印染废水电子束处理的实验研究

zhanghe602

染料溶液达到完全脱色，脱色的程度由染料溶液的浓度和辐照剂量决定；在束流相同、时间不同的情况下，辐照时间越长，脱色程度越大；在时间相同、束流不同的情况下，束流越大，脱色程度越大；辐照后染料分子中的带色基团已被降解，染料溶液的CODCr明显减少。 1 引言 目前，科研人员通常采用混凝法、生物污泥法对有机染料废水进行脱色、降解研究，但效果不甚理想，而化学催化法目前尚不成熟。本文利用电子加速器产生的电子束辐照印染废水，以便有机染料脱色和降解。 2 实验部分 2.1 原料与设备 乳化油(代号A)，上海恒泰毛纺品厂印染废水(代号B)，漂染十七厂印染废水(代号C)，蒽醌染料（酸性兰40，代号D），氧气。 电子静电低能加速器（能量0.3MeV ，上海大学射线组提供）。 2.2 实验步骤 取多个容器，分别贴上标签A1～A4，B1～B4，C1～C4，D1～D4，A1x、B1x、D1x，A1y、B1y、D1y，A1z、B1z，然后注入4种废水各100mL。将A1、B1、C1、D14个容器放在电子加速器的辐照窗下(容器严格置于一直线上，且间隔距离相等)，同时通入氧气，调节气体流量为2L/min。开启电子加速器，束流固定为5mA，辐照时间为5min。 换上A2，B2，C2，D2 4个容器，束流不变，辐照时间为10min。 换上A3，B3，C3，D3 4个容器，束流不变，辐照时间为20min。 换上A4，B4，C4，D4 4个容器，束流不变，辐照时间为40min。 将A1x、B1x、D1x 3个容器进行辐照，辐照时间为10min，束流为10mA。 换上A1y、B1y、D1y3个容器，上述条件不变，束流为15mA。 换上A1z、B1z 2个容器。上述条件不变，束流为20mA。 3结果与讨论 3.1 色度的变化情况 4种废水的色度变化结果见表1。 表1 不同辐照时间下废水的脱色情况 辐照时间T(min) 样品脱色情况 A B C D 0 乳白色 翠绿色 深褐色 深兰色 5 乳白色 浅黄绿色 浅褐色 无色 10 乳白色 浅黄色 浅桔黄色 无色 20 乳白色 更浅的黄色 浅黄色 无色 40 乳白色 几乎无色 无色 无色 由表1可见，色度的改变与辐照时间(辐照剂量)和染料溶液自身浓度有关。 在相同浓度下，辐照时间越长，色度改变（褪色程度）就越大。这是由于辐照提供了大量能量，使染料分子降解成小分子，从而褪色。 在相同辐照时间下，浓度越大的染料，颜色就越深。因为同样辐照，提供同等能量，被降解的染料分子数相同。浓度越大，染料分子数越多，所以剩余染料分子数也越多，颜色就显得越深。 实验发现，由于乳化油的结构非常复杂，单纯的辐照不能使乳化油明显褪色，这值得今后作更深入的研究。 3.2光谱分析 3.2.1束流相同、时间不同的实验条件 未经辐照的溶液均有很明显的吸收峰。经过辐照后，从光谱图上已看不出明显的吸收峰，且随着辐照时间的增加，谱线平直且接近横坐标，这说明主要的颜色基团已基本没有，溶液中染料有机分子基本被降解。因此，辐照时间是降解程度的重要因素，辐照时间越长，降解程度越大。 3.2.2 时间相同、束流不同的实验条件 未经辐照的溶液均有很明显的吸收峰。经过辐照后，从光谱图上已看不出明显的吸收峰，且随着辐照时间的增加，谱线平直且接近横坐标，这说明主要的颜色基团已基本消失，溶液中染料有机分子基本被降解。因此，辐照束流是影响降解程度的重要因素，辐照束流越大，降解程度就越大。 3.3 CODCr的测定 CODCr的测定结果见表2。 表2 CODCr的测定结果 辐照时间T(min) 样品的CODCr (mg/L) B C D 0 133.12 885.248 62.40 5 122.304 407.68 54.912 10 115.648 340.288 48.256 20 97.344 237.12 39.104 40 74.048 202.176 23.296 由表2可知，辐照过的溶液CODCr比未辐照过的溶液CODCr明显降低。 4 结论 4.1通过电子束辐照可以使染料废水达到脱色的效果，最终达到无色。 4.2 对于同种溶液，辐照束流和辐照剂量是决定脱色程度的两大重要因素。时间相同，束流越大，脱色程度越大；束流相同，时间越长，脱色程度越大。 4.3 经过辐照后，染料分子中的带色基团被降解，紫外光谱图中的原有的吸收峰基本消失。 4.4被辐照后的染料溶液CODCr明显降低。

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kabbspr

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bnu358

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