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光电催化降解染料废水
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蒽醌类染料废水降解过程与分子结构的相互关系研究
【武汉工程大学论文栏目提醒】：网学会员,鉴于大家对武汉工程大学论文十分关注，论文会员在此为大家搜集整理了“蒽醌类染料废水降解过程与分子结构的相互关系研究 - 毕业设计”一文，供大家参考学习!
摘 要 摘 要 葸醌类染料作为广泛应用的第二大类染料，其废水具有水量大、色度高、成分复杂等特点，比第一大类偶氮染料结构还要稳定和难于降解，一直是染料废水处理中的难点。&&&&电催化氧化法具有可彻底降解有机物、不易产生毒害中间产物和不易造成二次污染等特点，越来越受到重视。&&&&本论文即采用该方法法来处理葸醌蓝染料模拟废水，以Ｒｕ０２．Ｔｉ和钢板分别作为电催化氧化装置的阳极和阴极。&&&& 在电催化氧化试验中，研究了溶液ｐＨ值、电压、电解质种类对降解效果的影响，并且对废水的可生化性做了分析，考察了这些条件对葸醌蓝染料模拟废水的降解脱色行为的影响。&&&&在最佳工艺条件下电解该废水并对其ＵＶ、ＨＰＬＣ、ＮＭＲ、ＬＣ．ＭＳ和ＧＣ．ＭＳ波谱进行分析，得出了模拟废水初步的脱色机理和降解过程与分子结构的相互关系。&&&&本论文主要得出以下主要结论： （１）根据对模拟废水的试验测试结果确定电催化氧化最佳工艺条件为：ｐＨ为４．０，槽电压为１０．０Ｖ、ＮａＣｌ浓度为２．０９／Ｌ。&&&& （２）根据瓦勃式呼吸仪方法测定得知模拟废水生化呼吸线大多在内源呼吸线之上，说明废水对微生物无抑制作用或有轻微抑制作用，是可生化的，但是生化呼吸线偏离内源呼吸线的距离都不远，且在低浓度时几乎与内源呼吸线重叠。&&&&分析原因有两个方面：一是电催化氧化可以降解废水中对微生物有毒的有机物质，减少了有毒物质对微生物的毒害作用；二是废水经过电催化氧化氧化后，其结构发生了变化，改变了分子的完整性，更适合微生物进行代谢活动。&&&& （３）葸醌蓝染料初步的脱色机理和降解过程与分子结构的相互关系主要表现在以下几个方面： ①葸醌蓝的Ｎ―Ｃ键受到活泼自由基?ＯＨ、活性氯等的攻击而裂开，在葸醌蓝中，由于萘环的电子云密度高于其旁边的苯环，因此，活泼自由基?ＯＨ首先攻击与萘环相连的Ｎ―Ｃ键，Ｎ―Ｃ键断裂后蒽醌蓝分解为氨 武汉。&&&&ｒ｛鼙人学硕十学位论文基．９，１０．二氧代．２．葸醌酸盐、２一甲氧基一５一甲基噻吩和苯胺等。&&&& ②随着电解时间的延长，蒽醌蓝染料模拟废水被进一步电解，第一阶段形成的物质继续分解，双键结构进一步破坏，萘环结构也被破坏，生成了分子量较小的中间体物质，其他可能存在的有机物被活性物质攻击后发生断键，有可能生成羟基。&&&&ｆｒＯｔＨ酚、醌等。&&&& ③以上生成的很多中间体物质在反应过程中被进一步降解氧化，然后降解为无机物质，例如ｓ谚一、ＮＨ４、Ｈ：０等。&&&&关键词：电催化氧化；葸醌类；染料废水；降解机理 ＡＢ ＳＴＲＡＣＴ Ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｄｙｅ ｗａｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｌａｒｇｅｓｔ ｃａｔｅｇｏｒｙｏｆ ｄｙｅｓ，ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｌａｒｇｅ ｗａｔｅｒ，ｄａｒｋ ｃｏｌｏｒ，ｃｏｍｐｌｅｘ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，ｉｔｓｓｔａｂｌｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈａｔ ｏｆ ｍｏｒｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｌｙ ｔｏ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｉｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｄｙｅｓｔｕｆｆｃａｔｅｇｏｒｙ ａｚｏ ｄｙｅｓ ｍａｄｅ ｉｔ－ｈａｄ ｂｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｗａｓｔｅｗａｔｅｒ。&&&&Ｅｌｅｃｔｒｏ．ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｗａｓ ｐａｙ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｏｒ ｉｔｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈａｔ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｍａｋｅ ａ ｔｏｘｉｃ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ａｓ ｔｈｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎ。