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摘 要

本文实验研究了Fe(III)-EDTA催化降解茜素黄R模拟染料废水，利用单因素实验和正交试验，对影响处理效果的主要因素进行了逐一研究，考察每一单因素对Fe(III)-EDTA催化降解茜素黄R模拟染料废水的影响，以确定最优的反应条件。实验结果表明，当染料废水浓度为1500 mg/L时，单因素实验的最佳条件分别是pH为6.0，30% H₂O₂投加量为16 mL/L，Fe(III)-EDTA浓度为0.2 mmol/L，反应时间50 min；正交试验最优降解条件为初始pH =6时投加30% H₂O₂ 16 mL/L，投加Fe(III)-EDTA浓度为0.2 mmol/L，反应60 min。在此工艺条件下，Fe(III)-EDTA催化降解茜素黄R模拟染料废水的TOC和色度去除率分别可达到20.54%和65%。

关键词：Fe(III)-EDTA 催化降解 茜素黄R

The Experimental Study on Fe (Ⅲ) -EDTA Catalytic Degradation of Alizarin Yellow R

Abstract

This paper studied on the Fe (III) -EDTA catalytic degradation of Alizarin Yellow R simulated dye wastewater by experiment. In order to determine the optimal reaction conditions, the main factors influencing efficiency were investigated one by one.

When pH=6.0, the H₂O₂ dosage was 16 mL/L, the concentrations of Fe(III)-EDTA was 0.2 mmol/L and the reaction time was 50 min respectively, the experimental results achieved best under the concentration of the raw wastewater Alizarin Yellow R was 1500 mg/L. The orthogonal experimental results showed that the optimal parameters were at pH was 6, 30% H₂O₂ was 16 mL/L, Fe (III) -EDTA dosage was 0.2 mmol/L, reaction time was 60 min the removal rate of TOC and color was 20.54% and 65% respectively.

Key Words: Fe(III)-EDTA；catalytic degradation；Alizarin Yellow R

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 染料的分类与结构特征 1

1.1.2 偶氮染料废水的来源、特点与危害 1

1.2 偶氮染料废水处理技术 2

1.2.1 物化法 2

1.2.2 化学法 3

1.2.3 生物法 3

1.3 偶氮染料废水的Fenton氧化技术 5

1.3.1 Fenton法机理 5

1.3.2 Fenton法在水处理中的应用 5

1.3.3 Fe(III)-EDTA催化氧化处理废水研究现状 6

1.4 本文研究目的、意义与内容 7

1.4.1 本文研究目的与意义 7

1.4.2 本文研究内容 7

第二章 实验材料与方法 8

2.1 实验方案 8

2.1.1 研究对象 8

2.1.2 实验仪器 8

2.1.3 实验试剂 8

2.2 实验原理与方法 10

2.2.1 实验原理 10

2.2.2 实验方法 10

2.2.3 测定项目及方法 11

第三章 结果与讨论 13

3.1 单因素实验 13

3.1.1 初始pH值对降解效果的影响 13

3.1.2 H₂O₂投加量对降解效果的影响 14

3.1.3 Fe(III)-EDTA投加量对降解效果的影响 16

3.1.4 反应时间对降解效果的影响 17

3.2 正交试验 18

3.2.1 正交试验设计 18

3.2.2 正交试验分析 19

第四章 结论与展望 20

4.1 结论 20

4.2 展望 20

参考文献 21

致谢 23

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 染料的分类与结构特征

随着染料工业的发展，染料废水在我国工业废水中的比重逐年上升。研究染料废水处理的前提是熟悉染料的分类和结构特征^[1]。

染料是指在一定介质中能使纤维或其他化合物牢固着色的化合物^[2]。在我国染料品种繁多，了解染料分类是选取水处理技术的基础之一。当前染料分类方法主要以化学结构分类和应用性能分类为主，其中按化学结构分类法，即根据染料共轭发色体系的结构特征来分类，可分为偶氮染料、蒽醌染料、靛族染料、硝基染料等^[3]。

经典的发色理论提出染料的结构对染料的颜色起决定性作用。染料的分子结构中除了发色基团还包括助色团，发色基团通常是双键联结的不饱和共轭体系，如偶氮基（—N=N—）、硝基（—NO₂）、亚硝基（—N=O）等，助色团通常含有未共用的电子对，如氨基（—NH₂）、羧基（—COOH）、羟基（—OH）等^[4]。

偶氮染料分子中含有偶氮键，其应用较为广泛，在纺织、印刷、制药和皮革工业均有涉及。在众多染料中，偶氮染料产量最多，使用量最大，对于染料废水主要处理对象是偶氮染料废水。

1.1.2 偶氮染料废水的来源、特点与危害

1.偶氮染料废水的来源及特点

偶氮染料的生产废水和印染工业的印染废水是偶氮染料废水的两大主要来源。染料废水的水质随着染料的种类、处理工艺的差异而存在不同。偶氮染料废水具有一般染料废水的特点^[5]：

（1）排水量大，且水质、水温、pH值变化比较大，染料生产过程中废水排放多为间歇操作，致使水质、水量波动较大，加大废水处理难度。

（2）色度大，废水中有机物通常带有发色基团且颜色较深。

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