折流旋转床中臭氧氧化工艺处理苋菜红废水的研究
印染废水通常包含大量染料和衍生产品，具有色度较深，COD值较大，可生化性较差的特点，同时还具有毒性和致畸性。因此，印染废水的处理是纺织行业面临的重要挑战之一，印染废水高效处理方法的开发目前也成为了工业废水领域的研究热点。折流旋转床（rotating zigzag bed，简称RZB）是一种新型的超重力设备，具有气液接触时间较长等优势。本文将其与O3氧化工艺相结合，应用于苋菜红染料废水的处理，以寻求一种高效的印染废水处理工艺。 本论文采用RZB为反应器，研究了在O3工艺、O3/H2O2工艺和O3/Fe2+工艺不同操作条件对苋菜红废水的降解效果的影响规律，确定适宜操作条件，并研究其降解机理，具体研究结果如下: 1、分别在一级、二级RZB中，利用O3工艺处理苋菜红废水，确定其适宜操作条件。研究发现，当苋菜红初始浓度为500mg/L、O3初始浓度为30mg/L、pH为6.5、RZB转速为800rpm、气量为1.0L/min、液量为0.3L/min时，一级RZB中苋菜红脱色率、COD降解率和臭氧吸收率分别可以达到62.5％、10.6％和62.9％;二级RZB中苋菜红脱色率、COD降解率和臭氧吸收率分别可以达到84.9％、15.8％、83.6％。 2、分别在一级、二级RZB中，利用O3/H2O2工艺处理苋菜红废水，确定其适宜操作条件。研究发现，当苋菜红初始浓度为500mg/L、O3初始浓度为30mg/L、臭氧与双氧水的摩尔比为2、pH为6.5、RZB转速为800rpm、气量为1.0L/min、液量为0.3L/min时，一级RZB中苋菜红脱色率、COD降解率和臭氧吸收率分别可以达到70.0％、11.3％和65.5％;二级RZB中苋菜红脱色率、COD降解率和臭氧吸收率分别可以达到90.5％、16.4％、86.0％。 3、分别在一级、二级RZB中，利用O3/Fe2+工艺处理苋菜红废水，确定其适宜操作条件。研究发现，当苋菜红初始浓度为500mg/L、O3初始浓度为30mg/L、亚铁离子浓度为0.6mmol/L、pH为6.5、RZB转速为800rpm、气量为1.0L/min、液量为0.3L/min时，一级RZB中苋菜红脱色率、COD降解率和臭氧吸收率分别可以达到80.1％、11.5％和69.8％;二级RZB中苋菜红脱色率、COD降解率和臭氧吸收率分别可以达到93.8％、16.9％、91.3％。 4、对比一级、二级RZB中的苋菜红脱色率、COD降解率和臭氧吸收率可以发现，二级RZB的处理效果更佳。在降低了臭氧浓度的条件下，O3/Fe2+体系的反应效果不低于甚至高于单独O3体系和O3/H2O2体系。三种体系在最适宜条件下，O3/Fe2+体系的反应效果最佳。 5、通过对利用O3工艺降解后的苋菜红废水进行UV-vis分析和LC-MS分析，解释了苋菜红的降解机理。即首先由O3或·OH攻击苋菜红分子中的“-N=N-”，使得发色基团断裂，溶液逐渐褪色;其次分子中的萘环上的氨基、磺酸基被消除取代，进而萘环、苯环断开形成小分子酸，最终被矿化成CO2和H2O。
纺织行业;苋菜红染料废水;折流旋转床;臭氧氧化
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
邵磊
2021
中文
X791;X703
2021-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）