次氯酸鈉處理酸性玫瑰紅B廢水研究

肖 方，高江林，鄭廣宏，李新國(guó)，董應(yīng)尚，王凌峰

（1.山東省菏澤生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山東 菏澤 274000；2.山東省菏澤第一中學(xué)，山東 菏澤 274000；3.同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092）

酸性玫瑰紅B是一種三芳甲烷類染料，屬于最古老的合成染料。由于其復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，酸性玫瑰紅B屬于難生物降解有機(jī)物。如何去除廢水中三芳甲烷類物質(zhì)成為環(huán)保工作者的研究熱點(diǎn)［1-3］。汪曉軍等［4］用化學(xué)預(yù)氧化及曝氣生物濾池法處理酸性玫瑰紅B，取得了良好的處理效果。近年來(lái)，次氯酸鈉氧化工藝因其去除效果好、操作簡(jiǎn)單而備受關(guān)注。筆者研究了次氯酸鈉氧化降解酸性玫瑰紅B廢水的全過(guò)程，確定了最佳工藝條件。

1 材料與方法

1.1 儀器與藥品

XHC-401COD恒溫加熱器；CPA2245電子天平；TU-1900紫外分光光度計(jì)；BCD-185F電子冷柜；102電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；JB-1恒溫磁力攪拌器。

K2CrO7；（NH4）Fe（SO4）2·6H2O；Ag2SO4均為分析純；NaClO（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%）；HgSO4為優(yōu)級(jí)純。酸性玫瑰紅B為市售工業(yè)級(jí)，其分子結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 酸性玫瑰紅B的分子結(jié)構(gòu)

1.2 試驗(yàn)步驟

在燒杯中加入一定濃度的酸性玫瑰紅B廢水，投加一定量的次氯酸鈉溶液，在磁力攪拌器上攪拌一定時(shí)間，于最大吸收波長(zhǎng)563nm處測(cè)定酸性玫瑰紅B溶液的吸光度，換算成濃度，計(jì)算其脫色率。同時(shí)測(cè)定酸性玫瑰紅B溶液的COD值，計(jì)算COD去除率。計(jì)算公式見(jiàn)（1）。

其中，ρ1和ρ2為處理前后酸性玫瑰紅B的COD值，質(zhì)量濃度（mg／L）。

2 最佳工藝條件的確定

2.1 攪拌時(shí)間

在酸性玫瑰紅B質(zhì)量濃度40mg／L、次氯酸鈉用量1.0mL的實(shí)驗(yàn)條件下，研究攪拌時(shí)間對(duì)酸性玫瑰紅B脫色率的影響。結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 攪拌時(shí)間對(duì)酸性玫瑰紅B去除效果的影響

由圖2看出，酸性玫瑰紅B的脫色率隨著反應(yīng)時(shí)間的增加逐漸增大。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為4h時(shí)，酸性玫瑰紅B的脫色率已達(dá)60.02%。4h以后，脫色率增加的趨勢(shì)相對(duì)較為緩慢。因此，控制攪拌時(shí)間4h處理效果比較好。

2.2 次氯酸鈉用量

在酸性玫瑰紅B質(zhì)量濃度40mg／L、攪拌時(shí)間4h的實(shí)驗(yàn)條件下，研究次氯酸鈉用量對(duì)酸性玫瑰紅B脫色率和COD去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 NaClO用量對(duì)酸性玫瑰紅B去除效果的影響

由圖3看出，酸性玫瑰紅B的脫色率和COD去除率隨著次氯酸鈉用量的增加均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。由酸性玫瑰紅B的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，與碳碳雙鍵直接相連的苯環(huán)與碳碳雙鍵之間構(gòu)成了π-π共扼，而沒(méi)有與碳碳雙鍵直接相連的另外兩個(gè)苯環(huán)，其最靠近碳碳雙鍵的碳原子分別于碳碳雙鍵形成了σ-π的超共扼，正是由于這些共扼現(xiàn)象的存在，使得酸性玫瑰紅B染料非常穩(wěn)定，難以降解。次氯酸鈉就能有效破壞其穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)。當(dāng)次氯酸鈉用量1.0mL時(shí)，酸性玫瑰紅 B的脫色率為61.02%，COD去除率為36.78%。當(dāng)次氯酸鈉用量超過(guò)1.0mL時(shí)，酸性玫瑰紅B的脫色率及COD去除率的增加均趨于平緩。綜合考慮去除效果和處理成本，次氯酸鈉用量應(yīng)該比較適宜，取1.0mL。

3 結(jié)論

采用單因素影響實(shí)驗(yàn)確定了次氯酸鈉處理酸性玫瑰紅B廢水的最佳工藝條件：酸性玫瑰紅B質(zhì)量濃度為40mg／L時(shí)，在次氯酸鈉用量1.0mL，攪拌時(shí)間4h的實(shí)驗(yàn)條件下酸性玫瑰紅B的脫色率可達(dá)61.02%，COD去除率可達(dá)36.78%。