哈尔滨商业大学毕业设计（论文）超声波处理罗丹明染料废水的实验研究学生姓名于玉彬指导教师杨威专业环境工程学院食品工程2008年06月10日Graduation Project (Thesis)Harbin University of Commerce Experimental Study on Degradation of Rhodamn Wastwater by Ultrasonic WaveStudent YuYubinSupervisor Asso.Prof. Yang WeiSpecialty Environmental EngineeringSchool Food Engineering2008-06-10毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）审阅评语毕业设计（论文）审阅评语毕业设计（论文）答辩评语及成绩摘要以罗丹明配制水为研究对象,考察了初始浓度、pH值、超声波功率和作用时间四因素对化学耗氧量(COD) 去除率的影响.并用正交表L9(43) 安排实验。
实验结果表明:随着pH值的增大,COD去除率先减少后增大,在pH=1.8附近的COD去除率最高，最佳反应时间为50min，功率越大越利于有机物的降解，初始浓度越低,COD的去除率越高。
同时考察了超声/新生态MnO2,超声/ Fenton试剂协同作用处理染料废水的效果。
实验结果表明：超声波与MnO2或Fenton试剂联用可以大大提高有机物的降解效率，而且溶液pH值对降解率影响显著,低pH值有利于降解,功率越大越利于有机物的降解，初始浓度越低,COD的去除率也越高。
关键词：超声波罗丹明正交实验水合二氧化锰AbstractIn the paper ,the effects of the pH、ultrasonic power 、irradiation time 、original COD concent rations on the degradation of Rhodamin were studied.And arrange experiment with orthogonal table of L9(43).The results showed that the removal rate of COD decrease at first , then increased with the increasing of pH , and the removal rate of COD reached the highest at pH 1.8;the optimal irradiation time was 50 min and the original concent rations were lower ,the removal rate of COD was higher . At the same time, ultrasonic cooperate with Hydration MnO2 or Fenton on the degradation of Rhodamin were studied. The results showed that ultrasound and other technologies used together can greatly improve the degradation efficiency of organic.And the pH have observably effect on the degradation.Low pH in favor of the degradation of Rhodamin, also the original concent rations were lower ,the removal rate of COD was higher.Key Words:Ultrasonic wave, Rhodamin , Orthogonal experiment, Hydration MnO2目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (3)1.1序言 (3)1.2近代我国染料废水概况 (3)1.2.1我国染料工业现状 (3)1.2.2染料工业废水分类及特点 (4)1.3染料废水处理技术[14] (5)1.3.1物理化学法 (5)1.3.2化学法 (5)1.3.3生化法 (7)1.3.4其他方法 (7)1.4超声波技术在废水处理中的应用 (8)1.4.1超声波处理废水基本原理[12] (8)1.4.2影响超声波降解反应速率的因素 (10)1.5 研究的目的及内容 (11)1.5.1 超声波在染料废水处理中的应用概况 (11)1.5.2 立题的意义及主要研究内容 (12)2 实验材料、仪器设备及实验方法 (13)2.1 主要试验试剂和仪器 (13)2.2实验方法 (14)2.2.1罗丹明染料废水配制 (14)2.2.2重铬酸钾法测COD (14)2.2.3水合二氧化锰的制备[4] (14)3 结果与讨论 (15)3.1超声波单独作用试验 (15)3.1.1处理废水的初始浓度对COD去除率的影响 (15)3.1.2反应体系PH值对COD去除率的影响 (16)3.1.3超声强度对COD去除率的影响 (16)13.1.4反应时间对COD去除率的影响 (17)3.1.5设计正交实验，确定超声降解罗丹明染料废水的最佳工艺参数 (18)协同作用实验 (20)3.2 超声波和MNO23.2.1处理废水的初始浓度对降解效果的影响 (20)3.2.2反应体系PH值对降解效果的影响 (21)3.2.3超声强度对降解效果的影响 (22)3.2.4设计正交实验，确定超超声波和MNO协同作用处理罗丹明废水的最佳2工艺参数 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (29)附录 (30)1 绪论1.1序言纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一，20世纪90年代以来获得迅猛发展，其用水量和排水量也大幅度增长。
据不完全统计，我国日排放印染废水量为3000～4000kt，是各行业中的排污大户之一。
加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重匮乏的问题，对保护环境、维持生态平衡起着极其重要的作用。
纺织染料工业近年来快速发展，目前我国各种染料产量已达90万t，染料废水已成为环境重点污染源之一。
染料行业品种繁多，工艺复杂。
其废水中含有大量的有机物高，色泽深，酸碱性强等特点，一直是废水处理中的难题。
在纺和盐份，具有CODCr织工业中,会产生各种废水,其中以印染废水污染较为严重,其排放量约占工业废水总排放量的十分之一。
这些废水主要来源于印染加工中的漂炼、染色、印花、整理等工序,而且各工序产生成份各异的污水,使得印染废水成份复杂、色度高,有毒物质多而严重污染环境,因此印染废水的综合治理已成为一个迫切需要解决的问题。
印染废水属于含有一定量有毒物质的有机废水,含有残余染料、染色助剂、酸碱、以及一些重金属,其中残余染料及助剂构成了废水中有机污染物的主要成份,并使废水带有特殊的颜色。
因此,如何使印染废水脱色是处理的重要问题;脱色方法的研究成为印染废水处理的重要课题[1]。
1.2近代我国染料废水概况1.2.1我国染料工业现状染料工业是传统的精细化学工业, 产品主要用于纺织印染行业。
进入20世纪90年代以来, 随着国民经济的持续高速发展, 染料工业也取得了长足的进步。
据原化工部统计的数据分析, “八五”期间染料产量以年均5%的速度增长, 到1995年染料产量已达到24万t; “九五”期间染料年产量一直维持在20万～25万t, 已超过世界染料总产量的1/4, 成为世界上最大的染料生产国。
1997年的染料产量首次突破25万t, 创造了历史最高记录; 1998 年的染料产量为23.8万t, 同比减少了7%, 其中分散染料达到12.6万t, 超过染料总产量的1/2, 同比增长80.3%; 硫化染料的产量为6.36万t, 同比增长2.8%。
随着社会经济的不断发展和人们环境意识的提高，我国加大了对印染污水的治理。
根据«纺织染整工业水污染物排放标准»，除Ⅲ类污水排放指标变化不大外，国家增加了I类和Ⅱ类污水印染废BOD、COD、色度、悬浮物、氨氮、苯胺类、二氧化氯等指标的排放限定。
而印染废水水质一般平均为COD800-2000mg/L，色度200-800倍，pH值10-13，BOD/COD为0.25-0.4，因此印染废水的达标排放是印染行业急需要解决的问题[2]。
１.2.2染料工业废水分类及特点( 1) 染料废水分为以下几类: ①含盐有机物有色废水。
其中无机盐浓度在15%～25%, 主要是氯化钠, 少量硫酸钠、氯化钾及其他金属盐类, 氯化或滨化废水; ②含有微酸微碱的有机废水; ③含有铜、铅、锰、汞等金属离子的有色废水; ④含硫的有机物废水。
( 2) 染料废水的特点: ①COD浓度高。
染料生产基本原料是苯类、萘类、蒽醌系及苯胺、硝基苯、酚类等, 流失的染料使得水中COD 浓度高, 有的染料厂排出的废水COD高达几十万mg/L, 且可生化性差; ②色度大。
染料废水的脱色一直是研究热点, 因为染料厂生产的染料及中间体, 品种繁多, 酸碱度变化很大, 很难找到一个统一的方法, 造成治理技术上的困难 ; ③染料废水中含有毒有害物质, 如萘类、蒽醌系、酚类等。
染料废水有明显的色度, 影响感官, 并且废水中含对水体或人体有毒有害的污染物, 染料废水不经过处理直接排放, 会引起水体生态环境的破坏, 有毒有害物进入食物链, 会影响到人体的健康[6]。
1.３染料废水处理技术[14]1.3.1物理化学法（1）吸附法在物理化学法中应用最多的是吸附法。
吸附法是利用吸附剂表面的活性,将分子态的污染物浓集于其表面而达到去除目的,目前主要采用活性炭吸附法。
近年来,活性炭纤维用于对废水中染料的吸附研究取得了一定成果。
ClO2氧化与活性炭吸附相结合处理印染废水,与单独用ClO2氧化或活性炭吸附处理相比,COD去除率和脱色率均有较大提高。
粉煤灰由于来源广泛,价格低廉,因而在印染废水处理方面有较大的潜力。
吸附法处理染料废水具有投资少、周期短等特点,适用于规模较小的企业,但应对吸附染料后的吸附剂再生及废吸附剂的后处理引起重视,以减少二次污染。
（2）膜分离技术膜分离技术用于印染废水处理具有能耗低、工艺简单、不污染环境等特点。
冯冰凌等采用壳聚糖超滤膜处理印染废水,COD去除率可达80%左右,脱色率超过95%。
吴开芬则利用超滤法处理含靛蓝废水,可使染料的浓溶液直接回用,透过液可作为中性水再利用。