• 订阅RSS Feed

印染废水降解方法2-机理

3月 27, 2015   //   by hengjie   //   行业新闻  //  0 评论

上期我们说到,印染废水处理主要方法之一是零价铁降解。今天来看看降解的机理和相关研究。

2 零价铁降解印染废水的机理

还原反应和吸附絮凝反应是零价铁降解有机染料的主要途径。Zhengxian Chen等〔26〕研究发现,纳米零价铁对于活性有机染料甲基橙的降解机理为还原作用与吸附絮凝作用,这很好地证明了上述观点。下面从还原作用、吸附絮凝作用2个方面详细介绍零价铁降解印染废水的机理。

2.1 还原作用

零价铁是一种化学性质活泼的金属,具有较强的还原能力,其标准还原电位为-0.440 V。由于零价铁具有强还原能力,它能够改变有机污染物的分子结构,从而降低其毒性。零价铁对于印染废水的还原降解机理,主要是通过强还原反应断裂染料的发色基团或助色基团,如偶氮染料的偶氮双键〔见反应方程式〔1〕〕、蒽醌染料中的蒽醌环〔以苯醌为例,见反应方程式〔2〕〕来达到脱色矿化的目的。还原反应的具体路径可分为以下5步:〔1〕反应物从溶液主体扩散至零价铁表面;〔2〕反应物被零价铁表面所吸附;〔3〕反应物与零价铁在铁表面进行还原反应;〔4〕反应产物从零价铁表面解析;〔5〕反应产物重新扩散至溶液主体中〔27〕。

  2.2 吸附絮凝作用

吸附絮凝作用是零价铁降解印染废水的另一种重要途径。很多研究表明,在pH偏碱性条件下,吸附絮凝作用是零价铁降解印染废水的主要途径。零价铁对有机染料具有吸附作用,而零价铁氧化反应所生成的铁盐亦是一种常规的高效絮凝剂,能够与有机染料形成络合物,从而达到有效降解有机染料的目的。

2.3 零价铁降解印染废水动力学探究

零价铁降解印染废水的动力学特征与准一级反应动力学模型拟合良好,能够应用准一级反应动力学模型进行动力学分析〔28〕。其具体公式:

  式中:C——染料质量浓度,mg/L;

kobs——一级反应速率常数,min-1。

将方程式〔3〕整合后,可得方程式〔4〕:

  式中:C0——初始染料质量浓度,mg/L;

t——降解时间,min。

因此,kobs能够通过ln C对降解时间的回归分析求得。

根据不同温度下的kobs及阿伦尼乌斯公式,零价铁降解有机染料的活化能可通过方程式〔5〕求得。

  式中:Ea——反应活化能,kJ/mol;

R——气体常量,0.008 314 kJ/〔mol˙K〕;

T——热力学温度,K;

A——频率因子,mg/〔L˙h〕。

评论已关闭.