微波等离子体强化内电解降解活性艳蓝KN-R溶液的工艺和研究

摘要

活性炭铁屑混合物在微波辐射下会发生强烈的打火放电现象，在微波腔内形成非稳态的放电等离子体，微波辐射和微波等离子体的作用促进了铁屑反应能力的活化和活性炭吸附能力的再生。本研究采用微波等离子体强化内电解技术降解染料废水，在反复再生和反复使用的过程中保证染料废水降解程度保持在很好的水平。主要研究内容包括以下两个方面：（1）微波等离子体强化内电解降解活性艳蓝KN-R溶液最优工艺探讨研究不同影响因子对微波等离子体强化内电解降解活性艳蓝KN-R溶液降解效果的影响，确定强化内电解降解活性艳蓝KN-R溶液最优工艺。试验结果表明，在染液浓度为500mg/L，pH为3，铁屑粒径0.9-2.0mm，铁碳体积比为1：1，循环速度为60ml/min，循环液量1500ml，鼓气量200-250ml/min，微波功率850W，微波作用时间2min条件下，对于500mg/l活性艳蓝KN-R染液，反应在1.0h时，再生处理前，A592去除率可以达到99.94﹪，CODCr去除率可以达到85.74﹪；再生处理后，A592去除率可以达到99.84﹪，CODCr去除率可以达到86.6﹪。（2）微波等离子体强化内电解降解活性艳蓝KN-R溶液强化作用分析通过单独活性炭、单独铁屑以及铁碳混合物反复再生反复内电解对活性艳蓝KN-R溶液降解情况的对比，以及通过碘值测定、总铁离子浓度测定、电镜观测等手段和方法，对活性炭和铁屑在微波场下的变化以及其反应能力的再生加以分析，剖析微波等离子体作用的程度和机制。试验结果表明，四次反复再生内电解，铁碳混合物对活性艳蓝KN-R溶液色度的去除率分别为91.54﹪，95.07﹪，92.33﹪，87.62﹪；CODCr去除率分别为83.25﹪，81.56﹪，76.21﹪，75.22﹪，铁碳混合物反复再生利用四次，脱色率仅下降了3.92﹪，CODCr去除率也仅下降了8.03﹪，比同等条件下的单独活性炭和单独铁屑都要好。从SEM分析上可以看到，经过微波等离子体再生处理，活性炭内部孔隙增大，并出现孔隙塌陷现象，表面结构没有明显变化；铁屑表面遍及蜂窝状凹孔，表面发生改性，比表面积增大，表面活性增高，溶入残液中的总铁离子浓度升高，内电解效率提高。