活性艳蓝范文（精选3篇）
活性艳蓝 第1篇
本工作以蒽醌类染料活性艳蓝KN-R模拟废水(简称染料废水)为研究对象,采用电化学工艺,考察了不同实验条件下废水的脱色脱毒及可生化性情况,旨在探索蒽醌类染料废水的有效处理工艺。
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
活性艳蓝KN-R染料取自广东某染料厂,用超纯水配制成质量浓度为200mg/L的染料废水待用。
752型分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;PHS-3C型精密pH计:上海精密科学仪器有限公司;UV-2450型紫外分光光度计:岛津国际贸易(上海)有限公司。
1.2 实验装置
以金属氧化物电极板(Ti/RuO-IrO2)为阳极、不锈钢板为阴极。电极板大小为11cm×6cm,电解槽容积为0.96L。可调电压1~30V,可调电流0.1~3.0A。
1.3 实验方法
取500mL染料废水置入电解槽中,加入一定量0.1mol/LNa2SO4溶液以提高导电性[4,5]。同时加入一定量NaCl溶液,使NaCl在电解过程中生成氧化剂(Cl2、ClO-、HClO)以氧化降解有机物。以NaOH溶液或H2SO4溶液调节染料废水初始pH。通过调节电压和电流控制电流密度大小,电解过程中定时从电解槽中取样测定吸光度。
1.4 分析方法
染料废水色度去除率以波长为592nm处吸光度的变化来计算。采用吸收光谱扫描分析法测定染料特征发色基团的结构变化;采用发光细菌相对发光度测定法评价染料废水的生物毒性[6];采用活性污泥耗氧速率常数(k′)测定法评价染料废水的可生物降解性[7~9]。
2 结果与讨论
2.1 染料废水pH对色度去除率的影响
染料废水pH影响电解过程中活性氯的存在形态,对有机物的降解起着显著作用。在NaCl溶液浓度为0.050mol/L、电流密度为10.42mA/cm 2、极板距离为8cm的条件下,染料废水pH对色度去除率的影响如图1所示。由图1可见:随电解时间的延长,不同初始pH条件下的色度去除率差异逐渐缩小;电解15min时,各初始pH条件下色度去除率均达100%。在反应初期,不同pH条件下活性氯的存在形式不同,氧化脱色能力呈现较大差异[10]。考虑印染行业废水排放的pH条件及水回用的相关技术要求,实验最终选择在pH为8的条件下进行。
2.2 NaCl溶液浓度对色度去除率的影响
NaCl溶液浓度影响电解过程中活性氯的生成。在染料废水pH为8、电流密度为10.42mA/cm 2、极板距离为8cm的条件下,NaCl溶液浓度对色度去除率的影响如图2所示。由图2可见,不同NaCl溶液浓度对色度去除率的影响与染料废水pH的影响类似。但两者原因不同,前者与电解阳极析氯量相关,后者与活性氯在不同pH条件下的存在形式有关。考虑脱色效果及实际废水的盐度,最终确定的NaCl溶液浓度为0.050mol/L。
2.3 电流密度对色度去除率的影响
在染料废水pH为8、NaCl溶液浓度为0.050mol/L、极板距离为8cm的条件下,电流密度对色度去除率的影响如图3所示。由图3可见,电流密度越大,染料废水的色度去除率越高。而达到较高的电流密度要求溶液导电性能好,能提供较多的支持电解质。同时过高的电流密度在电解过程中热消耗增加,电能的利用率不高。色度去除率相同时,电流密度为10.42mA/cm 2时的电能利用率较高,是较为合理的工艺参数。
2.4 极板距离对色度去除率的影响
在染料废水pH为8、NaCl溶液浓度为0.050mol/L、电流密度为10.42mA/cm 2的条件下,极板距离对色度去除率的影响如图4所示。由图4可见,极板距离对染料废水的色度去除率影响不大。但极板距离越小达到相同电流密度要求提供的电压越小,极板距离与电解电压的关系如表1所示。从能耗角度考虑,实验最终选择极板距离为3cm。
2.5 电解后染料基团结构分析
为了解活性艳蓝KN-R染料分子在电解过程中染料基团的结构变化情况,在优化工艺条件下取不同电解时间的水样稀释5倍,进行紫外扫描分析,不同电解时间活性艳蓝KN-R的紫外扫描谱图见图5。由图5可见,活性艳蓝KN-R染料在592nm、255nm波长处各存在一个特征吸收峰,它们分别是染料分子母体结构9,10-蒽醌和取代基所构成的整个共轭体系的电子跃迁以及蒽醌的E1吸收带所造成的[11]。电解后,两个特征吸收峰有不同程度的衰减,120min后基本消失,说明染料分子被氧化降解了。电解处理60min后,在290nm波长处出现新的吸收峰,表明有新的基团生成。电解120min后这个吸收峰更加明显,其具体结构尚需进一步研究。
电解时间/min:a 10;b 30;c 60;d 120
2.6 处理前后染料废水的毒性分析
