HA强化Cu2+活化PMS降解RhB染料废水的效能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pzcx910
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染料废水为我国的工业废水之一。罗丹明b(RhB)染料废水进入水体会危害人体健康,现有处理工艺已难以有效满足不断提升的处理要求,因而寻求一类经济合理、降解高效、产物环保的水处理技术具有重大研究意义。本研究采用铜离子联合羟胺(HA)活化过一硫酸氢钾体系(Cu2+/HA/PMS体系)对RhB的降解效能、影响因素以及降解机理等进行了研究,并根据实际废水中盐分高、含表面活性剂的特点配制了模拟废水,探究了此降解体系下模拟废水的降解效能及影响因素。同时,以模拟废水中RhB的30min去除率为响应进行了响应曲面设计,进一步预测了最优降解工况。因素影响结果表明,一定范围内,Cu2+/HA/PMS体系对RhB的降解效能随PMS投量增大而增强;提升Cu2+浓度,RhB的降解效率也逐渐增加,但Cu2+浓度的影响并不十分显著;RhB初始浓度越高,降解速度和降解效率越低;反应温度的升高会加快自由基的释放从而提高反应速度;共存离子(Cl-、HCO3-、NO3-)对反应体系中RhB的降解存在抑制作用,随着反应溶液中共存离子浓度的增加,RhB的降解效能不断降低。RhB降解机理分析结果表明,PMS分解率直接决定着RhB的降解效率;对降解反应进行动力学拟合,发现Cu2+/HA/PMS体系降解RhB符合假二级动力学方程,降解速率常数为0.08359L/(mol·min);Cu+可高效活化PMS产生活性自由基,HA的强化作用体现为促进Cu2+向Cu+转化;此外,p H的高低通过影响RhB、HA、PMS和Cu2+的存在形态,进而控制着体系自由基的产量与RhB的去除情况;自由基分析和醇抑制试验结果进一步表明,体系中的主要贡献自由基为·OH和SO4·-。模拟废水降解研究表明,无机盐及表面活性剂会干扰Cu2+/HA/PMS体系对RhB的降解。模拟水体系中RhB的降解受RhB投加量、Cu2+投加量、HA投加量、PMS投加量等反应工况及水质参数p H值的影响,规律与去离子水体系相似。进一步利用响应曲面法得到了RhB的30min降解效率同五因素间的响应曲面方程,并对最佳降解工况进行预测得到:[RhB]0=10.0μM、[Cu2+]0=240μM、[HA]0=1.6m M、[PMS]0=1.6m M、p H=3.2的条件下,30min内RhB可完全降解。
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