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目前,环境污染已成为一个直接威胁人类生存,亟需解决的焦点问题。在环境污染治理中,染料废水因其种类多、毒性大、对环境污染重及难降解等特性,成为废水处理中的一个难点。光催化氧化处理技术可以将染料废水中的有机污染物降解为无毒或低毒易降解的小分子,且具有高效、节能、无二次污染等优点,在染料废水处理方面有良好的应用前景,引起学者的广泛关注。
本论文以活性艳兰KN-R及吡哕红为模拟染料废水,以自制纳米TiO2和ZnO为光催化剂,进行了TiO2/UV体系、ZnO/UV体系、UV/Fe2+/H2O2光助Fenton体系、UV/Fe3+/H2O2光助Fenton体系降解模拟染料废水的研究,考察了各因素对染料脱色率及化学需氧量(COD)去除率的影响,得出了适宜的操作条件,并比较了不同光催化氧化体系的性能优劣。
研究结果表明:TiO2/UV体系及ZnO/UV体系在光催化降解活性艳兰KN-R时符合一级反应动力学规律;染料的脱色率及COD的去除率与溶液的pH值、催化剂的投加量、染料的浓度及H2O2的投加量有关;以染料COD的去除率作为评价光催化性能的优劣时,UV/TiO2体系的光催化降解能力大于UV/ZnO体系。以吡哕红为模拟染料废水时,UV/Fe2+/H2O2光助Fenton体系及UV/Fe3+/H2O2光助Fenton体系均能使染料溶液迅速脱色、降解;在降解过程中铁离子及H2O2的浓度均存在一个最佳值,当铁离子及H2O2的浓度高于或小于最佳值均会降低染料的脱色率;以Fe3+为主的光/Fenton试剂法在降解吡哕红水溶液时比以Fe2+为主的光/Fenton试剂法更具有优势,采用前者降解吡哕红染料时其脱色率及COD的去除率均较后者高。
本研究为采用光催化氧化技术处理染料废水提供了有价值的实验数据,同时也对废水处理工艺的选择有较好的参考价值。