活性染料在电解过程中会产生多种中间降解产物,其中有些中间产物比母体染料分子有更大的毒性[12]。由图5可知,电解60min后染料分子结构有明显改变,同时有新的特征峰出现。为了解染料废水在电解过程中毒性的变化,采用发光细菌法对电解0~120min的4个水样进行毒性测试。由于电解过程产生了Cl2、ClO-、HClO等强氧化性物质,为避免其对测试结果的影响,在各水样中加入一定量Na2SO3并控制水样中氧化还原电位为50~90mV,电解过程中染料废水毒性变化见表2。
由表2可见,活性艳蓝KN-R在电解过程中虽然被氧化降解,但在电解30min、60min时仍呈较高毒性,其发光细菌相对发光强度分别为2.57%和6.69%。可能在电解过程中,染料复杂有机物降解的同时又生成了仍具毒性的有机氯化物及其他毒性副产物[13]。随电解氧化的继续进行,染料废水的发光细菌相对发光强度显著上升,电解120min水样的相对发光强度提高到60.88%,毒性得到了有效削减。
2.7 生物降解特性评估
通过测定电解处理前、后染料废水在给定生物系统中污泥的k′值,可表征染料废水可生化性的改善情况。电解前后染料废水测定的k′值见表3。由表3可知,用原水测定的k′值小于污泥的内源呼吸k′值,可生化性较差。用电解法处理后水样测定的k′为0.130 4min-1,较用原水测定的提高了103%,说明染料废水经电解脱毒处理后可生化性有了显著提高。
3 结论
a)电解法处理染料废水的最佳工艺条件为:染料废水pH为8、NaCl溶液浓度为0.050mol/L、电流密度为10.42mA/cm 2、极板距离为3cm。
b)在最佳工艺条件下电解15min染料废水色度去除率达100%,同时染料分子被氧化降解,紫外扫描谱图显示在电解60min时有新的特征峰出现,表明可能生成了新的中间降解产物。
c)利用发光细菌法对电解前后的染料废水进行生物毒性评价,电解30min、60min后的水样仍呈较高毒性,其发光细菌相对发光强度分别为2.57%和6.69%。电解120min水样的相对发光强度提高到60.88%,毒性得到有效削减。
活性艳蓝 第2篇
活性艳蓝B-RV高效脱色菌筛选及脱色能力研究
摘要：从印染厂的沉淀池污泥和污水处理站的`曝气池污泥中分离到3株对活性艳蓝B-RV染料脱色能力较高的细菌,编号分别为A,B1,B2,经鉴定分别为产碱菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)和克雷伯氏菌属(Klebsiella).探讨了三株菌在不同接种量、温度、pH和培养时间等条件下对活性艳蓝B-RV脱色的情况,并获得了其脱色反应的最适条件,此三株菌在最适条件下脱色率均能达到70%以上.作 者：柳娟 张甲耀 陈兰洲 胡田甜 严炜 作者单位：武汉大学环境科学系,武汉,430079 期 刊：环境科学与技术 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 29(11) 分类号：X17 关键词：筛选 活性艳蓝B-RV 微生物脱色
活性艳蓝 第3篇
本工作采用光助Fenton氧化法对水中的活性艳蓝KN-R染料进行降解研究, 考察了体系降解速率的影响因素, 比较了水中阴离子对活性艳蓝KN-R染料降解速率和效果的影响。为处理难降解的染料废水找到一种高效节能的新方法, 具有实际应用价值。
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
FeSO4·7H2O、过氧化氢 (质量分数为30%) 、草酸、浓硫酸和氢氧化钠:分析纯。
Milli-Q型超纯水系统:密理博中国有限公司;UV-Vis 8500型分光光度计:上海分析仪器厂;WMX型微波密封消解COD速测仪:汕头市环海工程总公司;VCPN型TOC分析仪:日本岛津公司。
1.2 实验方法
将一定量的FeSO4·7H2O、过氧化氢和草酸加入到100 mL质量浓度为50 mg/L的活性艳蓝KN-R水溶液 (简称溶液) 中, 用浓硫酸或氢氧化钠溶液调节pH, 250 W汞灯照射, 反应一段时间后用氢氧化钠溶液终止反应, 将反应液在5 000 r/min转速下离心分离30 min, 取上清液, 迅速测定593 nm处的吸光度、COD和TOC。
1.3 分析方法
色度测定采用分光光度法[5];COD测定采用重铬酸钾法[6];TOC测定采用GB13193—91《水质 总有机碳的测定 非色散红外线吸收法》。
2 结果与讨论
2.1 溶液pH对色度去除率的影响
当Fe2+、过氧化氢、草酸质量浓度分别为5, 75, 2 mg/L时, 溶液pH对色度去除率的影响见图1。由图1可见, pH为3、反应60 min时, 色度去除率达到99.8%, 活性艳蓝KN-R降解效果最好。说明在酸性条件下溶液的脱色效果比在中性和碱性条件下好。
2.2 过氧化氢质量浓度对活性艳蓝KN-R质量浓度的影响
