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纳米ZnO的合成及催化臭氧氧化处理印染废水

时间:2017-5-6 15:33:00   来源:中国印染网   添加人:admin

  郭春芳1,张淑芬2(1.山东丝绸纺织职业学院,山东淄博255300;2.大连理工大学精细化工国家重点。

  由可知,随着催化剂用量的增加,COD去除率逐渐增大,在0.4g/L时,达到最大值76.92%,继续增加催化剂用量时,COD去除率反而减小。当催化剂用量较少时,催化反应的活性点较少,吸附臭氧和反应物表1对比试验催化剂用量对COD去除率的影响的量也少,致使处理效果不明显;随着用量的增加,催化反应的活性点增多,吸附臭氧和反应物的量也相应增多,COD去除率逐渐增大,处理效果明显;但随着催化剂用量的继续增大,催化剂颗粒越来越多,臭氧在废水中的小气泡间凝聚汇集,导致传质速率下降,影响了臭氧和反应物的反应速率,致使COD去除率减小,处理效果下降。因此,纳米ZnO催化剂投加量以0.4g/L为宜。

  2.3pH值的影响pH值不同时,纳米ZnO的催化活性不同,O3的氧化反应机理也不同,对处理效果影响较大。控制臭氧输出量不变,催化剂投加量为0.4g/L,分别调节废水pH值至3.0,6.4,9.0,12.0,13.0,反应60min,每20min取样一次,分别测定其COD值,并计算COD去除率。不同pH值时COD去除率随反应时间的变化,如所示。

  时间/min pH值对COD去除率的影响除率迅速增加;从9.0到13.0时,COD去除率开始下降。ZnO是两性氧化物,既溶于酸又溶于碱。当pH值从3.0上升至9.0,纳米ZnO的表面特性是催化反应的控制因素,臭氧催化氧化以直接反应为主反应,反应速率较快;当pH值高于9.0时,纳米ZnO表面由于吸附了大量OH―离子,有利于OH自由基的生成,同时臭氧氧化以间接反应为主反应,自身可产生大量的OH自由基,但因静电排斥力增大,OH自由基扩散缓慢,反而使COD去除率减小。这说明纳米ZnO催化臭16氧氧化反应在弱碱性环境(pH值为9.0左右时)催化效果最佳。

  2.4反应时间的影响控制臭氧输量不变,调节pH值至9. 0,催化剂投加量为0.4g/L,分别在反应时间为10,20,30,40,50,60,70,80,90min时取样,测定其COD值,并计算COD去除率。COD去除率随反应时间的变化如所示。

  时间/min反应时间对COD去除率的影响由可知,反应前20min,COD去除率增加最快;20~60min,COD去除率稍有增加但变化缓慢;60min后,曲线趋于一致,几乎呈一条直线,COD去除率基本不变;此外,在60min时,COD去除率已经达到81.22%,此时废水的COD为17. 05mg/L,已达到印染废水回用要求。因此,本试验反应时间选定60min. 2.5对比试验通过对比试验,研究六种催化体系对印染废水COD去除效果的影响。试验中,控制臭氧输量不变,调节废水pH值至9. 0,催化剂投加量为0.4g/L,反应60min后,光照3h,分别测定其COD值,并计算COD去除率,结果见表1.由表1可见,无论实验条件有无太阳光照,COD去除效果排序均为:纳米ZnO+O3>单独O3>单独纳米ZnO.正常实验室环境下,纳米ZnO+O3体系对印染废水的COD去除率有较大提高,比单独O3体系提高了38%;有太阳光照射时,纳米ZnO+O3体系对印染废水的COD去除率比O3体系提高了47.5%.这说明纳米ZnO催化臭氧氧化对印染废水处理具有较好的催化效果,尤其是光催化处理效果更为明显。

  3.3电耗新工艺比旧工艺节约时间7h,功率110kW,电价元让贾h)=纱总计节约:4结论采用涤棉一浴一步改进工艺染色,染料浓度在3%以下,筒子纱内外层色差、色牢度达标。

  涤棉浴步改进工艺,在中性条件下染色,可省去染涤后的还原清洗过程,只需染色后皂洗去除浮色即可,每缸纱节约时间7小时。

  涤棉浴步改进工艺,可节约水、蒸汽,降低污水的排放量,节省成本,每吨纱节水30t,减少排放30t,节电660度,节汽1. 368t,总计节约费用