水溶液中无机混凝剂与典型染料的直接反应机理

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:awzh963
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
印染废水具有色度高、难生化降解、含有有机污染物等特点,是工业废水中较难处理的一类废水。混凝工艺因投资低、效率高等优点,被广泛应用于印染废水的处理。染料种类多、性质不一,分散染料和活性染料占全球染料总需求量的一半以上,对于这两种染料的混凝去除机理并未得到充分研究,同种染料甚至是同一染料,在不同研究中被认为的去除机理也不同。分散染料易被混凝去除,电中和和吸附作用被认为是主要的去除机理。活性染料难被混凝去除,研究侧重通过开发复配新型混凝剂、外加颗粒物的方式以达到高效去除染料的目的,再用电中和或吸附架桥进行解释,然而新型混凝剂成分复杂,无法明确说明是何种成分起的关键作用,因而难以有针对性的处理变化多端的实际印染废水,而外加颗粒物则会造成混凝后絮体体积的增多,增加了絮体处理的成本。
  本文以应用范围较广的分散红玉S-2GFL、分散黄棕S-2RFL、分散蓝BBLS和活性艳红X-3B、活性黄3、活性黑5作为去除对象,混凝剂选择AlCl3、FeCl3、CaCl2、MgCl2,无外加颗粒物。通过絮体形态的差异、混凝前后Zeta电位、改变混凝剂投加顺序、沉淀物的FT-IR、XRD等实验分析表征手段,对无机混凝剂作用分散染料和活性染料的机理进行系统研究,得出混凝去除这两类染料的异同点。本文对丰富和完善混凝去除相关染料的作用机理,以及未来根据染料种类差异选择或开发复配专效型混凝剂具有一定的理论指导意义。主要成果如下:
  1、电中和作用不是导致分散染料和活性染料被去除的充分条件。投加一定量的AlCl3、FeCl3、CaCl2均可使分散染料颗粒表面Zeta电位接近0mV,此时AlCl3、FeCl3对分散染料的去除率均超过60.0%,CaCl2的去除率仅为15.5%;在活性染料中投加AlCl3、FeCl3后,Zeta电位最接近于0mV所对应的染料去除率不是最大的,且活性染料去除率趋势与Zeta电位变化趋势只在一定范围内呈正相关关系。
  2、分散染料投加AlCl3、FeCl3、CaCl2后粒径明显增大,说明3种混凝剂与分散染料结合是导致染料被去除的重要前提之一。在AlCl3、FeCl3中投加分散染料的去除率(16.9%)远低于在该染料中投加AlCl3、FeCl3的去除率(80.4%),说明AlCl3、FeCl3的水解终产物吸附作用不是分散染料被去除的主要原因;沉淀物的傅里叶红外图谱(FT-IR)显示在580cm-1和475cm-1处分别检测到Al—O和Fe—O的特征峰,且XRD结果显示沉淀物中均出现了新物质,表明3种分散染料被去除的主要机理应是AlCl3、FeCl3与分散染料发生了特定的化学结合。
  3、在MgCl2中投加活性染料的去除率(14.8%)远低于在活性染料中投加相同浓度的MgCl2的去除率(93.6%),说明MgCl2的瞬间水解产物与染料的结合是活性染料被去除的主要原因;沉淀物的傅里叶红外图谱(FT-IR)显示在3700、571、447cm-1处检测到与Mg(OH)2相关的特征峰,且XRD结果显示沉淀物均为Mg(OH)2,表明3种活性染料被去除的主要机理应是MgCl2水解过程中产生的Mg(OH)2吸附去除活性染料。
  4、分散染料和活性染料的混凝去除都是利用混凝剂的瞬间水解产物与染料形成的大颗粒物的沉降作用,不同点在前者是通过化学结合形成的,后者则是通过物理吸附形成的。
  5、分散染料可以选择AlCl3、FeCl3为混凝剂,或在新型复合混凝剂成分上选择铝盐、铁盐,虽然MgCl2也可去除90%的分散染料,但其浓度是FeCl3的16倍以上。活性染料可以选择MgCl2为混凝剂,虽然FeCl3在高浓度下也可去除一定的活性染料,但去除率不如MgCl2。
其他文献
四环素作为一种广泛用于动物促生长和感染治疗的抗生素,未吸收的过量抗生素将会进入污水。在污水处理过程中,持续低浓度的四环素压力促进了四环素耐药菌(TRB)和四环素耐药基因(TRGs)的转移和扩增,对人类健康和生态系统构成潜在威胁。迄今为止,常规的污水处理工艺往往无法有效降低污水中耐药性,亟待研究新的高效去除抗生素耐药性的技术。近年来,由于可以实现污染物的高效分离等优点,膜处理方法已越来越多地用于去除
