Fenton催化降解印染廢水開題報告

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1、開題報告Fenton催化降解印染廢水一、選題的背景、意義1.選題的背景近年來，隨著染料制造業(yè)和印染工業(yè)的迅速發(fā)展，染料的品種和數(shù)量不斷增加，致使每年都要向水環(huán)境排放大量含染料的工業(yè)廢水，據(jù)調(diào)查我國每年約有1．6億立方米的染料廢水排放進入水環(huán)境中[1]。我國的染料產(chǎn)量持續(xù)多年保持在世界之首。據(jù)染料工業(yè)生態(tài)及毒理協(xié)會調(diào)查統(tǒng)計，在染料的生產(chǎn)和使用過程中約有10％的染料以廢水的形式流失到水體中，據(jù)此估算我國每年大約有2萬噸的成品染料以廢水形式流失到水體中。染料廢水具有色度大、有機污染物含量高、組分復雜、水質(zhì)變化和生物毒性大，以及難生化降解等特點，且染料朝著抗光解、抗氧化的

2、方向發(fā)展[2]，使染料廢水的處理難度進一步加大，其一直是國內(nèi)外難處理的工業(yè)廢水之一，我國已將染料廢水的治理列為環(huán)境保護工作的重點。印染廢水是指印染加工過程中各工序所排放的廢水混合而成的混合廢水。印染廢水水質(zhì)隨原材料、生產(chǎn)品種、生產(chǎn)工藝、管理水平的不同而有所差異，導致各個印染工序排放后匯總的廢水組分非常復雜。隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和后整理技術(shù)的進步，新型助劑、染料、整理劑等在印染行業(yè)中被大量使用，難降解有毒有機成分的含量也越來越多，有些甚至是致癌、致突變、致畸變的有機物，對環(huán)境尤其是水環(huán)境的威脅和危害越來越大。2.選題的意義印染廢水處理的目的就是為了除去廢水中的各種

3、有害物質(zhì)，防止環(huán)境污染，使水能夠重新利用。隨著人口的不斷增長和經(jīng)濟發(fā)展，加之水污染的日益嚴重，可利用的水資源數(shù)量日益短缺，造成水危機。這使得印染廢水的處理是刻不容緩的。同時，在難降解有機廢水處理中，F(xiàn)enton法是研究和應(yīng)用較多的一項技術(shù)，作為一種高級氧化技術(shù)AdvancedOxidationTechnologies(AOTs)，與其它高級氧化技術(shù)(AOP)相比，具有快速、無毒、操作簡單、無二次污染、對污染物的去除率高等優(yōu)點，利用其超強氧化性能實現(xiàn)對難以降解物質(zhì)的深度氧化，應(yīng)用前景廣闊[3]。Fenton試劑是Fe2+和H2O24的結(jié)合，二者能反應(yīng)生成具有很高氧化

4、活性的羥基自由基?OH。?OH能使大多數(shù)有機物降解和礦化，尤其對毒性大、一般氧化劑難以氧化降解或生化難降解的有機廢水具有較強的氧化能力和較高的降解率[4]。因此，本人認為，針對印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、水質(zhì)變化大、色度高、難生物降解等特點，運用Fenton法進行降解是一種十分可行有效的處理方法。二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)近年來出現(xiàn)了許多關(guān)于Fenton試劑處理有機污染物廢水的研究報道。李紹峰[5]等在Fenton降解水中活性染料的研究中指出，采用Fenton試劑對活性艷紅X-3B，活性K-2R，活性H-E7B，活性X一4RN和活性S-F3B五種染料所

5、配水樣進行處理，染料濃度為400mg／L時，F(xiàn)eSO4濃度100-180mg／L，H2O2濃度為200-400mg／L，H2O2和Fe2+化學計量數(shù)為8/1-12/1之間，在pH是3，反應(yīng)時問為lh，溫度25℃，色度去除達95％以上，COD去除率60％-80％。魯璐[6]等在Fenton試劑預處理實際印染廢水的實驗研究中，通過正交實驗確定了最佳操作條件為：30％H2O2投加量為5mL／L，F(xiàn)eSO4?7H20投加量800mg／L，pH值為3.45．此時H2O2/Fe2+摩爾比為15.5，COD去除率為33.4％，BOD／COD值從0.139增加到0.321，可生化

6、性能的提高為后續(xù)生物處理階段提供了良好條件。以上是單Fenton試劑的研究，為進一步提高對有機物的去除效果，以標準Fenton試劑為基礎(chǔ)，通過改變和耦合反應(yīng)條件，改善反應(yīng)機制，得到了一系列機理相似的類Fenton試劑，如光-Fenton試劑、電-Fenton試劑、混凝-Fenton試劑和微波-Fenton試劑等。在光-Fenton試劑方面，劉勇弟等[7]證明紫外光和Fe2+對H2O2的催化分解存在協(xié)同效應(yīng)，即紫外光和Fe2+共存時H2O2分解速率遠大于Fe2+或紫外光時H2O2分解速率的簡單加和。這主要是由于反應(yīng)式Fe(OH)2+→Fe2++?OH和反應(yīng)式Fe(R

7、OO)2+→Fe2++CO2+?R的發(fā)生。在微波-Fenton試劑方面，Rudolph[8]等人研究了常壓下微波輻射降解土壤中對氯聯(lián)苯，微波輻射25min后，多氯聯(lián)苯的降解率達到71%～98%。LuigiC等[9]研究了直接微波輻射溶液降解水中有機氯化物，在微波輻射40~120min，有機氯化物的降解率為80%~87%。為了探索新的污染物消除方法，有些學者將微波與Fenton試劑相結(jié)合，如J.Sanz[10]研究了在微波照射下，利用Fenton試劑降解酚類化合物等。三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、難點及預期達到的目標1.研究內(nèi)容4(1)用Fent

8、on試劑對