&&&&Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｕｓｅｄ Ｒｕ０２－Ｔｉ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｅｌｅｃｔｒｏ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｏｄｅ ａｎｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｄｅｖｉｃｅｓ，ｔｏ ｄｅｐｒｅｄａｔｅａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｂｌｕｅ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｉｔｈ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ。&&&& Ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ．ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｔｙｐｅ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ， ｐＨ ｖａｌｕｅ，ｖｏｌｔａｇｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｎｄ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｏｌｏｎｉｚａｔｉｏｎ ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｂｌｕｅ ｄｙｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｕｎｄｅｒ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｔｓ ＵＶ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ＨＰＬＣ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，ＮＭＲ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ ＬＣ―ＭＳ ｓｐｅｃｔｒａｌ，ｒｅａｃｈｅｄ ａ ｂｌｕｅ ｄｙｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｄｉｓｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ。&&&& ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ‘ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｌＳ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ２．０９／Ｌ，ａｎｄ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ４．０，ｃｅｌｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ １ ５．０ｖ，ＮａＣｌ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｐｏｗｅｒ ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ。&&&& 武汉一Ｉ：程人学硕士学位论文 Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｗａｂｏ－ｍｅａｓｕｒｅ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｗｅｋｎｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ ｌｉｎｅｓ ｏｆ ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｄｙｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｒｅ ａｌｌ ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ ｌｉｎｅ，ｗｈｉｃｈ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｉＳ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｎｏ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｌｉｎｅｍｉｃｒｏ．ｏｒｇａｎｉｓｍｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉＳ ｎｏｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｅｖｅｎ ａｌｍｏｓｔ ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ ａｔ ｌＯＷ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ，ＳＯ ｔｈｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｉｓ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｕｔ ｎｏｔ ｅａｓｉｌｙ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ． Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｂｌｕｅ ｄｙｅ ａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ａｒｅａｓ： Ｔｈｅ Ｎ―Ｃ ｂｏｎｄ ｏｆ ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｂｌｕｅ ｉＳ ｂｒｏｋｅｎ ａｆｔｅｒ ａｔｔａｃｋ ｏｆ ｌｉｖｅｌｙａｎｄ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌｓ?ＯＨ ａｎｄ ａｃｔｉｖｅ ｃｈｌｏｒｉｎｅ ａｔｔａｃｋｓ。&&&&Ｉｎ ｔｈｅ ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅｂｌｕｅ，ｂｅｃａｕｓｅ Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ ｃｌｏｕｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅｂｅｎｚｅｎｅ ｒｉｎｇ，ｉｎ ｉｔｓ ｖｉｃｉｎｉｔｙ，ＳＯ ｌｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌｓ。&&&&ＯＨ ｆｉｒｓｔｌｙ ａｔｔａｃｋＮ．Ｃ ｂｏｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ ｒｉｎｇ，ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｂｏｎｄ ｉｓ ｂｒｏｋｅｎ，ｂｌｕｅ ｔｏ ｂｅｎｚｙｌａｍｉｎｏ－９，１ ０－ａｍｉｎｏ ＯＸＯ一２－ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ａｃｉｄ ｓａｌｔｓ ａｎｄ ａｎｉｌｉｎｅ，ｅｔｃ。&&&& Ａｓ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｉｍｅ ｏｎ，ｔｈｅ ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ ｂｌｕｅ ｉＳ ｆｕｒｔｈｅｒｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｐｈａｓｅ ａｒｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄ，ｔｈｅｄｏｕｂｌｅ ｂｏｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄａｍａｇｅ，ａｌｓｏ ｔｈｅ ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ ｒｉｎｇ， ｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｅ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｗｉｔｈ ｓｍａｌｌｅｒ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ，ａｎｄｏｔｈｅｒ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ａｒｅ ｂｒｏｋｅｎ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ａｔｔａｃｋ ｆｒｏｍ ａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ，ｉｔ ｉｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ＯＨ。&&&&Ｓｕｃｈ ａｓ ｐｈｅｎｏｌ，ｑｕｉｎｏｎｅ，ｅｔｃ． Ｍａｎｙ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｔｏ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｓｕｌｆａｔｅ ｉｏｎ，ａｍｍｏｎｉｕｍ ｉｏｎ，ｗａｔｅｒ，ｅｔｃ。&&&& Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｅｌｅｃｔｒｏ―ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，Ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅｓ，Ｄｙｅｓｔｕｆｆ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＩＶ 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。