结构，染料主要可以分为偶氮染料、葸醌染料、 酞菁染料、靛族染料、杂环染料和硫化染料等，其中偶氮染料是染料生产中所 占比重最大的一种，占一半以上。 染料生产过程中基本原料以苯、萘和葸为主，染料中间体为苯系、萘系及 葸醌系有机物。在染料生产过程中，原料通过磺化、硝化、卤代反应可以引入 取代基，取代基转变成氨基、羟基等，最后改变染料中间体的碳架或者形成杂 环，成为所需的产品。染料的生产过程从原料到产品，伴随着硝化、还原、氯 化、缩合、偶合等单元操作过程，副反应多，染料生产过程损失率约2 ，印 染过程中损失率高达l0 ，导致染料废水组分复杂，c o d c ，高。染料废水中的 无机盐主要是由于生产工艺造成的，无机盐主要是n a c l ，还有少量的n a 2 s 0 4 及其他的金属盐类，染料废水中的无机盐含量可达15 2 5 。染料废水水质随 原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异，每生产一吨染料， 耗水量至少在2 0 0 m 3 以上，因此废水量相当大。染料废水污染物结构中含有 n = n 等发色、助色基团，染料废水的色度比较高，碱性玫瑰精红色滤液色度 高达1 0 0 1 5 0 万倍。染料、颜料等生产的基本原料是苯系、萘系等有机物，芳 陕西科技大学硕士学位论文 香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、氨基取代以后生成的芳香族卤化物、芳 香族硝基化合物、芳香族胺类化合物、联苯等多苯环的取代化合物毒性都是比 较大的。在地面水体最高允许浓度中对苯、氯苯、硝基氯苯、硝基苯、苯胺等 酸性染料废水化学一生物复合处理方法研究 理印染废水不仅能够缩短染料的脱色时间，且脱色率较好限s 】。催化湿式氧化法 对染料、农药、皮革、焦化等工业有机废水均能治理，废水中的有机物污染物、 氨氮等可被无机化，转化为c 0 2 、h 2 0 、n 2 等无机物，具有处理效率高、无二 次污染、流程简单的优点，但操作条件严格很难实现工业化。 电化学法对高浓度、难降解有机工业废水有很好的处理效果，操作简单， 是环境友好技术，日益受到国内外研究者的关注。国内外研究者大量研究了电 化学法处理染料废水，认为电化学法对染料废水的脱色效果很好，当电化学反 应器中废水主流区f e 2 + 质量浓度为2 0 0 5 0 0 m g l 时，色度去除率为9 0 9 8 ， c o d c ，、b o d 5 去除率分别5 0 7 0 m ，且废水的毒性明显降低。d e m m i n 等人【s 1 采用将电絮凝和电气浮联合起来的电絮凝气浮法，研究了地毯印染废水的电化 学处理，结果表明b o d 5 和c o d c ，去除率达5 0 7 0 ，色度去除率达9 0 以上。 因此采用电化学法处理染料废水具有很好的研究、应用价值。 萃取法处理染料废水时，萃取剂与废水充分混合均匀后，废水中能溶于萃 取剂的污染物进入到萃取相中，实现废水净化。溶剂萃取技术处理染料废水时， 能够回收废水中的有用物质，有较好的经济效益，近年来该方法有较快的发展。 吸附法在废水处理过程中主要用于废水的预处理或者深度处理，是应用最多的 废水物理处理方法之一。作为预处理技术时，吸附法主要用来减轻后续处理设 施的负荷，去除部分污染物；采用吸附法进行深度处理时，用来满足废水排放 标准，达到中水回用要求。染料废水的色度去除是废水处理技术中的难题，采 用常规方法很难实现达标排放，因此利用吸附法对染料废水进行深度处理是近 年来一直关注的热点。 在上述染料废水的处理方法中，萃取法、电化学法、生物处理法和吸附法 在染料废水的处理过程中操作简单、效果好，更易实现工业化应用，因此具有 一定的研究意义。 