学位
在人类合成杀虫剂、药物,染料等生产活动过程中,多余的中间体卤代苯酚被大量地排入污水管道中,造成了水体中这类毒性污染物含量的急剧升高。传统的生化水处理方法效率低,只能去除小部分的污染物,无法满足当前水处理要求。基于单过硫酸盐的高级氧化技术能够快速降解水体中污染物,对卤代苯酚废水的处理效果显著,受到了越来越多的关注。研究发现,水体中的无机氯离子或溴离子会1)和单过硫酸盐(PMS)直接反应生成活性氯或活
学位
中国锑(Sb)储量与产量均居世界之首,是一个“锑大国”,黄浦江上游的太浦河流域集聚了众多纺织印染企业,Sb和镉(Cd)作为纺织印染行业的特征污染物对太浦河流域的土壤和沉积物带来了严重的潜在危害,土壤锑镉污染的修复关乎环境生态安全。本研究以Sb、Cd污染土壤、桑树(Morus albaL.)、蚕(Bombyx mori)为研究对象,采用盆栽法,探究不同价态的锑与锑镉复合污染对桑树的毒害机理以及锑在土
在全球气候变化的背景下,近年来新型旱涝事件——旱涝急转事件呈广发频发态势,如何应对这种极端气候变化所带来的挑战,尤其是对农业生产带来的挑战,成为亟待解决的问题。国内外对农田系统的研究多集中于单一胁迫及旱后复水方向,而旱涝急转则是干旱和洪涝短时间共存,对作物的影响不同于其他胁迫事件,因此,旱涝急转对农田系统的影响还需进一步探讨。  本研究基于安徽省蚌埠市五道沟水文水资源实验站,通过分析皖北地区的旱涝
学位
近年来,在地表水、地下水以及饮用水中频繁检测出四环素类(Tetracyclines,TCs)抗生素(浓度通常在ng/L到μg/L之间),消除或减轻抗生素微污染是环境工作者迫切需要关注的问题。四环素(Tetracycline,TC)作为TCs中最普遍和使用最广泛的一类抗生素,在水体中并不稳定且极易发生异构化,生成半衰期较长且仍具有生物毒性的差相异构体4-差向四环素(4-epi-tetracyclin
学位
近年来,随着我国城市化进程的加快,各地江河水系均受到了不同程度的污染。底泥不仅是水中各类污染物的主要聚集地,而且底泥中的污染物大多沉积在表层,故水体环境一旦发生变化,其极易重新释放,造成二次污染。传统的底泥处理手段均具有一定的局限性,而水热处理作为一种新型的处理技术,不仅能实现固体废弃物的减量化、稳定化及资源化,而且能耗低,安全性高,具有很大的应用前景。目前,关于水热技术的研究主要针对剩余污泥等,
学位
卤乙酸(Haloacetic acid,HAAs)是一类在羧酸上有一到三个卤素原子替代的化学物质,其主要形成于水和废水的氯消毒过程。在所有HAAs中,二氯乙酸(Dichloroacetic acid)由于其高稳定性、分布广泛、环境毒性和致癌性而成为水处理研究领域的热点问题。二氯乙酸除了在消毒过程中产生,因其是药物、染料、化学品和除草剂的化工制造中间体,也会在上述化学物质的生产过程中产生泄漏和污染。
学位
聚乙烯醇(PVA)废水具有COD浓度高,难生物降解等特点。厌氧生物法可提高难降解废水的可生化性但处理效能低,铁炭微电解法作为单独预处理单元存在易锈蚀板结等弊端,因此,本实验构建了用于处理PVA退浆废水的铁炭微电解强化厌氧生物处理系统,将微电解技术与厌氧消化技术相结合,分别考察了添加不同微电解材料(铁-活性炭、铁屑)的水解酸化反应器、厌氧反应器处理PVA退浆废水的效果,以及各反应器颗粒污泥特性(胞外
学位
电动修复是一项治理土壤污染的电化学技术,能够短时间内高效修复土壤。其既可原位修复又可异位修复,原位修复不会扰动土层,对原有土壤结构影响较小。电动修复主要运用于有机、无机及复合污染土壤的修复,但该技术电能消耗大,重金属修复中普通的化学电解液可能造成土壤二次污染,一定程度上限制了该技术大范围的推广。通过对电动修复条件的优化和选取高效绿色阴极电解液及强化剂强化,能够提高其修复效果,为该技术的进一步推广提
学位
电化学还原CO2(ECR-CO2)由于其温和的反应条件,近年来受到研究界广泛关注。特别是电化学还原过程可以直接利用季节性、地理和间歇性能源(潮汐、风能、太阳能等),从而达到可持续发展。通过电化学还原,CO2可以被转化为具有高能量密度的有机分子,例如一氧化碳(CO)、甲酸(HCOOH)等高附加值的能源燃料和有用化学品。作为其中典型C1产品,HCOOH可被广泛用于皮革中的中和剂以及农药等领域。同时HC