&&&&尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。&&&&对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。&&&&本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。&&&& 学位论文作者签名：弓臣馅硇 ７‖勺 年多月仁日 Ｊ学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。&&&&本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。&&&& 保密０．， 在――年解密后适用本授权书。&&&&本论文属于 不保密够 （请在以上方框内打“４”）学位论文作者签名：了敝馏一 一年６月午日 第１章引言 第１章 引言１．１染料废水的特点 染色、染料生产工业具有产品品种多、批次生产数量不大、生产品种更换频繁、生产收率低等特点。&&&&其生产废水成分复杂、色度深、有异味、有机物和无机盐含量高（含盐量可达到２‰１５％），并含对微生物有抑制性的中间体。&&&&据分析生产中约有９０％１笺Ｊ无机原料和２０％左右的有机原料转移到生产废水中。&&&& 这些年来，随着化工工业的发展、染料品种增多，在结构上环数增加、碳链增长、染色基因各种各样，使得废水的ＢＯＤ５／ＣＯＤ比值下降，因而废水变得难以生化处理。&&&&另一方面，染料新的品种都提高了抗光、抗药物、抗化学氧化等性能。&&&&因此，传统的常规处理方法对这类新的有机染料化合物的去除也就显得有些无能为力了。&&&&该类废水的特点如下。&&&& 染料工业主要废水包括：①有色含盐的有机物废水，无机盐浓度在１ ５０／旷２５％，主要是氯化钠，少量硫酸钠、氯化钾及其他金属盐类；②氯化或溴化废水，含有微酸微碱的有机废水，③含有铜、铅、铬、锰、汞等金属离子的有色废水；④含硫的有机物废水。&&&& 染料废水有机物成分复杂且浓度高，精细化工染料、原料等行业生产流程长，从原料到成品往往伴随有硝化、还原、氯化、缩合、偶合等单元操作过程，副反应多，产品收率低，染料生产过程损失率约为２％，染色过程损失率为１０％，所以废水中有机物和含量都比较高，成分复杂。&&&&染料、颜料高浓度有机废水，ＣＯＤ高达数十万毫升／升，有机磷达数百到数千毫升／升，部分染料中间体排放废液成分见表１．１…。&&&& 表卜１部分染料中间体排放废液成分 Ｔａｂｌｅ １－１ Ｌｉｑｕｉｄ ｄｙｅ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐａｒｔ ｏｆｔｈｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ 武汉Ｉ：程人学硕＋学位论文 染料、颜料行业以水为溶剂，且分离、精制、水洗、抽滤等工序排出的大量的废水，废水量大，色度高，毒性大。&&&&某染料厂生产部分染料用水量情况见表ｌ一２。&&&& 表１―２某染料厂若于种染料用水情况 Ｔａｂｌｅ ｌ一２ Ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｄｙｅ－ｗａｔｅｒ ｓｉｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｙｅｓｔｕｆｆ ｆａｃｔｏｒｙ 该行业中有偶合反应，废水中含有一Ｎ―Ｎ一等发色基因，色度都比较高，如碱性玫瑰精红色滤液的色度高达１００～１５０万倍。&&&&一般来说，染料、颜料废水色度高于纺织印染废水。&&&&分散蓝生产废水情况见表１－３…。&&&& 表１－３ 分散蓝ＳＥ一２ＲＬ废液 Ｔａｂｌｅ ｌ一３ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ－ｄｉｓｐｅｒｓｅ ｂｌｕｅ ＳＥ一２ＲＬ ｗａｓｔｅ 第１章引言１．２染料废水的危害 生产过程中添加各种活性剂和助齐ＩＪ，例如有机中间体如Ｎ一乙基－Ｎ－氰乙基苯胺磺酸脂是油脂状，所以染料废水往往含有超过国家排放标准相当数量的油脂状物，并往往含有强烈生物毒性的物质，这些有毒物质可以分为无机物和有机物。&&&&无机有毒物质，以重金属为代表，如铅、铜、锌、铬、镉、汞等，此外，砷、硒、溴、碘等非金属也有毒。&&&&有机毒物主要是酚类化合物，取代苯类化合物等。&&&&酚类是一种原生质毒物，水体中各种生物都会因酚类物质中毒影响生长和繁殖。&&&& 染料、颜料和中间生产基本材料是苯、萘、葸、醌类有机物，芳族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代以后生成的芳族卤化物、芳族硝基化合物、芳族胺类化合物、联苯等多苯环的取代化合物，毒性较大，如苯、甲苯、氯苯、硝基苯、硝基氯苯、苯胺等许多项目在地面水体最高允许浓度的规定中都有明确限制。&&&&染料、颜料行业一些有害有机物质和无机物质对人体的危害见表１．４。&&&& 表卜４某些有害物质对人体的危害 Ｔａｂｌｅ １－４ ｃｅｒｔａｉｎ ｈａｚａｒｄｏｕｓ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｈａｒｍｆｕｌ ｆｏｒ ｐｅｏｐｌｅ！