1 2 溶剂萃取法 1 2 1 溶剂萃取法的原理 溶剂萃取是通过基本互不相容的萃取相与料液相，根据待分离物质在两相 间的分配差异实现分离净化的。根据待分离物质是否与萃取剂发生反应，溶剂 萃取分为物理萃取和络合萃取。物理萃取根据相似相容原理，通过溶质在溶剂 中的不同的溶解度来实现分离的。当待分离物质与萃取剂间有化学作用时，称 为化学萃取。 陕西科技大学硕士学位论文 1 2 2 萃取法的研究与应用 络合萃取法是为了解决极性稀溶液的分离问题而提出的，它是一种基于可 逆络合反应萃取分离极性有机物的方法，具有高效性、高选择性和可逆性，属 于化学萃取。由于该技术对于极性有机物稀溶液的分离具有高效性和高选择 性，所以已成为高纯物质制备、高浓度有机废水处理的方向之一。络合萃取过 程是溶质与络合剂生成络合物的可逆的平衡过程，络合剂与待分离的有机溶质 通过氢键、离子对、范德华力及兀酸和兀碱等的缔合反应。极性有机稀溶液的 络合萃取过程复杂，有机相中萃合物结构复杂，可能存在多种氢键缔合。在溶 质低浓度下络合萃取的分配系数非常高，溶质浓度越高，络合剂越接近化学饱 和计量，所以有机稀溶液可以实现低浓度的完全萃取。在络合萃取过程中，含 有络合剂的萃取相与废水中待分离物质相接触，络合剂与待分离物质形成络合 物并转移至有机相中，废水得到净化，将含有待分离物质的有机相加入适当的 酸或碱，将污染物与络合剂分离，污染物得到浓缩，萃取剂得到再生，能够循 环使用。 废水中待分离物质得到有效分离的关键是根据不同的体系选定相应的络 合剂、助溶剂和稀释剂。络合剂与待分离物质应便于形成络合物，实现转化， 这就要求络合剂带有的官能团与待分离物质的络合键能具有一定的大小，但络 合键能不应太高，待分离物质的络合键介于范德华力与共价键之间，便于形成 络合物，同时络合物能够完成逆向反应，再生络合剂。在络合萃取过程中，有 机相萃水量尽可能的小，无其他副反应发生，同时络合剂应不易分解、降解， 具有热稳定性，避免可逆反应时络合剂出现损失，并且在同等条件下，络合反 应的正负反应方向的动力学机制要足够快，节省设备空间。助溶剂作为络合剂 的良好溶剂，当络合剂是络合物的不良溶解介质时，作为络合物的溶剂，助溶 剂促进络合物的形成及在相间的转移。稀释剂主要是调节络合剂与助溶剂形成 的混合萃取剂的粘度、密度和表面张力，易于溶剂萃取过程的实施。 摆动效应是某些因素对络合萃取平衡带来的明显影响，萃取剂的再生方法 就是根据摆动效应实现的，包括p h 摆动效应、易挥发有机碱的p h 摆动效应、 温度摆动效应和稀释剂组成摆动效应，其中萃取剂再生较为简洁的方法是利用 p h 的摆动效应，但是回收产物的化学形态会有所改变。利用其它三种摆动效 应进行溶剂再生，稀释剂组成摆动效应所需能耗最多，其次是温度摆动效应， 最后是挥发性碱p h 摆动效应，应综合考虑体系的自身特性和能耗，选择萃取 剂的再生方法。 黄天寅等人f 9 】采用络合萃取法处理5 氯水杨酸生产废水，考察了废水p h 、 4 酸性染料废水化学一生物复合处理方法研究 络合剂和稀释剂等影响因素，根据试验结果确定络合剂为e p t - 1 ，稀释剂为煤 油，p h 最佳范围为0 5 1 5 。苏州某厂的5 氯水杨酸车间生产废水经络合萃取 法处理后，大量去除了废水中的5 氯水杨酸等有机污染物，c o d c ，显著下降。 1 2 3 三辛胺萃取研究现状 目前利用三辛胺作为络合剂进行有机羧酸、酚类、苯胺类稀溶液的溶质回 收和分离报道颇多，且在苯酚、苯胺废水处理中已获得成功的应用1 1 0 ，s 】。对带 有两性官能团的染料中间体废水( d s d 酸、h 酸) 的处理也获得了较好的效果 【1 6 1 。k i r s c h 等人【”】对三辛胺与草酸形成的络合物，通过红外谱图研究了络合物 的结构，发现草酸与三辛胺形成的络合物有1 ：l 和1 ：2 两种形式，稀释剂极性 越强，越有利于形成1 ：2 ( 草酸：三辛胺) 的络合物。