当pH为3、Fe2+质量浓度为5 mg/L、草酸质量浓度为2 mg/L时, 过氧化氢质量浓度对活性艳蓝KN-R质量浓度的影响见图2。由图2可见:随过氧化氢质量浓度的增加, 染料质量浓度降低;当过氧化氢质量浓度为75 mg/L和100 mg/L时, 染料质量浓度变化不大, 说明活性艳蓝KN-R染料的降解速率并不与过氧化氢质量浓度成正比[7]。综合考虑, 选择过氧化氢质量浓度为75 mg/L。
2.3Fe2+质量浓度对活性艳蓝KN-R质量浓度的影响
当pH为3、过氧化氢质量浓度为75 mg/L、草酸质量浓度为2 mg/L、反应时间为60 min时, Fe2+质量浓度对活性艳蓝KN-R质量浓度的影响见图3。由图3可见:随Fe2+质量浓度的逐渐升高, 染料质量浓度先降低后升高;当Fe2+质量浓度为5 mg/L和10 mg/L时, 染料质量浓度低, 溶液脱色效果最好。这可能是因为Fe2+质量浓度过低时, 羟基自由基的量很小, 氧化分解过程受到抑制;浓度过高时对降解反应也不利, 主要由于Fe2+是促使过氧化氢分解产生羟基自由基的催化剂, 过多的Fe2+能与羟基自由基发生反应, 消耗羟基自由基导致色度去除率下降[8], 其反应为:·OH+Fe2+→Fe3++OH-。所以实验选择Fe2+质量浓度为5 mg/L。
2.4草酸质量浓度对活性艳蓝KN-R质量浓度的影响
当pH为3、Fe2+质量浓度为5 mg/L、过氧化氢质量浓度为75 mg/L时, 草酸质量浓度对活性艳蓝KN-R质量浓度的影响见图4。由图4可见:草酸质量浓度对染料质量浓度影响不太明显, 反应60 min后, 染料降解已基本完成, 色度去除率达到99%。这说明, 在光照下, 只要加少量草酸, Fe3+就可以与C2Oundefined形成3种稳定的络合物Fe (C2O4) +、Fe (C2O4) -2、Fe (C2O4) undefined, 它们都具有光化学活性, 这些活性物质对大于200 nm的波长有较高的摩尔吸收系数, 甚至能吸收550 nm的可见光[9], 发生光解反应生成Fe2+, 为Fenton氧化反应提供持续来源, 从而加速羟基自由基的生成, 提高了过氧化氢利用率。此外, 草酸的加入使水中阴离子对Fenton试剂与无机物反应的影响减小[10], 所以对改进染料降解效果来说, 草酸起着非常重要的作用。因此选择最低草酸质量浓度为2 mg/L。
2.5水中阴离子对脱色反应的影响
在溶液中分别加入质量浓度为3×10-3 mg/L的不同阴离子。当pH为3, Fe2+、过氧化氢、草酸质量浓度分别为5, 75, 2 mg/L时, 溶液中含不同阴离子时的脱色反应速率常数及COD、TOC去除率见表1。由表1可见:反应速率常数从大到小的次序为空白>NO-3>Cl-> HCO-3>BrO-3>>HPOundefined, 这说明阴离子对羟基自由基的形成有抑制作用。这是因为Cl-可以消耗羟基自由基[11];而HCO-3和HPOundefined是有效的羟基自由基捕捉剂, 也要消耗部分·OH, 从而抑制反应。此外, 阴离子对COD去除率的影响从大到小为空白>NO-3>Cl->HCO-3>BrO-3>HPOundefined;对TOC去除率的影响从大到小为空白>NO-3>HPOundefined>Cl->HCO-3>BrO-3。在上述条件下, COD和TOC去除率最大可达80%和51%以上。
3 结论
a) 当pH为3, Fe2+、过氧化氢、草酸质量浓度分别为5, 75, 2 mg/L, 反应时间为60 min时, 处理后废水色度去除率达到99%, COD和TOC去除率可达到80%和51%以上。表明以草酸铁络合物作为光催化剂的光助Fenton氧化法能使难降解的活性艳蓝KN-R染料溶液迅速脱色。
b) 阴离子NO-3、Cl-、HCO-3、BrO-3、HPOundefined等会抑制脱色反应, 其中HPOundefined的抑制作用最为明显, 其他阴离子也不同程度地使反应速率下降;阴离子对COD去除率的影响从大到小为:NO-3>Cl->HCO-3>BrO-3>HPOundefined;对TOC去除率的影响从大到小为:NO-3>HPOundefined>Cl->HCO-3>BrO-3。
摘要：采用光助Fenton氧化法降解水中的活性艳蓝KN-R染料。实验结果表明, 在溶液pH为3, Fe2+、过氧化氢、草酸质量浓度分别为5, 75, 2mg/L, 反应时间为60min时, 色度、COD和TOC的去除率分别达到99%, 80%和51%以上。水中阴离子对降解反应有阻碍或抑制作用, 阴离子对COD去除率的影响从大到小为:NO3->Cl->HCO3->BrO3->HPO24-;对TOC去除率的影响从大到小为:NO3->HPO42->Cl->HCO3->BrO3-。
关键词：芬顿试剂,活性艳蓝KN-R,脱色,降解,废水处理
参考文献
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