妻丝质名称 主要危害 一一～。&&&& 一 对人主要毒害神经系统，使脑部受损，引起四肢麻木，运动火调，发音凼难，听力减 “、 退，心力衰竭，急性。&&&&肾功能衰弱和严重胃肠损伤，致死量约为１０～５０ｍｇ／ｋｇ体重 。&&&&． 使人体细胞蛋白质发生变性和沉淀，引起高铁血红蛋白血症，对粘膜有刺激，有灼痛 ～ 感，甚至被腐蚀而溃疡、坏死，对神经、肝、肾、胃皆有损害，致死为口服２～１５ｋｇ。&&&&，Ｌ。&&&&。&&&& 与血液细胞色素氧化酶中的铁原子结合，引起组织缺氧而致窒息，还能造成血管运动～…” 神经中枢麻痹，致死量为口服氰化钠０．０６－－０．１９石油类 石油中含有３，４一苯并芘致癌物质，石油对水生生物有直接危害 染料、颜料、医院、化学试剂等企业，每年要生产十几甚至几十种产品，而且产品制造大部分是间歇性操作，所以精细化工废水具有间歇性排放，水质水量随时间变化较大的特点，给废水处理工程设计、运行管理增加许多困难…。&&&& 武汉．１：程人学硕＋学位论文１．２染料废水处理难点和方法１．２．１染料废水处理难点 纺织、印染和染色废水，水量大，色度高，成分复杂，废水中含有染料（染色加工过程中的１００／ｏ－－，２０％染料排入废水中）、染料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等，染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性，严重污染环境。&&&&印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。&&&&分析其废水特点，主要为以下方面： ． （１）水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和ｐＨ值变化大、水质变化剧烈。&&&&因此纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使ＰＶＡ浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。&&&& （２）废水ＢＯＤ；／ＣＯＤ值均很低，～般在２０％左右，可生化性差，因此需要采取措施，使ＢＯＤ５／ＣＯＤ提高到３０％左右甚至更高些，以利于进行生化处理。&&&& （３）印染废水中的碱量废水，其ＣＯＤ值有的可达１０万ｍｇ／Ｌ以上，ｐＨ值大于等于１２，因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低ｐＨ值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池与其他的印染废水一起进行处理。&&&& （４）印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达４０００倍以上。&&&&所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。&&&& （５）印染行业中，ＰＶＡ浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。&&&&特别是ＰＶＡ浆料造成的ＣＯＤ含量占印染废水总ＣＯＤ的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分ＣＯＤ很难降解。&&&&因此需要研究和筛选用来降解ＰＶＡ的微生物。&&&& 此外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动；对于大量使用还原染料、硫化染色、冰染料等的废水，其化学絮凝效果相对较差。&&&&因此处理工艺需要考虑这些因素，要有一定的适应水量、水质符合变化的能力。&&&& 纺织印染工业减少污染的首要方面是进行工艺改革和设备更新，工艺过程及物料流程程序的改变是降低废料产生的有效方法。&&&&其次是逆流用水和重复用水，减少水的排放量，以及回收用染料。&&&&最后的方法才是末端治理，其治理的技术方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生物化学方法。&&&&纺织染整废水由于具有含高ＣＯＤ和高色度的特点，所以治理技术除ＣＯＤ的去除率，必须同时考虑色度的去除…。&&&&１．２．２染料废水治理方法简述１．２．２．１吸附技术 染料、染色废水处理中，吸附法主要应用于预处理（减少水处理主体装置负荷、回收有用物质）和深度处理（提高处理水质量，满足回用水水质要求）。&&&&主要吸附剂有白土、硅藻土、炉渣、磺化煤、粉煤灰、焦炭、木炭、活性炭、珍珠岩、甲克、纤维素、树脂等，其中常用是活性炭和树脂吸附剂憎１。&&&&１．２．２．２高温深度氧化技术 染料、颜料废水中许多污染物质浓度高，毒性大，难以生物降解，普通生物物化法处理不但成本高，且难以奏效；而高温深度氧化处理则可以深度去除高浓度有机废水的污染物。&&&&显然，高温深度氧化处理工业废水需要消耗大量能源，应尽可能回收处理系统余热，变废为利。&&&&同时应在高温深度氧化方式和装置结构等方面发展新技术，以期达到最好的经济和环境效益。&&&&目前废水深度氧化主要有湿式空气氧化，超临界水氧化和焚烧技术。&&&& 武汉ｌ：稃人学硕十学位论文１．２．２．３焚烧处理技术 近１０多年来，精细化工迅速发展，环境污染称为社会关注的问题，用焚烧法处理高浓度含盐染料废水，引起人们注意和兴趣。