罗学辉等人i t s 以磷氧类络 合剂和胺类络合剂分别对苯胺2 ，5 双磺酸废水进行络合萃取，结果表明有三辛 胺为络合剂、正辛醇为助溶剂、煤油为稀释剂共同组成的萃取相对磺酸类染料 中间体有较好的萃取效果。 1 3 电化学法 采用电化学法直接或间接去除废水中的污染物或将难生物降解的大分子 污染物转化为易生物降解的小分子物质，在此过程中不产生二次污染，电化学 法具有占地面积小，运行管理简单，污染物去除率高，脱色效果好的优点。电 化学法具有絮凝、气浮、氧化等作用，这些作用在水处理过程中往往同时存在。 采用电化学法处理染料废水时，不需额外添加其他的氧化还原剂，氧化还 原反应直接发生在电极和废水中的污染物质之间。处理过程在常温常压下进 行，体系具有较强的控制性，设备及操作简单，根据工艺条件要求，可随时通 过调节外加电压、电流灵活的控制反应条件。电解过程中废水中生成强氧化性 的自由基，可直接与废水中的有机污染物发生反应，生成短碳链的中间物质或 进一步被降解，电化学法可以单独作为处理工艺，又可以其他处理工艺组合联 用。 电化学法的作用机理分为直接氧化和间接氧化，在电化学反应过程中，直 接氧化和间接氧化并不是绝对的，一般同时包括直接氧化和间接氧化两个过 程。 有机污染物一般在阳极直接氧化，首先，h 2 0 或o h 。通过在阳极上放电产 生物理吸附态的羟基自由基： m o x + h 2 0 - - * m o x ( o h ) + h + + e ( 1 1 ) 吸附的羟基自由基和阳极上的氧反应，形成高价氧化物m o 甜1 1 ： 陕西科技大学硕士学位论文 m o x ( o h ) _ m o ( x + 1 ) + h + e 吸附的活性氧也可发生析氧副反应 m o x ( o h ) - - - 1 20 2 + m o x + h + e m o ( x + 1 1 _ 1 20 2 + m o x 当溶液中存在可氧化的有机物污染r 时，反应如下： r + m o x ( o h ) z 呻c 0 2 + m o x + z h + + z e 。 r + m o ( x + n _ r o + m o x 间接氧化包括可逆过程和不可逆过程： ( 1 2 ) ( 1 - 3 ) ( 1 4 ) ( 1 - 5 ) ( 1 6 ) 可逆过程：有机物电化学降解过程主要通过以下步骤进行 1 9 】： 首先，h 2 0 或o h 通过在阳极上放电产生物理吸附态的羟基自由基： m o x + h 2 0 _ m o x ( o h ) + h 十+ e 。 ( 1 7 ) 有机物与吸收态的羟基自由基发生电化学燃烧反应： r + m o x ( o h ) c 0 2 + h + + e 。+ m o x ( 1 - 8 ) m o x ( o h ) _ m o ( x + 1 ) + h + + e + m o x ( 1 - 9 ) m o x ( o h ) 一m o ( x + 1 ) + h + e 。 ( 1 - 1 0 ) 不可逆过程是利用电化学反应产生氧化还原剂，该氧化还原剂可将废水中 的污染物质降解，成为无害物质，氧化还原媒质催化剂及电化学产生的短寿命 中间产物可作为污染物与电极交换电子的中介体。电解质溶液的组成与浓度、 电极表面负荷及电极材料等都与活性物质的产生有密切的联系。c o m n i n e l l i s t m 认为在电化学反应中产生的氧化还原剂应满足以下条件：产生的氧化还原物质 的生成电位应远离析氢或析氧电位；氧化还原物质能够迅速产生；污染物与氧 化还原物质的反应速率比其他竞争反应快；电极对污染物的吸附要小。当满足 以上四个条件时，产生的氧化还原物质能够循环使用。利用电化学反应产生的 短寿命的o h 。、0 2 、h 0