&&&&发达国家把高新技术应用在焚烧技术的研究上，使焚烧技术迅速发展，为化学工业高浓度有机废水焚烧处理提供广阔的应用前景。&&&&１．２．２．４磁分离法概述 磁分离法是近代发展的一种水处理新技术，在染料、颜料废水处理中得到一定的应用。&&&&现代磁化技术能使磁性微粒粗粒化，弱磁性颗粒强磁化，非磁性颗粒磁性化。&&&&磁分离法能直接处理给水和工业废水中各种微细的弱磁性、顺磁性物质，而且还能分离不具磁性的细菌、病毒、藻类、悬浮物、有机和无机化合物、油脂类、重金属等等，应用范围非常宽广。&&&&见表１．６所示。&&&& 表卜６磁分离法处理在Ｔ业废水中的物质… Ｔａｂｌｅ １－６ Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ１．２．２．５物化处理 染料、染色废水处理方法很多，除生物法处理技术外的其他方法都可以认为是物理化学法处理。&&&&一般认为，从原理、设备、工艺及工程各方面考虑，中和、混凝沉淀、气浮、砂滤等是水工工程常用的物化法，固体吸附剂吸附、萃取、汽提、蒸馏、高温深度氧化等其他方法都属于化 第１章引言工工程物化法。&&&&显然，这样的认定是不够严谨的，而且实际水处理工程常常是多种方法组合，以便取得最佳效果。&&&& 我国纺织印染行业染色废水采用物化处理较为普遍，有的处理装置甚至能够达到国家污水综合排放标准。&&&&而染料厂的染料、颜料、废水ＣＯＤ、色度等污染浓度都大大高于印染行业染色废水，物化处理（如混凝沉淀或气浮）往往是废水生化处理前必不可少的～级处理。&&&&国外资料介绍偶氮型直接染料或活性染料用过氯气或次氯酸钠氧化处理，脱色率９９．５％”－－１００％；碱性染料废水在酸性条件下（ｐＨ＝ｌ－’－－’２）用ＮａＣＩＯ氧化（温度４０”－－－”６０℃ｌｈ）ＣＯＤ下降６０％’－－’８０％，色度出除率＞９９％，效果非常明显。&&&&国内某染料厂碱性玫瑰精废水，在ｐＨ＜２、搅拌条件下投加ＮａＣＩＯ，脱色效果良好，达到国家排放标准，脱色后废水再用液碱中和至ｐＨ＝６”－一９时后排放伸１。&&&& 染料、染色废水的物化处理主要是汽提吹脱、蒸馏、萃取、吸附等方法，以萃取法和树脂吸附法为主。&&&&这类治理装置实际上成为车间生产流程一个工序，企业核算都纳入车间产品统一管理。&&&&化工环保工作者在产品处理方面，大搞综合利用，取得较好的环境效益和经济效益。&&&&１．２．２．６活性污泥法处理 活性污泥法处理染料、染色废水是很复杂的过程，主要依靠两个阶段；在吸附阶段，废水中胶态物质及一些溶解性有机物能被其所吸附，而且吸附阶段同时还进行吸收和氧化作用。&&&&在氧化阶段，微生物通过氧化、还原、合成等过程将被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时继续吸附和吸收溶解物质。&&&&吸附达到饱和后，污泥失去活性，经过氧化除去吸附的有机物后，污泥重现活性，恢复吸附和氧化能力１４】。&&&&１．２．２．７生物处理技术 好氧生物处理是染料、染色废水处理的主要方法。&&&&在有氧情况下，废水中的有机物通过活性污泥吸附、氧化、还原、合成过程，把有机物氧化成简单无机物。&&&&好氧法处理效率高，速度快，比较经济。&&&& 厌氧法是厌氧条件下，通过厌氧微生物对有机物进行酸性发酵和碱性 武汉Ｉ：科人学硕＋学位论文发酵两个阶段厌氧分解，完成代谢过程，即在产酸微生物作用下有机物转化为低级脂肪酸、醇、氨、二氧化碳等中间产品，而后在甲烷细菌作用下再转化为甲烷、二氧化碳。&&&&厌氧法代谢速度慢，停留时间长，容器体积大，消化过程复杂，影响因素多，对过程参数控制严格，有安全问题，工程造价高，而且厌氧代谢受氧体是有机物及硫酸盐、硝酸盐等含氧化合物，容易还原，有机物氧化不完全，处理水质不够稳定，一般用于有机污泥或特高浓度废水处理。&&&&但是近年来水处理工作者对染料、颜料、农药、中间体废水研究表明，某些不能或难以好氧生物氧化的有机物，在不同程度上是能够厌氧降解的，而且反应是厌氧开始阶段水解性细菌起主要作用。&&&&显然，厌氧法在染料、颜料等废水处理工程中将会有更广泛的应用前景。&&&&１．２．２．８电解法处理技术 借助于外加电流的作用产生化学反应，把电能转化成化学能的过程称为电解。&&&&用来进行电解的装置称电解槽，如图：１．１所示。&&&&利用电解过程的化学反应，使废水中的有害杂质转化而被去除的方法称为电解处理法，简称电解法。&&&& ①电解法的原理与过程 在电解槽内，当直流电经过电极通入电解质溶液时， 两级间便产生电子的迁移，从而引起一系列的化学反应。&&&& 当采用惰性材料（如石墨、二氧化铅等）作阳极时， 水溶液在惰性阳极产生ＯＨ‘放电而生成氧。&&&& 图１－１电解槽示意图 Ｆｉｇｕｒｅ １－１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ 第１章引言 月２０§Ｈ＋＋ＯＨ一 ４０Ｈ一一４ｅ一２Ｈ２Ｄ＋Ｄ２个 此种新生态的氧，氧化能力很强，对水中的无机物和有机化合物都可以进行氧化。&&&&例如对氨基乙酸的氧化： ＮＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ＋【ＤＪ专ＮＨ３＋ＨＣＨＯ＋ｃ。&&&&皱 当水中含有食盐.
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